Zien is geloven - of, voor wetenschappers, het begin van begrip. Onderzoekers kunnen atomair kleine details visualiseren met transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) door elektronen door het monster te stralen en hun interacties vast te leggen om een ​​beeld te vormen. Maar zulke kleine exemplaren kunnen de elektronen ontwijken, dus moeten ze speciaal worden behandeld met zware metalen om interacties te garanderen. Om bijvoorbeeld virussen te zien, is de huidige standaard om het virusmonster te overgieten met een oplossing die een radioactieve, streng gecontroleerde stof bevat die uranylacetaat wordt genoemd.

De resulterende beelden zijn duidelijk, maar het proces om de vereiste radioactieve zware metalen oplossing te verkrijgen en op te slaan kan een gecompliceerde barrière zijn voor onderzoekers, aldus Masahiro Sadakane, hoogleraar toegepaste chemie aan de Graduate School of Advanced Science and Engineering van Hiroshima University. Sadakane en zijn team hebben onlangs ontdekt dat een niet-radioactieve behandeling dezelfde heldere, gedetailleerde beelden kan produceren zonder het bureaucratische gedoe van uranylacetaat.

Ze publiceerden hun bevindingen op 12 mei in Scientific Reports .

"Het observeren van virale morfologie is essentieel in de virologie, waarvoor TEM de meest gebruikte techniek is omdat het directe visualisatie op nanometerschaal mogelijk maakt, maar het vereist momenteel zware elementenbevattende negatieve kleurreagentia," zei Sadakane, corresponderende auteur op het papier. "Nieuwe, niet-radioactieve verbindingen voor eenvoudige, snelle en duidelijke waarnemingen met behulp van traditionele TEM zijn wereldwijd nodig."

Een momenteel in de handel verkrijgbaar alternatief voor het radioactieve uranylacetaat is een materiaal dat bekend staat als "Keggin-type" fosfowolfraamzuur. Het molecuul bestaat uit een centrale eenheid van één fosfaat en vier zuurstofatomen, strak omgeven door wolfraam en meer zuurstof. Hoewel het niet radioactief is, is het molecuul zeer zuur en moet het volgens Sadakane vóór gebruik worden geneutraliseerd. Hij merkte ook op dat de beelden die het produceert minder duidelijk zijn dan die gemaakt met uranylacetaat. Ondanks deze nadelen behoort het reagens echter tot een grote familie van vergelijkbare - en mogelijk betere - verbindingen.

"We hebben fosfowolframaatverbindingen onderzocht en hebben eerder gemeld dat het 'Preyssler-type' kan worden gebruikt als een negatief kleurreagens om een ​​fijne structuur van bacteriën te observeren," zei Sadakane.

"Preyssler-type moleculen bevatten ook wolfraam, zuurstof en fosfaat, maar ze zijn structureel gerangschikt rond een ingekapseld positief geladen ion, zoals natrium of calcium. Ze hebben een andere structuur dan de Keggin-type verbindingen, wat resulteert in een veel stabieler molecuul dat wordt geproduceerd als een kaliumzout."

De onderzoekers pasten Preyssler-type fosfowolframaten toe om drie soorten bacteriële virussen (fagen) die bacteriën infecteren te kleuren en af ​​te beelden. De morfologische structuren van deze fagen zijn al goed gedocumenteerd en bieden een betrouwbare referentie om de helderheid van afbeeldingen die in hun onderzoek zijn verkregen te controleren.

"Onze resultaten geven aan dat fosfowolframaten van het Preyssler-type goede reagentia voor negatieve kleuren zijn voor viruswaarnemingen," zei Sadakane. "Ze zijn gemakkelijk te gebruiken, omdat ze niet radioactief zijn en niet hoeven te worden aangepast aan de pH-waarde, en ze geven duidelijke beelden."

De onderzoekers zijn van plan voort te bouwen op hun bevindingen om een ​​reeks niet-radioactieve negatief-kleurende reagentia te ontwikkelen om andere virussen te observeren, evenals kleine organische deeltjes zoals eiwitten en meer, volgens Sadakane. + Verder verkennen

Hybrid materiaal brengt volgende generatie transportbrandstofcellen dichterbij