探索人类牙釉质与电子数4 d

K3的^®是相机提供了同时低剂量成像通过实时电子计数,与一个大型的视野(FOV)和快速的连续数据捕获。

的STEMx™系统精确同步的速度扫描探针用于4 d干细胞实验时,匹配这个相机帧率,消除潜在的数据丢失,确保高速数据采集。

上下文

的组件构成人类牙齿的外层,牙釉质包括辩证,hierarchically-structured bio-composite材料。

一个人的生活质量将会大大受损,如果他们的牙釉质受损。其结构细节的人类健康至关重要的结果。

釉质微晶含有一定量的矿物磷灰石,这可以使用(扫描)研究了透射电子显微镜(TEM)。这种材料只展览最小灵敏度电子束。然而,这样的研究是历史上具有挑战性的表演。

原子分辨率干细胞成像最近展示了其能力提供详细了解微晶的相干原子结构(图1)。它是指出,要想成功,以下是必要的:

1. 液氮的温度冷却的样品
2. 重要的使用电子剂量的x 10 ~ 6³e^{- - - - - -}/一个²获得高信噪比(信噪比)的图像同时确保没有样本衰变
3. 标本的较小FOV意味着只有数量有限的微晶可以捕获每个图像

亚博网站下载材料和方法

结合K3的相机,和一个STEMx系统是用来捕捉4 d茎衍射数据集在300帧每秒。这样做是在电子计数模式JEOL JEM-ARM 300 f (S) TEM。

已经准备使用聚焦离子束外牙釉质样品在室温下进行成像,而不是更常见的方法在低温条件下执行干细胞成像。

花了大约240秒获得完整的数据集。这是512 x 512 x 262 x 266像素(132.5 x 132.5海里²)的总剂量只有~ 200 e^{- - - - - -}/一个²(图1图1 b和c)。

Python脚本和DigitalMicrograph^®软件采用离线计算机处理binned-by-two数据,允许创建分段虚拟探测器(图1 c)。

定性分析是评估强度的差异之间的两种对立分割探测器。这表明单一微晶磷灰石晶格内的倾斜展出(图1图1 e和f)。

图1所示。)Cryo-STEM图像显示釉质微晶的一部分。图像调整许可从下面参考。b)平均衍射图样的茎4 d数据集。插图:单衍射模式相同的数据集。c)平均衍射图样与12分段虚拟探测器(白线)。d)的虚拟映像创建平均衍射模式,结合强度从所有分段虚拟探测器。e、f)地图显示强度差异两种选择相反的部分虚拟探测器(插图)。黑色的箭头指示的地方在单一谷物显示强度变化之间的反对虚拟探测器,这意味着一个倾斜的结晶方向磷灰石晶格对另一个。图片来源:Gatan Inc .)

这个倾斜的存在表明,釉质微晶不太可能一样连贯cryo-STEM图像显示。这可能影响微晶的力学性能,进而可以提供洞察改善微晶生长在釉质的形成。

总结

的K3与STEMx能够自信地促进hardware-synchronized 4 d茎衍射实验在高速(> 3500 fps分辨率256 x 256像素),以及维持尽可能高的信噪比(通过电子计数)。

这些功能允许样本研究低剂量条件下,帮助限制梁损伤构件的发生。

HRSTEM不同,使用的K3 4 d杆允许详细的研究更大的视场(~ 12 x在这种情况下),同时提供广泛的角度在倒易空间。

这些额外的信息可以用于定向地图的生成,使改进的描述和理解这些类型的材料。亚博网站下载

参考

1. DeRocher,·史密兹,P.J.M.古奇,林丙辉et al。化学梯度人工釉质微晶。大自然583年,66 - 71 (2020)。https://doi.org/10.1038/s41586 - 020 - 2433 - 3

这些信息已经采购,审核并改编自Gatan Inc .提供的材料亚博网站下载

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