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普林斯顿大学新闻

Data tools give microscopes unprecedented views of living and physical systems

今年7月,来自世界各地的显微学专家齐聚普林斯顿,参加了为期三天的会议。他们表示,在化学反应过程中观察原子短暂排列的技术和工具正在迅速发展,这让他们对物理和生命系统有了前所未有的了解。

普林斯顿大学组织的成像和分析中心研究所的科技材料(棱镜),科学出版社,自然,会议上,“电子显微镜的物理和生命科学前沿”包括30多个技术谈判和小组讨论新兴方法和最新的技术。180名参与者也有机会参观普林斯顿大学自己的尖端显微镜设备,由PRISM运营。这次会议得到了工业界和学术界的大力赞助,并得到了Thermo Fisher Scientific和埃克森美孚公司的大力支持。

poster from Microscopy conference

会议强调了新成像技术正在开辟的科学前沿。普林斯顿大学最近对其显微镜设备进行了重大投资。

“这次会议是非常独特的,它汇集了来自物理和生命科学的科学家去探索研究的新视野变得可以通过电子显微镜,”院长说研究Pablo Debenedetti 1950届教授在工程和应用科学和化学和生物工程学教授。

德贝尼代蒂说:“我们很高兴能与大自然合作,把这个快速发展领域的世界顶尖科学家带到普林斯顿大学来。这个领域提供了一个机会,去探索我们无法探索的微小的生物和物理结构。”“然而,这些微小的结构对我们的健康和我们的技术能力是如此重要。这就像在新大陆上探险一样。”

南姚明,棱镜的成像和分析中心主任和领导会议组织者,说一条共同的主线讨论最尖端技术是他们寻求最大化的信息可以从一个电子之间的相互作用和被观察到的样本。

姚说:“这次会议的一大收获是,我们能从电子显微镜的革命性能力中获得多少信息。”这些信息涉及许多领域,包括结构、电磁和化学细节:在三维空间中确定原子和分子位置的能力;确定原子的磁性能;并鉴定活细胞的化学成分。

Joachim Frank

因发明了一种新的显微技术而获得诺贝尔化学奖的约阿希姆·弗兰克发表了主题演讲。

姚说,大多数与会者并不是所有这些领域的专家,“因为我们都习惯了我们使用的技术,并不总是知道还有什么其他的。”“在同一间屋子里,有这么多人在各个方面挑战这些界限,这是非常宝贵的。”

电子数据最大化的一个例子是一种被称为“低温电子显微镜”的新型显微镜——一种在超冷液体中观察微小结构的电子显微镜。Krios Cryo-EM最近安装在成像和分析中心,对于捕捉生命系统和高性能材料中非常短暂的化学反应特别有用。

这种技术与传统的显微技术的不同之处在于,它更多的是收集和操作大量的数据,而不是查看单个图像。哥伦比亚大学(Columbia University)生物物理学家约阿希姆?“如果一个人想到电子显微镜,他就会想到一张图片。现在想想成千上万的图片。”

弗兰克说:“整个技术就是把这些数据整合到三维可视化中。”“这是一种全新的东西。”

poster session from Microscopy conference

中心的吴雪兰(音译)是一名化学专业的研究生,她参加了这次会议的一个海报环节。海报环节让普林斯顿大学的研究生和博士后研究人员有机会展示涉及显微镜的前沿工作。

另一组演讲讨论了一种称为扫描透射电子显微镜(STEM)的方法,它结合了聚焦于极小特征和快速扫描更广泛区域的能力。普林斯顿成像与分析中心最近为这项技术安装了一种名为泰坦忒弥斯双球面像差校正阀杆的先进仪器。这种显微镜能够显示0.06纳米的特征,这与单个氢原子的大小相似。

姚说,除了涵盖一系列技术和研究主题外,这次会议还汇集了来自工业界、国家实验室和世界各地学术界的领先研究人员。“电子显微镜是一种跨越学科和部门的工具。我们很自豪能提供一个设施,让这些地区的人们走到一起,分享知识,获得见解。”