Lezione n. 2 OLTRE LA MICROSCOPIA OTTICA:

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1 Lezione n. 2 OLTRE LA MICROSCOPIA OTTICA: Le nuove nano -scopie (Parte I) Sandro Carrara Corso di NanoBioTecnologie Il microscopio ci fa vedere le cose micro -scopiche Microbi Cellule I circuiti della microelettronica C è altro, di interessante, da vedere?

2 Alcune cose sotto il micron oggetto oggetto Cellula Cellula Cellula Batterio Batterio Batterio Cromatide (fibra Cromatide (fibra del (fibra del cromosoma) del cromosoma) Cromatina Cromatina Proteine Proteine Virus Virus Virus Nanotubi Nanotubi Nanoparticelle Nanoparticelle DNA DNA DNA Molecole Semplici Molecole Semplici Atomi Atomi Atomi dimensioni tipiche dimensioni tipiche tipiche micron 10 micron micron 2 micron 2 micron micron nm 840 nm nm nm 10 nm - nm nm 300 nm nm nm 50 nm nm nm 90 nm nm Lung.=micron, Spess.=10-50 Lung.=micron, nm Spess.=10-50 nm nm nm 3-15 nm nm L = L 2 = m, 2 m, Spessore m, = Spessore 2 = nm 2 nm nm 2 nm 2 nm nm nm 0.2 nm nm Potere risolutivo

3 Potere risolutivo Le nuove nano -scopie: Microscopio a raggi X con luce di sincrotrone SEM=Scanning Electron Microscope AFM=Atomic Force Microscope STM=Scanning Tunneling Microscope

4 Raggi X molli Principi della microscopia a raggi X

5 Principi della microscopia a raggi X Luce di Sincrotrone Sincrotrone di Grenoble Sincrotrone di Trieste

6 il fenomeno della luce di sincrotrone Le beam-line del sincrotrone

7 Un Microscopio a Raggi X in Trasmissione Immagini da microscopia a raggi X Circuito Integrato con in evidenza sia le zone metalliche (AlCu) sia quelle a semiconduttore (Si/WSi)

8 Immagini da microscopia a raggi X un Globulo Rosso, nella forma a riccio, dovuta alla tecnica di essiccamento Immagini da microscopia a raggi X un Mitocondrio

9 Immagini da microscopia a raggi X un Cloroplasto Immagini da microscopia a raggi X Un Cloroplasto rotto, I talacoidi sono in evidenza

10 Immagini da microscopia a raggi X Un Batterio accumulatore di Mn Immagini da microscopia a raggi X Un Linfocita e la sua struttura interna

11 Le beam-line del sincrotrone Small Angle X-ray Scattering Non è una microscopia, bensì una Spettroscopia! Beamline ELETTRA

12 Beamline ELETTRA Principi dello Small Angle X-ray Scattering

13 Principi dello Small Angle X-ray Scattering Esempio di Small Angle X-ray Scattering shift Films di Ftalocianine in arachidato di Cd: transizioni in temperatura

14 Principi dello Small Angle X-ray Scattering Campione con particelle mono-disperse Principi dello Small Angle X-ray Scattering Campione con particelle mono-disperse

15 Guinier Plot di misure SAXS Più popolazioni di NPs Microscopia SEM

16 Microscopia Elettronica SEM TEM Principi della Microscopia Elettronica KeV Microscopia SEM Microscopia TEM

17 Principi della Microscopia Elettronica Vale per tutte le microscopie a Scansione La scansione sul campione genera l immagine ricostruita dal calcolatore Immagini da microscopia Elettronica Colonia di Chroococcidiopsis al TEM con tre cellule racchiuse da un involucro polisaccaridico

18 Immagini da microscopia Elettronica Cellula del Cianobatterio Microcystis al TEM Immagini da microscopia Elettronica Cellule di Cianobatterio di Synechococcus al SEM

19 Immagini da microscopia Elettronica Cellule del Cianobatterio Synechococcus al TEM Immagini da microscopia Elettronica Virus Batteriofago T4

20 Immagini da microscopia Elettronica localizzazione della proteina Fe-SOD in una eterocisti del cianobatterio Anabaena azollae Immagini da microscopia Elettronica localizzazione di antigeni di superficie in cellule batteriche

21 Immagini da microscopia Elettronica Effetto 3D nel SEM Parte terminale di un filamento di Nodularia (cianobatterio filamentoso) al SEM Immagini da microscopia Elettronica Cromatina isolata (diametro di circa 30 nm) con piccolo filamento che si protende verso l esterno della fibra

22 Immagini da microscopia Elettronica Cromatina isolata (diametro di circa 30 nm) con filamento esterno per opera dell enzima DNAsi Immagini da microscopia Elettronica Nanotubi al Carbonio con incorporata una nanoparticella metallica nella parte apicale (frecce)

23 Immagini da microscopia Elettronica Nanoparticelle d oro protette da un monostrato di tioli al fine della loro stabilizzazione Conclusione Queste ulteriori microscopie sono strettamente necessarie per le Nano -Bio-Tecnologie

24 Thank you for your attention! from Dr. Sandro Carrara Ph.D Biochemistry Department G. Moruzzi Bologna University, Via Irnerio Bologna Italy