Сотрудники исследовательского центра Ames Laboratory министерства энергетики США впервые сумели при помощи электронной микроскопии исследовать с высоким разрешением магнитные поля бактериальных клеток и магнитных нанообъектов в жидкости. Созданный ими метод найдет применение в различных сферах физики, нанотехнологии, производстве биотоплива, биомедицинской инженерии и других областях. «Это очень похоже на возможность отправиться в парк юрского периода и наблюдать, как динозавры ходят, вместо того, чтобы пытаться понять, как они ходили, исследуя окаменевший скелет», – говорит Таня Прозоров (Tanya Prozorov) из отделения наук о материалах Ames Laboratory.
Таня Прозоров и ее коллеги заняты изучением биологических магнитных наноматериалов и используют в качестве модельного объекта бактерии, обладающие способностью к магнитотаксису – движению вдоль линий магнитного поля. В клетках этих бактерий есть особые органоиды – магнетосомы, содержащие частицы природного магнетита. Но ученые не могли изучать этих бактерий в их естественной жидкой среде, так как электронный микроскоп позволял им увидеть только твердые или витрифицированные объекты. Теперь же исследователи достигли прорыва, применив новейший метод электронной микроскопии с жидкостной ячейкой, и смогли увидеть, как отдельные магнитные нанокристаллы формируются и растут с помощью биологических молекул.
Слева: принцип работы электронной микроскопии с жидкостной ячейкой, справа: A) нанокристаллы B) карта магнитной индукции нанокристаллов. US Department of Energy, Ames Laboratory
«Это может нам помочь понять динамику агрегации макромолекул, самосборку наночастиц и влияние электрических и магнитных полей на этот процесс, - говорит Таня Прозоров. – Новый метод позволяет получать большие объемы новой информации. Это первый шаг, доказывающий, что отображение магнитных полей в жидкости в нанометровом масштабе с помощью электронной микроскопии может быть осуществлено. И я очень хочу увидеть открытия, которым он мог бы способствовать в других областях науки».
О новом методе ученые рассказали в статье, которую опубликовал Journal of The Royal Society Interface.