Новый метод электронной микроскопии позволяет глубже заглянуть в биологические образцы

Исследователи из Корнеллского университета разработали новый метод электронной микроскопии, который позволяет получать более чёткие изображения толстых биологических образцов с пятикратным увеличением эффективности.

Технология, получившая название «сканирующая просвечивающая электронная микроскопия с коррекцией наклона и ярким полем» (tcBF-STEM), устраняет ключевой недостаток традиционной электронной микроскопии — размытие изображения в толстых образцах из-за рассеивания электронов.

Трёхмерная реконструкция вирусной оболочки, созданная из примерно 1400 малоэкспозиционных снимков, полученных с помощью нового метода. Автор: Cornell University

В отличие от традиционного подхода, где изображение формируется после прохождения электронов через образец, новый метод размещает оптику до образца. Высокоскоростной детектор EMPAD захватывает угловое рассеяние электронов от небольшой точки, затем процесс повторяется в другой точке — подобно сканированию лучом прожектора.

«Традиционная STEM очень неэффективна и использует только около одного из 100 прошедших электронов, — объяснил Дэвид Мюллер, соавтор исследования. — Теперь мы знаем, как использовать почти каждый электрон».

Метод позволяет создавать изображения внутри неповрежденных бактериальных клеток и крупных органелл толщиной до 500-800 нанометров, что примерно в пять раз больше, чем раньше. Потенциальные применения включают изучение функций белков и исследование литий-ионных аккумуляторов, которые, как и биологические материалы, чрезвычайно чувствительны к радиации.

Разработка метода велась почти 10 лет под руководством Лены Куркутис, доцента инженерной физики, которая скончалась от рака в 2023 году. Её ученица Юэ Юй завершила работу над проектом в рамках докторской диссертации.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Methods 23 сентября 2025 года.