2023.12.14

電子顕微鏡とフィルムカメラのクライオEMでの使用

marugotoyoten

カリフォルニア工科大学のYoutube動画「電子顕微鏡とフィルムカメラのクライオEMでの使用」について要点と要約をまとめました

３つの要点

要点１
クライオEMでは、ほとんどの電子顕微鏡が蛍光スクリーンとフィルムカメラを使用していますが、CCDカメラはより一般的に使用されています。
要点２
クライオEMにおけるフィルムカメラは、大きな高解像度のイメージを記録する利点がありますが、扱いが時間がかかり、リアルタイムの調整に制限があります。
要点３
クライオEMにおけるCCDカメラは、散乱した電子によって大きなスポットとショットノイズが生じる制限がありますが、ダイレクトディテクターは局所化されたカウント、減少した散乱、減少したショットノイズの利点を提供します。

要約

クライオEMにおける電子顕微鏡のほとんどは、厚い鉛ガラスの視覚スクリーンの下に蛍光スクリーンが配置されています。これにより、研究者は電子が当たっている場所のライブイメージを見ることができます。蛍光スクリーンは、電子が当たったときに緑色の光子を放出し、イメージはテレビカメラにも表示することができます。イメージはフィルムカートリッジに記録されることがよくありますが、さらなる分析のために現像とデジタル化が必要です。

クライオEMにおけるフィルムカメラの利点と欠点
クライオEMにおけるフィルムカメラは、大きな高解像度のイメージを記録する利点があります。フィルムのサイズは、数千ピクセルのイメージを細かくデジタル化することができます。また、フィルムは電子の投与量に対して線形な応答を示します。しかし、フィルムを扱うことは時間がかかります。フィルムの読み込み、現像、デジタル化が必要です。水の吸収や汚染も問題になることがあり、スローレスポンスタイムのためにイメージング中のリアルタイム調整ができません。” body2=”

クライオEMにおけるCCDカメラの構造と制限
CCDカメラは、クライオEMでよく使用されるため、画像の取得が速くなります。CCDカメラの上層にはシンチレータがあり、入射した電子を光子に変換します。これらの光子はファイバオプティックバンドルによってキャプチャされ、CCD層上のカウントに変換されます。しかし、CCDカメラには制限があります。電子は散乱し、異なる位置で光子を生成するため、CCD検出器上のスポットが大きくなり、イメージにノイズが生じます。さらに、異なる電子によって生成される光子の数もショットノイズに寄与します。

クライオEMにおけるダイレクトディテクターの利点
ダイレクトディテクターは、CCDカメラに比べてクライオEMで利点を提供します。ダイレクトディテクターでは、電子が直接CMOSディテクターに当たり、電荷に変換されます。これにより、より局所化されたカウントが得られ、散乱の可能性が減少します。ダイレクトディテクターは、1秒間に何百回も読み出すことができ、イメージのショットノイズを減少させます。また、露光中のサンプルの移動を追跡することも可能であり、より鮮明なイメージを得ることができます。ただし、ダイレクトディテクターによって記録されるデータ量の増加は、ストレージと計算能力の面で課題を提起します。

▼今回の動画