高分辨率电子显微镜(EM)的快速发展需要无背景噪声的衬底来支撑样品,其中原子厚度的石墨烯薄膜可以用作理想的候选者。然而,制备高强度、超净石墨烯EM电磁栅极仍然充满挑战性。在此,我们提出了一种聚合物和无转移的直接蚀刻法,通过膜张力调制批量制造高强度的超净石墨烯栅格。在这种石墨烯栅格上加载样品,可以在室温和低温下检测单个金属原子,并对铁蛋白分子的铁核进行原子分辨率成像。同样的亲水石墨烯网格可以在石墨烯-水界面形成超薄的玻璃化冰层,其中大部分蛋白质颗粒嵌入其中,从而以约2.36Å的高分辨率记录对古菌20S蛋白酶体进行冷冻-EM 3D重建。实验结果表明,使用石墨烯栅格可以显著改善图像质量,并扩展了EM成像的范围。
Fig. 1 可扩展制造高强度、超净的石墨烯EM栅格。
Fig. 2 具有低背景噪音的超净石墨烯膜。
Fig. 3 石墨烯膜的结构和表面性质操纵。
Fig. 4 用于高分辨率冷冻EM 3D重建的石墨烯网格。
相关研究成果于2020年由北京大学Hailin Peng课题组,发表在Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-020-14359-0)上。原文:Robust ultraclean atomically thin membranes for atomic-resolution electron microscopy