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La microscopie électronique progresse


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12 réponses à ce sujet

#1 JPL80

JPL80

    Procaryote

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Posté 24 septembre 2020 - 02:16

Sans intention publicitaire, j'évoque un récent article de la revue "Science et Vie" de septembre qui aborde la possibilité d'observation des atomes, avec une résolution de 1,2 angström. Formidable!

Enfin l'atome.jpg

JPL80


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#2 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 24 septembre 2020 - 02:33

Merci pour l'info.

 

Voici l'adresse de la présentation de l' article :

 

https://www.science-...n-l-atome-58308

 

Pour en savoir plus, il faut payer!

 

Critique :

 

.....  Il a trouvé le moyen de les figer en plein mouvement en les enrobant dans de l'eau gelée : on peut ainsi observer leurs contorsions quand elles interagissent avec des éléments de la cellule.

CONTORSION, subst. fém.
A. [À propos d'une pers.] Mouvement désarticulé et violent, 

Donc pour voir un mouvement, il faut que plus rien ne bouge!

Voit-on un mouvement sur une photo ? Ou bien faut-il filmer ce mouvement pour le voir?

Le mouvement fait intervenir le temps alors que sur une photo le temps est figé. 

 

car seuls les électrons peuvent dessiner la silhouette des atomes. La lumière visible, elle, passe à travers sans les voir. 

La physique revisitée par les journalistes...

​Les électrons dessinent la silhouette des atomes tandis que la lumière passe à travers sans rien voir !

C'est plus de la poésie que de la physique.

 

Ce qui serait intéressant de savoir, c'est quel microscope a été utilisé pour avoir du 0,12 nm, et non comment on a réfrigéré l'échantillon car ici l'exploit est la résolution donnée par l'objectif du microscope et non la cryogénisation de l'échantillon. comme d'hab, on mélange tout et au final il faut payer pour avoir une information qui n'en vaut pas le prix.


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#3 solito de solis

solito de solis

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 24 septembre 2020 - 02:40

Intéressant, mais ne vous laissez pas leurrer, on ne voit pas les atomes, mais la couche du film qui recouvre leurs interactions et c'est au départ de cette couche photographié sous divers angles

que l'on réalise des photographies qui épatent...et laissent deviner les "relations entre atomes"

mais non pas les atomes.

 

takanori cryo.jpg

 

On ne voit pas les atomes, mais leur position recouverte du stratagème qui les met en évidence

 

ici émanant des sites relatifs à la cryomicroscopie

une image d'un atome d'or et d'un atome de Tungstène...

 

On est loin de la petite boule colorée toute gentille

 

or et tungstene.JPG

 

SDS


@article

le voici , l'original en anglais

https://www.biorxiv....0189v1.full.pdf


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#4 solito de solis

solito de solis

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 24 septembre 2020 - 03:08

falconcamera.jpg
Un filtre d'énergie stable
 
Lorsque les électrons traversent l'échantillon, deux types d'interactions se produisent.
Les électrons dispersés élastiquement conservent leur énergie d'origine et contribuent au signal dans les images. 
Les électrons dispersés inélastiquement déposent une partie de leur énergie dans l'échantillon, qui, si elle n'est pas traitée, contribue au bruit des images.
Par conséquent, les SNR peuvent être améliorés en filtrant les électrons qui ont subi une perte d'énergie. Pour cela, nous avons utilisé un nouveau filtre énergétique qui TFS développe en utilisant l'expérience qui a conduit auparavant au filtre d'énergie rapporté par Kahl et al. 
Ce filtre, situé sous la colonne projectrice du microscope, comprend un prisme de flexion à 90 °, une fente de sélection d'énergie réglable et plusieurs lentilles électromagnétiques pour corriger les aberrations et agrandir à la fois la dispersion d'énergie et l'image. La conception du nouveau filtre a été optimisée pour la stabilité optique et la reproductibilité. La mécanique a été conçue pour minimiser l'impact des variations de température sur la position de l'optique éléments, y compris la fente d'énergie, par rapport à l'axe optique du système.Le prisme a été conçu pour avoir un grand rayon de courbure (135 mm), ce qui réduit les distorsions de troisième et quatrième ordre. Le nouveau filtre est stable pendant plusieurs jours de fonctionnement: la position des électrons n'ayant pas perdu d'énergie, le pic dit de "zéro perte", par rapport au centre de la fente d'énergie varie de moins des 3 eV dans les deux sens (figure 1d).
 
 
 
Un appareil photo de nouvelle génération
 
La série Falcon de caméras à électrons directs est composée de 4096 x 4096 pixels détecteur, mesurant chacun 14 x 14 µm. 
Leur taille de pixel relativement grande permet d'utiliser une couche épaisse , ce qui profite au rapport signal sur bruit. 
Pour la Falcon de troisième génération (Falcon-3), le bruit de réinitialisation a été minimisé par un double échantillonnage corrélatif multiframe, de sorte que le bruit dans les images résultantes provient principalement de la variation de la hauteur et de la forme de la distribution de charge qui est généré par des électrons incidents individuels, ou des événements. 
Ce bruit peut être réduit par un algorithme de comptage qui positionne une distribution de signal constante à une position centrale estimée pour chaque événement.
Mais pour identifier tous les événements individuels, leur proximité sur chaque image doit être minimisée. 
Les Falcon-1 et les caméras Falcon-2, avec une fréquence d'images de 18 Hz, ne pouvaient être utilisées qu'en mode d'intégration de charge. Avec une fréquence d'images de 40 Hz, la Falcon-3 pourrait également être fonctionnelle en mode comptage d'électrons, mais uniquement lors de l'étalement de la dose d'électrons sur des temps d'exposition typiques de près d'une minute, limitant ainsi la collecte de débit de données .
 
La dernière caméra Falcon-4 fonctionne à 248 Hz, tandis qu'un algorithme de comptage amélioré estime les positions des événements avec une précision sous-pixel et une meilleure conception de l'épicouche optimise la taille de l'événement par rapport à la force du signal de l'événement et ainsi réduit le nombre d'événements perdus pendant le comptage (Figure 1e). 
Comme résultat, le Falcon-4 enregistre des images avec des temps d'exposition typiques de quelques secondes, tandis que l'efficacité quantique du détective est similaire à celle du Falcon-3 en mode de comptage (Figure 1f). 
De plus, les films résultants peuvent être écrits dans un nouveauformat de données, appelé représentation électron-événement (EER). 
Alors que les formats de films conventionnels nécessitent une décision sur le fractionnement de la prise rush en un nombre limité d'images vidéo au moment de l'acquisition des données, le format EER stocke chaque événement électronique détecté en tant que position x, y sur une grille suréchantillonnée quatre fois ainsi que son heure ou cadre d’enregistrement initial. Ainsi, le fractionnement de dose peut être décidé lors du traitement de l'image et modifié en fonction de la tâche à accomplir.
Nous avons adapté notre logiciel de traitement d'image RELION (voir Méthodes) pour pouvoir lire le nouveau format de données, permettant ainsi une correction de mouvement par l'algorithme de polissage bayésien et des reconstructions d'images vidéo avec l'originale Résolution temporelle 248 Hz de la caméra.

 

 

 


Modifié par solito de solis, 24 septembre 2020 - 03:10 .

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#5 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 24 septembre 2020 - 03:32

On n'est pas du tout leurré par l'article de S&V puisqu'il ne dit que des conneries.

 

(C'est marrant : le correcteur orthographique me signale une faute à ânnerie  que je viens de taper  il y a en fait un n de trop , et me propose connerie, alors je laisse connerie, mais ce n'est pas de moi ; de qui est-ce d'ailleurs? Quel âne à pondu un tel algorithme ? On vit vraiment une époque déroutante ou tous les dés sont pipés)

 

Voici ce que dit l'abstract en français.

 

Les positions tridimensionnelles des atomes dans les molécules de protéines définissent leur structure et fournissent des informations mécanistes sur les rôles qu'ils jouent dans des processus biologiques complexes. Plus les coordonnées atomiques sont déterminées avec précision, plus il est possible de dériver d'informations chimiques et plus de connaissances sur la fonction des protéines peuvent être déduites. Grâce aux percées dans la technologie de détection d'électrons et de traitement d'image, l'analyse de particules uniques par cryo-microscopie électronique (cryo-EM) a donné des structures protéiques avec des niveaux de détail croissants au cours des dernières années 1 , 2. Cependant, l'obtention de reconstructions cryo-EM avec une résolution suffisante pour visualiser les atomes individuels dans les protéines a jusqu'à présent été difficile à atteindre. Ici, nous montrons qu'en utilisant une nouvelle source d'électrons, un filtre d'énergie et une caméra, nous avons obtenu une reconstruction cryo-EM de résolution 1,7 Å pour une protéine membranaire humaine prototypique, le β3 GABA Arécepteur homopentamère 3. Ces cartes permettent une compréhension détaillée de la coordination des petites molécules, la visualisation des molécules de solvant et des conformations alternatives pour plusieurs acides aminés, ainsi que la construction sans ambiguïté des chaînes latérales acides ordonnées et des glycanes. Appliquée à l'apo-ferritine de souris, notre stratégie a conduit à une reconstruction de résolution de 1,2 Å qui, pour la première fois, offre une véritable vision de résolution atomique d'une molécule de protéine en utilisant la cryo-EM à particule unique. De plus, le potentiel de diffusion de nombreux atomes d'hydrogène peut être visualisé dans des cartes de différence, permettant une analyse directe des réseaux de liaisons hydrogène.

 

Si c'est du même article dont nous parlons, il n'est pas question de savoir si on voit ou non des atomes, mais de connaître leur position dans la molécule afin d'expliquer (ceci concerne des experts et non les rigolos) certaines propriétés de ces molécules. Donc, très peu d'intérêt pour nous!

 

 

Un filtre d'énergie stable
 
Lorsque les électrons traversent l'échantillon, deux types d'interactions se produisent.
Les électrons dispersés élastiquement conservent leur énergie d'origine et contribuent au signal dans les images. 
Les électrons dispersés inélastiquement déposent une partie de leur énergie dans l'échantillon, qui, si elle n'est pas traitée, contribue au bruit des images.
Par conséquent, les SNR peuvent être améliorés en filtrant les électrons qui ont subi une perte d'énergie. Pour cela, nous avons utilisé un nouveau filtre énergétique qui TFS développe en utilisant l'expérience qui a conduit auparavant au filtre d'énergie rapporté par Kahl et al. 
Ce filtre, situé sous la colonne projectrice du microscope, comprend un prisme de flexion à 90 °, une fente de sélection d'énergie réglable et plusieurs lentilles électromagnétiques pour corriger les aberrations et agrandir à la fois la dispersion d'énergie et l'image. La conception du nouveau filtre a été optimisée pour la stabilité optique et la reproductibilité. La mécanique a été conçue pour minimiser l'impact des variations de température sur la position de l'optique éléments, y compris la fente d'énergie, par rapport à l'axe optique du système.Le prisme a été conçu pour avoir un grand rayon de courbure (135 mm), ce qui réduit les distorsions de troisième et quatrième ordre. Le nouveau filtre est stable pendant plusieurs jours de fonctionnement: la position des électrons n'ayant pas perdu d'énergie, le pic dit de "zéro perte", par rapport au centre de la fente d'énergie varie de moins des 3 eV dans les deux sens (figure 1d).

 

Le filtrage des électrons, là on est en plein dans la microscopie électronique : qui connait ici ?

Ensuite on a une camera tout à fait ordinaire avec des photosites de 14 µ au carré, cela fait un peu gros. 

Ensuite, il y a un traitement d'images fortement algorithmé .

On est donc bien loin de VOIR quoi que ce soit de réel.

 

La seule chose que l'on peut apprendre, mais qu'on savait déjà, c'est qu'en refroidissant une molécule on la fige dans un état à un temps T et que cela donne une occasion de comprendre quand on est spécialiste, les interactions qu'il peut y avoir entre cette molécule et une autre molécule.

Il faut être journaliste pour conclure qu'on a franchi un pas dans la "VISION" des atomes !!!

on ne voit pas les atomes, mais la couche du film qui recouvre leurs interactions 

J'aimerais qu'on m'explique comment on ne peut pas voir des atomes, mais à la place  la couche du film qui recouvre leurs intéractions ?

 

J'appelle cela de la science  fortement poétisée.


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#6 Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 24 septembre 2020 - 04:16

  Juste pour dire que ,en général, les molécules biologiques s' entourent de molécules d' eau dénommée "eau liée"


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#7 jmp76

jmp76

    Procaryote

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Posté 24 septembre 2020 - 04:42

Bonjour,

Je ne vois pas de problème avec cet article. Il est bien fait et compréhensible (pour moi). Et je vois des réactions qui n'ont pas lieu d'être:

 

car seuls les électrons peuvent dessiner la silhouette des atomes. La lumière visible, elle, passe à travers sans les voir. 

La physique revisitée par les journalistes...

La phrase citée est tout à fait correcte. Le moindre photon visible ne peut interagir avec des motifs de 0.1nm (impossible de voir qqchose). Il faut des ondes de l'ordre de 0.1nm pour détecter des motifs de 0.1nm (il faut donc au moins des électrons). La lumière (donc associée à l'oeil) ne peut rien faire.

L'article décrit une méthode pour voir (sur un écran) le résultat d'un traitement massif de reconstitution de la forme d'une molécule. Les mots voir et vision sont a adapter au contexte...

Cordialement


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#8 Tryphon T

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Posté 24 septembre 2020 - 05:09

Tu es bien tolérant avec l'interprétation fantaisiste de la physique. ("La phrase cité est tout à fait correcte")

Le moindre photon visible ne peut interagir avec des motifs de 0.1nm (impossible de voir qqchose).

Comment cela ? Un photon ne peut pas "réagir" avec un motif  (je traduit objet) de 0.1 nm ? Et comme dit la journaliste, le photon passe à travers sans rien voir. :)

Il faut des ondes de l'ordre de 0.1nm pour détecter des motifs de 0.1nm (il faut donc au moins des électrons). La lumière (donc associée à l'oeil) ne peut rien faire.

Tu mélanges les ondes et les particules , mais sur le fond tu as raison, c'est la différence fondamentale entre un microscope photonique et un microscope électronique, et je ne le découvre pas aujourd'hui.

Mais il faut arrêter, de débiliser la science sous prétexte qu'on s'adresse à des lecteurs potentiellement débiles.

 

Je lis bien que la lumière passe à travers (la molécule) sans la voir !!!

Je ne savais pas que la lumière ou le photon voyait ou que le photon ne pouvait pas interagir avec un objet de 0.1nm, alors qu'il interagit avec tout atome qu'il rencontre.

Les mots voir et vision sont a adapter au contexte

Voir et vision ont une définition bien précise qui n'a rien à voir ( :) ) avec un autre contexte, différent duquel ils sont définis.

Un photon qui rencontre un atome a pour contexte le monde objectif  , la vision est une fonction cérébrale appartenant au monde subjectif. 


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#9 JPL80

JPL80

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Posté 24 septembre 2020 - 05:32

Je ne pensais pas que cet article soulèverait de tels débats et que le sérieux de la revue serait mis en doute.

A priori il y a un comité de lecture qui valide les publications non?

En tout état de cause, ce débat me dépasse complètement par les arguments scientifiques avancés.

Bon, le forum joue son rôle d'échange d'idées, et cela est important.

JPL80


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#10 Tryphon T

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Posté 24 septembre 2020 - 07:05

Tu as tout à fait bien fait !

C'est important de partager avec les autres membres, ce qui t'a interpelé dans un sens comme dans l'autre.

Et même si tout le monde n'est pas d'accord, c'est toujours enrichissant.

 

En fait on parle de la même chose, mais vue sous des angles différents. 

Je n'ai pas lu l' article de S&V, simplement la pub pour l'article. Mais si j'ai bien compris, cet article fait référence à un autre article dont j'ai lu l' abstract.

Cet autre article, est tout à fait insignifiant, il ne casse pas des manivelles. Pour ses auteurs bien sûr il est présenté comme la dernière merveille des merveilles, mais ce n'est que l'évolution (à un train de sénateur) des connaissances scientifiques, sans aucune révolution.

Ainsi on n'a pas vu pour la première fois un atome, un atome, on ne peut pas le voir, c'est en dessous (comme tu l'as dit) de la résolution des systèmes d'imagerie basées sur le photon.

Cela tout le monde ici le sait.

 

Après, il y a S&V , c'est un autre problème, c'est celui de l'homme qui a vu l' homme qui a vu l'os...

Je connais S&V depuis mon adolescence, j'y ai été abonné pendant plus de 50 ans et j'ai pu me procurer les N° qui me manquaient depuis avant la guerre c'est à dire le début de la revue. Cela fait du volume !

J'en connais bien le principe, je ne pense pas qu'il y ait un comité de lecture. Il était un temps où de véritables chercheurs (on disait savants) écrivaient dans la revue, mais ce ne sont  actuellement que des journalistes.

 

Bon, je vois comme toi le forum plus comme un échange d'idées que comme un  simple échange d'images, mais derrière les images, il y a toujours des idées, sauf que dans ce cas, il faut les deviner.

 

Enfin pour finir le veritable exploit, c'est celui des ingénieurs en microscopie électronique qui font avancer la technologie sans laquelle aucune théorie n'est objectivable.


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#11 Tryphon T

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Posté 25 septembre 2020 - 07:25

@ Jean-Luc

  Juste pour dire que ,en général, les molécules biologiques s' entourent de molécules d' eau dénommée "eau liée"

Merci pour cette remarque.

 

Cependant, rien à voir avec  :

on ne voit pas les atomes, mais la couche du film qui recouvre leurs interactions 

Cette dernière  phrase traduit mal la réalité et ne peut pas être mise en parallèle avec la première.

Le cryo-Met (dont nous avons parlé ici * ) permet d'observer des ultracoupes  congelées non incluses.

Elle sont donc formées de molécules organiques à étudier prises dans de la glace amorphe.

Il n'y a pas de film qui recouvre, mais une veritable coupe dans laquelle  l'objet sous forme de molécules est inclus dans de la glace d'eau amorphe.

 
 

post-1605-0-27226600-1600954578.jpg

 

Sur cette photo, déjà publiée ci dessus, il ne faut pas se tromper, à gauche nous avons la photo prise avec l'appareillage décrit alors qu'à droite, nous avons le même atome photographié en diffraction aux rayons X.

 


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#12 solito de solis

solito de solis

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 25 septembre 2020 - 08:38

En ce beau vendredi deux images déjà vues mais qui donnent un aperçu visuel de ce que permet la cryomicroscopie

 

une représentaiton d'un ribosome taille 20 nanomètres

 

ribosome structure.JPG

 

 

 

 


cryo.jpg


Modifié par solito de solis, 25 septembre 2020 - 08:38 .

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#13 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 25 septembre 2020 - 09:37

@ SDS:  Ave.

 

Images bien connues.

40091-76.jpg

 

On ne peut pas appeler ça voir. En fait on voit une image, pas une réalité. Et on nous fait croire que tout cela représente fidèlement le sommet de la recherche.

Certes, un Prix Nobel (ou 3 pour le même prix) c'est important (pour moi plus que M'PAPE) mais cela n'a rien à voir avec le fric que les media gagnent sur son dos.

Et cette image est formée à la fois par un microscope à électrons et à la fois par un traitement du signal de ce microscope.

Cela donne toutefois une représentation virtuelle d'une molécule organique.

Représentation certainement utile aux savants (qui savent) mais surtout pour amuser la galerie ou obtenir l'attention (et le fric) d'hommes politiques. (Argent qui ne leur appartient pas en fait)

 

On nous fait croire (on nous manipule) que cette image représente un grand progrès, d'ailleurs elle est associée à un Prix Nobel. 

Un Prix Nobel est une grande distinction, mais c'est surtout un pari .

On pense à un moment donné que la recherche à l'origine du Nobel sera féconde.

On devrait donner le Nobel 50 ans plus tard !

Et pour le présent donner des subventions suffisantes aux chercheurs.

Ronaldo.jpg

 

Pour revenir à notre image spécialement conçue pour nous manipuler, voici ce qu'elle nous dit en détail. (Eh oui un microscopiste aime bien entrer dans le détail)

 

i__id773_w960_t1511866776.jpg

 

Croyez-vous, une fraction de seconde qu'avec un microscope super-tout-ce-que-vous-voulez on puisse voir ceci ?

 

Ce n'est qu'un dessin artistique (regardez de près!) !!!

 

A-t'on besoin de tout ce cirque pour comprendre?

En fait même la première image (avant 2013 à gauche) est un traitement d'une image floue au départ  et bien sûr en gris. Dans un microscope, on ne voit pas ce qu'on nous montre, c'est ce qu' imaginent les graphistes qui travaillent pour les chercheurs.


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