Hoera! Deze extreem gevoelige microscoop heeft zijn verhuizing overleefd
Een elektronenmicroscoop van 2000 kg verplaatsen is een delicate uitdaging. Het uiterst gevoelige instrument moest worden verplaatst naar een nieuwe meethal, maar zelfs een kleine schok zou het kunnen beschadigen. Na enkele zenuwslopende weken van voorbereiding voor de verhuizing en herinstallatie hebben de onderzoekers eindelijk een oordeel: het instrument werkt nog steeds.
Het gaat om een lage-energie-elektronenmicroscoop (LEEM) die al 13 jaar op dezelfde plaats stond. De verhuizing is zo ingewikkeld dat er maanden naartoe is gewerkt.
Een zenuwslopende verhuizing
Om de klus te klaren was een team van vele specialisten nodig. Niet alleen de verhuizing zelf werd in detail uitgestippeld, maar ook de nieuwe locatie werd voorbereid op het gewicht van het instrument en op alle voorzieningen die de onderzoekers nodig hebben. En dan hebben we het nog niet eens gehad over het labelen van elke kabel om ervoor te zorgen dat die op de nieuwe locatie correct worden geïnstalleerd. Zelfs twee technici van het Duitse bedrijf dat de microscoop produceert kwamen helpen.
Natuurkundige Amin Moradi kijkt terug op de dag van de verhuizing: ‘Het was ongelooflijk lastig omdat de kleinste hobbel schade kan veroorzaken en het werk maanden kan vertragen of zelfs de micriscoop onherstelbaar kapot kan maken.’ In de LEEM wordt een bundel elektronen verschillende keren de bocht om geleid door verschillende onderdelen. Als een van die onderdelen ook maar een klein beetje beweegt, wordt de straal verkeerd gericht en werkt de microscoop niet. Dit repareren zou een moeizaam proces zijn, maar gelukkig blijft dat het team bespaard, zegt Moradi: ‘Na twee weken opnieuw installeren van de LEEM, hebben we hem aangezet en hij werkte meteen!’
-
Een groep deskundige technici, onderzoekers en verhuizers is nodig om de klus te klaren. -
De microscoop is helemaal ingepakt en op wieltjes geplaatst in de oude meethal, klaar om te worden verplaatst. -
De kleinste hobbel kan het instrument beschadigen, dus uiterste voorzichtigheid is geboden. -
Een onverwachte tegenslag: de deur van de oude meetzaal gaat niet helemaal open. -
Het tillen van het uiterst gevoelige instrument naar een vrachtwagen, omdat het te groot is om door het gebouw te verplaatsen. -
De LEEM is veilig op zijn nieuwe locatie aangekomen.
Voor welk onderzoek wordt dit immense instrument gebruikt?
De LEEM heeft een betere resolutie dan een optische microscoop die gebruik maakt van fotonen, maar er is een nadeel: het monster moet in een vacuüm. En voor biologische monsters zoals menselijke cellen verandert een vacuüm hun structuur. ‘We hebben al heel lang de droom om de technieken van een optische- en elektronenmicroscoop te combineren’, zegt Moradi. ‘Want dan kunnen we zulke monsters bestuderen als ze in water geplaatst zijn, mét nanometerresolutie.’ Die droom wordt nu bijna werkelijkheid, want Moradi en zijn collega's bouwen de optische component op de LEEM.
Met deze toevoeging creëert hij in de LEEM een optische, nabije-veld elektronenmicroscoop (ONEM) die de voordelen van zowel een optische als een elektronenmicroscoop combineert. Moradi visualiseert de nieuwe techniek met Indonesisch schaduwpoppenspel.
‘De poppen worden van achteren verlicht achter een scherm, zodat het publiek alleen een schaduw ziet. In het geval van ONEM is de pop het monster en het scherm een fotokathode. Fotonen komen van de lichtbron, passeren het monster en worden omgezet in elektronen wanneer zij de fotokathode raken. Het monster wordt extreem dicht bij de fotokathode geplaatst om een hoge resolutie te behalen. Terug naar die vergelijking van het poppenspel: als de pop dicht bij het scherm staat, zie je een heel duidelijke schaduw. Maar als het verder weg staat, wordt de schaduw wazig.’
Moradi maakte zijn eerste afbeelding om aan te tonen dat de techniek werkt, maar toen werd zijn werk onderbroken door de verhuizing. ‘Ik kan niet wachten om verder te experimenteren wat er allemaal mogelijk is, we zijn misschien wel de eersten die dit voor elkaar krijgen!’