Il laboratorio dispone di un microscopio elettronico in trasmissione olografico (HOLO TEM/STEM) ottimizzato per lo studio a risoluzione atomica di materiali organici ed inorganici sensibili al danno da radiazione ed è stato realizzato nell’ambito del progetto PON 2014-2020 denominato BIO OPEN LAB

Lo strumento e' un Microscopio Elettronico a Trasmissione 200kV con sorgente Cold-FEG e correttori di aberrazione JEOL JEM-ARM200F NEOARM .

L’HOLO TEM consente di applicare metodologie ad alta risoluzione spaziale, nello spazio diretto e nello spazio reciproco e spettroscopie elettroniche a risoluzione atomica, su materiali sensibili al danno da radiazione. La facility è costitutita da un sistema elettro-ottico flessibile ed accessibile all’utente esperto per lo sviluppo di nuove metodologie di microscopia elettronica per lo studio della materia organica ed inorganica sensibile al danno da radiazione.

Il Progetto BOL è stato presentato nell’ambito del PON Ricerca 2014-2020 per potenziare l’Infrastruttura di Ricerca distribuita CERIC – Central European Research Infrastructure Consortium, costituita nella forma legale di un ERIC – European Research Infrastructure Consortium, realizzando cosi’ un sistema integrato di attrezzature e strumentazioni di ricerca dedicate a indagini nel settore della ricerca biologica e biomedica.

I Partner di progetto sono:

Area Science Park – lead partner

Università del Salento

Responsabili del Progetto BOL: Prof. Lucio Calcagnile – Prof.ssa Rosaria Rinaldi

Il progetto intende sviluppare un sistema a supporto dell’indagine clinica, racchiudendo idealmente il percorso della conoscenza del singolo attore molecolare (proteina o metabolita), partendo dalla sua analisi strutturale tramite esperimenti di biologia strutturale con microscopia olografica elettronica, passando attraverso la sua mappatura istologica con tecniche di imaging mediante spettrometria di massa fino ad arrivare alle metodologie di indagine genomica ed epigenomica che hanno come focus il “sistema di controllo” di tutto il meccanismo di espressione proteica.

Si prefigge di aumentare notevolmente le capacità scientifiche dell’infrastruttura nel settore delle scienze della vita, offrendo agli scienziati la possibilità di accedere a strumentazioni all’avanguardia con la possibilità di sviluppare nuove tecniche e nuovi paradigmi, con un notevole impatto sull’efficienza ed eccellenza della ricerca biologica. Questo contribuirà ad aumentare il bacino di utenza di CERI-CERIC, incrementando sensibilmente le richieste di utilizzo da parte di biologi, biotecnologi, biochimici, biologi molecolari, farmacologi, medici.

Dopo il test in Giappone, presso la sede della ditta costruttirce JEOL, l'HOLO-TEM è in fase di installazione a Lecce.

CARATTERISTICHE TECNICHE E FUNZIONALI

L'HOLO TEM verrà prevalentemente usato per lo studio a risoluzione atomica di materiali sensibili al danno da radiazione e pertanto dovrà essere in grado di applicare allo stato dell’arte metodologie di immagine a bassa dose a risoluzione atomica sia in contrasto di fase che in contrasto Z tramite microscopia elettronica a scansione in trasmissione con rivelatore di elettroni diffusi dal campione ad alto angolo. Il microscopio operera' in un intervallo di energie del fascio primario almeno fra 30eKV e 200KeV, con una grande flessibilità del sistema di lenti ed e' equipaggiato da correttori di aberrazione sferica e cromatica sia sull’illuminazione che sulla lente obiettivo. Lo strumento e' dotato di rivelatori di elettroni per immagini e diffrazioni sia a conversione diretta che a conversione indiretta. Lo strumento e' in grado di realizzare sia esperimenti CryoEM su singola particella che esperimenti di tomografia preservando però le richieste di alta flessibilità del sistema ottico e del portacampione per consentire di esplorare configurazioni sperimentali non convenzionali capaci di ottenere nuove possibilità per lo studio della materia sensibile al danno da radiazione.

La presenza di accessori ben integrati nello strumento per esperimenti di spettroscopia di fotoni X-caratteristici dispersi in energia (EDXS) e spettroscopia a perdita di energia degli elettroni (EELS) consentono di ottenere ulteriori informazioni sui sistemi materiali di interesse. Lo strumento e' in grado di focalizzare la sonda elettronica in un’area di diametro inferiore a 0.1 nm per l’acquisizione di spettri e mappe a risoluzione atomica e consente di effettuare esperimenti di olografia in linea e fuori asse ottico con densità di elettroni nell’area illuminata <1e-/Å^2 (un elettrone per Angstrom al quadrato). Lo strumento consente di ottimizzare le metodologie per esperimenti di immagine da diffrazione coerente di elettroni. Lo strumento e' in grado di realizzare esperimenti a temperature criogeniche.

Per il funzionamento dello strumento è stato necessario allestire un nuovo laboratorio al Dipartimento di Matematica e Fisica "Ennio De Giorgi" in grado di garantire una stabilita' in temperatura entro 0.05°C.