LCLS-Laser: Röntgenstrahlung an Cluster und Viren (Foto: stanford.edu)

Berlin/Menlo Park (pte025/15.03.2018/13:53) –

Forscher der Technischen Universität Berlin http://tu-berlin.de haben das Holografie-Verfahren weiterentwickelt. Somit lassen sich
erstmalig hochauflösende Bilder von Nanoviren erzeugen. Die Viren müssen
damit nicht mehr auf einer Oberfläche fixiert werden, sondern können
"in Flight" abgelichtet werden. Dieses Verfahren ermöglicht neue Wege,
um Nanoteilchen, die bei Luftverschmutzung und Verbrennungsmechanismen
eine Rolle spielen, besser zu studieren.

Proben durch Fixierung verändert

Die Herstellung von Hologrammen beruht auf Verfahren,
die den Wellencharakter des Lichts ausnutzen, um so aus
zweidimensionalen Abbildern dreidimensionale Gegenstände zu produzieren.
Im Röntgenbereich erlaubt die Holografie bereits jetzt ohne viel
Rechenaufwand Einblicke in die Struktur von winzigen Teilchen wie
Nanopartikeln.

"Bis jetzt musste man die nur nanometergroßen Proben
auf einer Oberfläche fixieren. Dies kann für empfindliche Proben, wie
zum Beispiel Viren, ein Problem darstellen, da jede Art der Fixierung
die Probe automatisch verändert. Das resultierende Bild gibt also nicht
den Originalzustand wieder", erläutert Anatoli Ulmer, Co-Autor der
Studie.

Cluster aus Xenon als Referenzobjekte

Um zu zeigen, dass sich Röntgenholografie auch an nicht
fixierten Nanoteilchen in der Gasphase erfolgreich anwenden lässt,
reisten die Forscher nach Kalifornien, um am Linac Coherent Light Source
Röntgenlaser der Stanford University http://stanford.edu ein Experiment durchzuführen. Zu den Viren in der Probe wurde ein
Referenzobjekt gegeben und damit die Bedingung für eine holografische
Aufnahme geschaffen. Als Referenz dienten dabei kugelförmige
Nanobällchen aus Xenon, auch Nanocluster genannt.

Sowohl Viren als auch Cluster wurden zusammen in den
Fokus des Röntgenlasers injiziert und mit einem Laserpuls bestrahlt. Die
in der Folge resultierenden Muster des gestreuten Lichts wurden mit
einer speziellen Kamera aufgezeichnet und enthielten Informationen über
die Struktur des Virus. "Im Gegensatz zu Verfahren, die aus einer
Mittelung von hunderten möglichen Lösungen resultieren, können unsere
Hologramme in nur zwei Schritten eindeutig interpretiert werden",
ergänzt Erstautor Tais Gorkhover.