PORT

Záznam chatu ze soboty 4. dubna 2009

Petr K.: „Jsou už některé mikroskopy schopné vidět atomy a menší molekuly?“

RNDr. Jiří Očadlík: „S nedávným rozvojem elektronové mikroskopie se již dají zobrazit jednotlivé atomy. Komerční transmisní elektronový mikroskop Titan dosahuje rozlišovací schopnosti 0,07 nm a naše rekordní rozlišovací schopnost dosahuje 0,05nm. S takovými přístroji obsahují snímky již jasně rozlišitelné atomy a můžeme přesně určit, kde se atom nachází vůči okolním atomům.“

Venca: „Dobrý den. Jaká je budoucnost mikroskopů? Budeme si jednou moci třeba prohlížet podrobnosti u virů v reálném čase?“

RNDr. Jiří Očadlík: „Elektronové mikroskopy jsou dnes nenahraditelné ve velké části spektra zkoumání látek na atomární úrovni. S nástupem sondových metod (Atomic Force Microscop, Scanning Tunelling microscop...) ukázaly tyto metody sice značný potenciál, ale přesto je elektronová mikroskopie stále na vzestupu. My odhadujeme průměrný roční nárůst investic do mikroskopů na úrovni asi 10% Dnešní přístoje již umožňují pozorování v reálném čase řady vzorků. Pomáhají k tomu speciální tenké schránky na vzorky, kde mohou být vzorky například ve vlhku, ve vysoké teplotě a pod "tlakem". My tyto transmisní mikroskopy nazýváme ETEM. Mikroskopy s vysokým urychlovacím napětím napětím dokáží takové vzorky zobrazit. Nicméně prostředí elektronového mikroskopu je pro živé organizmy doslova vražedné. Průchodem rychlých elektronů se atomy snadno ionizují, vzniká navíc rentgenové záření, které dále ionizuje vzdálenější oblasti. Vzorek se snadno zahřeje průchodem proudu elektronů, intenzity proudu mohou dosahovat 1000 A / mm2. Zobrazování živých, v reálném čase, organizmů je proto zvláštní kapitola tohoto oboru. Nicméně je několik pracovišť, která mají přístroje pro zkoumání v podmínkách potřebných pro přežití mikroorganizmů. Z technického hlediska je zobrazování virů zvládnuto i v 3D tomografii stejně jako struktury proteinů.“

Mirek, Praha 2: „Co se vlastně na mikroskopech stále zlepšuje? Že jsou schopny vidět větší podrobnosti a v 3D?“

RNDr. Jiří Očadlík: „Zlepšuje se postupně celá řada klíčových technologií. Śpičkové technologie včerejška jsou dnes dostupné. Stačí si uvědomit obrovské pokroky ve výpočetním výkomu počítačů za posledních řekněme 30let. Zlepšování rozlišovací schopnosti poslední doby je umožněno především nalezením možnosti korekce sférické vady elektronové čočky počátkem devadesátých let. Teorietický lzse s elektronovými mikroskopy pracovat až k rozlišení řádu picometrů. Vady čoček rozlišení značně zhoršují. Především sférická vada. Samotné korektory jsou sestaveny z několika desítek proudových zdrojů přesně řízenými přesně uspořádány v prostoru. Samotné nastavení a řízení je umožněno jen pomocí využití velmi výkonné výpočetní techniky. Další na řadě je korekce chromatické vady čoček. Jednou z cest je použít jen elektrony s přesně stejnou rychlostí (energií) pomocí monochromátorů. Významně se na rozvoji elektronové mikroskopie podílí rozvoj výpočetních a simulačních metod. 3D technologie je založena na postupném zkoumání plošného obrazu při naklánění vzorku a jeho rekonstrukce. Zde hraje významnou úlohu počítač pro rekonstrukci výsledku, mechanická přesnost náklonu a stabilita vzorku, rychlost náklonu, rychlost zaostření a získání snímku.“

Jana: „hezký den! prý se kdesi v Brně vyvíjí stolní mikroskop,který by bylo možno použít jednak jako světelný a po jakémsi přepnutí by se dal využít jako elektronový:je to pravda a kolik by to asi stálo? To by se mi moc hodilo :-) A pak jestli existuje v Praze pracoviště s rastrovacím mikroskopem, kde by se dalo nasnímat pár vzorků buněk:v naší laborce nejsme tak vybaveni a narazili jsme na neochotu ve snaze využít "cizí peří"... Přeji mnoho zdaru a jsem zvědava na odpovědi :-) S úctou Jana“

RNDr. Jiří Očadlík: „Stolní transmisní elektronový mikroskop vyrábí a dodává firma Delong Instruments. Zkuste je kontaktovat. Rastrovací stolní elektronový mikroskop dodává naše firma FEI pod názvem Phenom, nicméně nemá žádný světelný mikrskop v sobe. V praze jsou rastrovací mikroskopy určitě na ČVUT, Ústavu makromolekulární chemie AV, Fyzikálním ústavu AV, úUstavu Anorganické chemie AV, je mikroskop v Průhonicích a asi mnoho dalších, dochází mi jména.“

Jiří: „Dobry den, vyraby se take prenosne elektronove mikroskopy?“

RNDr. Jiří Očadlík: „Vyrábí se stolní mikroskopy, které jsou velmi rychle připravené k použití. Například náš Phenom. Podívejte se na naše stránky www.fei.com nebo kontaktujte našeho prodejce pro ČR pana Zemka z firmy Edlin (www.edlin.cz)“

Milan: „Dobrý den, moc se mil vždy líbí snímky pořízení rastrovacím mikroskopem. Jak to ale funguje, že ty dopadající elektrony dokážou zobrazit povrch pozorovaného objektu i z bočních stran, ačkoli dopadají přece z jedné strany? A jak potom probíhá ta rekonsturkce obrazu z těch odražených elektronů? Díky za vysvětlení.“

RNDr. Jiří Očadlík: „Ten princip je jednoduchy. Fokusovaný svazek dopadá na povrch a je rastrován jako televizní obrazovka. Z povrchu se odráží odražené elektrony s intenzitou, která odpovídá atomovému číslu látky na povrchu a těsně pod ním. Signál z detektoru se přenáší na obrazovku synchronně s rastrováním. Čili dostáváte obrázek povrchu. Čím menší oblast rastrujete tím větší zvětšení dostáváte. Boční strany nezobrazíte jinak než po náklonu. Na druhou stranu i velmi šikmé "stěny" dávají zpětný signál. Toto výše je základní schéma. V dnešní době obraz zpracovává počítač a můžeme jím manipulovat v dobrém smyslu slova.“

Karel Pokorný: „Pane doktore, jak velký jen brněnský FEI? Kolik lidí je ve výrobě a kolik a jakých specialistů máte ve vývojovém oddělení. Kolik přístrojů vyrobíte průměrně za rok? A jak jsou na tom v porovnání s konkurencí ze světa?“

RNDr. Jiří Očadlík: „Celkem pracuje v Brně asi 295 zaměstnanců. Asi 75 pracuje ve vývojovém oddělení. Máme specialisty na oblast podpory servisu a provádění servisu, školení, manuály, pomoc atd, největší oddělení je operations neboli výroba, která se stará o zhotovení, otestování a dodání objednaného přístroje na místo k zákazníkovi. Potřebujeme mechatroniky, elektroniky, fyziky, logistické specialisty, počítačové experty, programátory a podboně. Vyrobíme ročně asi 400 mikroskopů v Brně. Celá FEI vyrobí 500 až 600 přístrojů. Jsme největší dodavatel na světě s podílem na trhu asi 35%.“

petr: „Je mozne si nekde nejaky mikroskop pujčit ?“

RNDr. Jiří Očadlík: „Na to neumím odpovědět. Nevím o půjčovně. Existují ale trhy s použitými mikroskopy. Kontatujte naše zástupce, pomohou Vám (www.edlin.cz)“

Věra Honsová, Praha: „Dobré odpoledne, pane řediteli, čím jste si Vy a Váš brněnský podnik zasloužil tu poctu stát se viceprezidentem tak velké mezinárodní společnosti? Jaké postavení má v rámci celého FEI Company právě brněnský závod? Děkuji za odpověď a srdečně zdravím.“

RNDr. Jiří Očadlík: „Brněnský podnik se stává čím dál tím významnější součástí celé firmy FEI. Rosteme rychleji než firma a máme velmi dobré výsledky v oblastech jako je pružnost, přesnost dodávky, rychlost výroby, rychlost vývoje, přesnost vývojových projektů. Jsme druhý největší výrobní závod, vyrábíme všechny SEM přístroje Inspect S až Magellan a vstupní a střední úroveň TEM (Tecnai Spirit, Tesnai 20, 30) a SDB Quanta 3D, 3D FEG. Prosazujeme se našimi silnými stránkami ve světě.“

Zdeněk Maurer: „Dobrý den, pokud vím, v Brně je více firem, které se zabývají vývojem a výrobou elektronových mikroskopů. Víte něco o historii jejich vzniku? Jsou to všechno pokračovatelky původní brněnské Tesly, o které byla zmínka i v dnešním PORTu? A dnes tedy jste přímými konkurenty, anebo jste si rozdělili mezi sebou zaměření a typy přístrojů, abyste si přímo nekonkurovali? Díky za informace. Jaká bylka historie“

RNDr. Jiří Očadlík: „Jsou tři firmy v Brně, které dělají elektronové mikroskopy, pokud vím. Všechny vznikly v bouřlivých počátcích devadesátých let minulého století: FEI, Tescan a Delong Instruments jako pokračovatelé dlouhé tradice v Tesle a na Ústavu přístrojové techniky AV. Co se FEI týče, konkuruje si dnes v SEM oblastech s Tescan.“

Marek: „Dobré odpoledne, pokud ještě můžete odpovědět, zajímalo by mne, jak by dopadlo srovnání v zaměření výroby a úrovně přístrojů od Vás z Brna s Vašimi partnery z Holandska. Vždyť Philips byl snad ještě donedávna v elektronových mikroskopech docela uznávanou značnou. Jak je tedy rozděleno zaměření sortimentu a případně i trh mezi Eindhovenem a Brnem? Děkuji a zdravím. M.“

RNDr. Jiří Očadlík: „Již v předešlém říspěvku jsem se toho dotkl. Holanská část firmy v Eidhovenu je naše největší výrobní a vývojové centrum. je zaměřeno na zavádění nejnovějších technologií do výrobků a taky si kolegové často slíznou mnoho potíží při hledání nové cesty. Zatímco atributem eindhovenské továrny je včasná dodávka nové technologie na trh, poslání brněnského závodu je dodávka velkého počtu přístrojů s dokonalou kvalitou a organizovanou výrobou, ačkoliv i zde budou výjimky jako MAgellan, který je úplně novým průnikem firmy so XHR oblasti (sub nm rozlišení) nastartovaným v Brně. Trhy nejsou rozděleny na lokality v nší frimě. Pevně věřím že jsme nejméně důstojným nástupcem značky Philips na mikroskopech, kterou jsme přestali používat před asi 8 lety poté co Philips prodal své akcie ve FEI. V dobách Philips jsme byli asi třetí na světě za JEOL a Hitachi, dnes jsme vedoucí firma.“

Vašek Hejný: „Pane doktore, vzniklo u Vás ve firmě v poslednoí době nějaké původní, originální řešení důležité součásti, kterou jste se stali jedineční ve světovém srovnání? A jaké největší oříšky v současné době řeší Vaši vývojáři? Anebo i Vaši kolegové jinde ve světě? Existuje před Vámi nějaká hranice nebo bariera, za kterou se všichni usilují dostat a po jejím zdolání se otevře úplně nové období elektronové mikroskopie? Moc děkuji za odpověď.“

RNDr. Jiří Očadlík: „Mikroskop Magellan má technologii, která je založena mimo jiné na patentu našeho pracovníka. Máme někoik patentů v oblasti detekce elektronů. Před námi jsou jen dvě bariéry. Nedostatek vlastního času zvládat množství příležitostí a nápadů co dělat dříve a dostatek prostředků na realizaci některých nápadů. To i přesto, že naše firma věnuje na výzkum a vývoj 12 až 13% vlastních příjmů. Kdo najde novou technologii, která otevře nové oblasti se stane hodně bohatým. O tom co řeší naši vývojáři dnes se dozvíte zítra, za týden, za měsíc, rok i několik let formou nových technologií a výrobků, které Vám nabídneme. Omlouvám, zde nemohu jít do detailů.“

Milan: „Dobrý den ještě jednou, pokud mohu, moi cby mě zajímalo, jak dovedete upravit podmínky pro elektrony tak, aby u biologických vzorků nebylo třeba tak velké vakuum příp. další podmíinky pozorování - to je u té skupiny ETEM. A zda něco podobného existuje i u skenovacích přístrojů - že jsou schopny pozorovat nějaké živé objekty? Děkuji za odpověď a zdravím do Brna.“

RNDr. Jiří Očadlík: „Neznám přesné detaily, ale existují dnes komerční tenké membrány, či folie, které vám umožní pokrýt vzorek a zabránit jeho vysušení a oddělí jej od okolního vakua. Častým řešením naší firmy je diferenciální čerpání vzorku ve velmi tenké oblasti kolem něj. Dojde tam sice k nechtěným srážkám primárních elektronů s okolním plynem, ale pokud je škodlivé pozadí staále menší než užitečné signály, dá se to použít. To také používáme u mikroskopů s technologií ESEM, která je na všech přístrojích značky Quanta. Tlak v komoře se může regulovat až do 20Torr. Za pokojové teploty je tlak nasycené páry vody asi 15 torr a při ochlazení vzorku na 5° c je tlak již pod 10 torr. To jsou dobré pozorovací podmínky pro vzorky s vodou a živé tkáně.“