000112

ток» поверхности, который можно изучать под электронным микроскопом. Метод замораживания-скалывания-травления сыграл большую роль в фор­ мировании представлений о жидкостно-мозаичной модели биомембран. С его помощью изучена морфология межклеточных контактов и структурные перестройки при слиянии мембран. Электронная микроскопия позволила установить тонкое строение многих органелл - комплекса Гольджи, митохондрий, пластид, кле­ точного центра. Были открыты новые органеллы - ЭПС, рибосомы, микротрубочки; подробно изучена структура ядра; получены новые данные о клеточной поверхности. В 60-х годах XX в. был открыт туннельный эффект. Из курса физи- i - ки известно, что невозможно измерить одновременно положение и скорость элементарной частицы. В результате электрон «размазывается» по пространству: частица ведёт себя как размытое облако материи. Такое «облако» может «туннелировать» (диффундировать) между двумя поверх­ ностями, даже если они не соприкасаются. Сотрудники фирмы IBM физики Г. Бинниг и Г. Рорер решили использовать туннельный эффект для изучения атомов поверхности. Их работы привели к созданию нового прибора, названного сканирующим туннелирующим элек­ тронным микроскопом (СТЭМ). Принцип работы СТЭМ - сканирование по­ верхности твёрдого тела в вакууме тонким кончиком иглы. Между иглой и образцом приложено напряжение, а расстояние между ними поддерживается настолько малым, чтобы электроны могли через него туннелировать. По­ являющийся в итоге поток электронов называется туннельным током. Его величина зависит от расстояния между образцом и кончиком иглы. Следо­ вательно, водя иглой по образцу и измеряя ток, можно составить карту по­ верхности в атомарном (!) масштабе. Бинниг и Рорер впервые успешно опро­ бовали туннелирующий микроскоп в 1981 г.1 Благодаря дальнейшим усовершенствованиям современный СТЭМ облада­ ет разрешением по вертикали до 0,1 ангстрема (приблизительно одна деся­ тая часть диаметра атома водорода). В биологии СТЭМ применяется для изучения вирусов и макромолекул (ДНК и белков). На основе принципа СТЭМ сконструировано семейство сканирующих зондовых микроскопов: атомно-силовой, сканирующий тепловой, сканирую­ щий ионную проводимость и др. 1 За создание СТЭМа Бинниг и Рорер удостоились в 1986 г. Нобелевской премии. К этому моменту в лабораториях мира функционировало около 40 СТЭМов. 18