Flash fångar objekt osynliga för ögat på bild
Med extremt intensiva och ultrakorta röntgenstrålar kan en stillbild av ett mikrometerstort objekt skapas. Det visar ett tema med bland andra Uppsalaforskare i det senaste numret av Nature Physics.
Tidigare teoretiska studier från forskargruppen, som leds av Janos Hajdu och David van der Spoel vid Uppsala universitet, avdelningen för molekylär biofysik, förutspår att mycket korta röntgenpulser med extremt hög intensitet, skulle kunna registrera ett diffraktionsmönster av en enstaka makromolekyl, ett virus eller en cell – utan att provet behöver vara i kristallform. Men när ett prov utsätts för en sådan puls förstörs det snabbt, genom att övergå till plasma, vilket medför att bilden måste fångas innan detta händer. Detta kan i teorin uppnås genom att använda mycket korta (femtosekund, 10-15 sekunder) röntgenpulser med hjälp av frielektronlaser.
I det senaste numret av Nature Physics, kan ett internationellt forskarteam, som leds av Janos Hajdu (Uppsala universitet och Stanford University) och Henry Chapman (the Lawrence Livermore National Laboratory), för första gången presentera ett experiment som verifierar de teorietiska antagandena. De har använt den första “soft X-ray frielektronlasern” i världen, anläggningen FLASH vid Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) i Hamburg. Med en extremt intensiv 25 femtosekunder snabb puls skapades en bild av ett mikrometerstort objekt, innan det upphettades till 60 000 grader och förstördes. Bilden hade inga skador och upplösningen var tillfredställande.
– Detta bevisar att det verkligen går att ta en stillbild med hjälp av extremt intensiva och ultrakorta röntgenstrålar, som annars kan förstöra allt i sin väg, säger Janos Hajdu.
Resultaten har stor betydelse för möjligheten att studera biologiska strukturer på molekylär nivå, eller inom andra vetenskapliga fält där information om strukturer med hög detaljprecision är värdefull. De pekar också på att det finns en stor potential att avbilda exempelvis enskilda molekyler i framtiden när frielektronlasrar med tillräcklig kort våglängd (1-2Å) kommer att finnas. Det första sådana instrumentet byggs just nu i Stanford, och kommer att tas i drift 2008.
– Ett nytt vetenskapligt fält håller på att skapas, som för första gången kombinerar biologi med atomfysik, plasmafysik och astrofysik, säger Janos Hajdu.
Artikel: http://www.nature.com/nphys/index.html
Kontaktinformation
För mer information, kontakta Janos Hajdu (engelska), tel: 018-471 44 49, 070-425 01 94, e-post: Janos.Hajdu@icm.uu.se eller David van der Spoel, tel: 018-471 42 05, 070-425 01 95, e-post: David.VanderSpoel@icm.uu.se
