Ausweitung der Kryo-Elektronenmikroskopie über Wasser hinaus

Die Kryo-TEM wird häufig zur Beobachtung biologischer Proben in ihrem natürlichen Lösungszustand eingesetzt und wurde kürzlich auch auf in Wasser dispergierte nicht-biologische Materialien angewendet. Die Ausweitung der Technik auf organische Lösungsmittel hat sich jedoch als schwierig erwiesen, da herkömmliche Probenvorbereitungsmethoden für wässrige Systeme entwickelt wurden. Schnelle Verdunstung führt oft dazu, dass organische Lösungsmittelschichten austrocknen oder für die Beobachtung zu dick werden, was die reproduzierbare Herstellung von vitrifizierten Dünnschichten verhindert, die für die Kryo-TEM-Analyse geeignet sind.

Um diese Herausforderung zu bewältigen, entwickelte das Forschungsteam eine neue Probenvorbereitungstechnik namens „Gradient Blotting“. Anstatt das gesamte TEM-Gitter mit Filterpapier zu blotten, berührt die Methode nur die Hälfte des Gitters, wodurch eine allmähliche Variation der Dicke über das Gitter hinweg entsteht. Dieser Ansatz erzeugt konsistent Bereiche mit optimalen Schichtdicken von etwa 100–300 Nanometern für die Kryo-TEM-Beobachtung.

Diese Errungenschaft erweitert die Anwendbarkeit der Kryo-TEM über wasserbasierte Systeme hinaus und bietet ein neues Analysewerkzeug für die Untersuchung von Materialien unter realistischen Verarbeitungsbedingungen. Da organische Lösungsmittel in zahlreichen industriellen und funktionalen Materialien eine zentrale Rolle spielen, könnte die Methode die Entwicklung und Qualitätsbewertung von Farben, Tinten, Beschichtungen, Katalysatoren und Materialien zur Wirkstoffabgabe unterstützen.