Noves línies de llum

Aquests nous instruments seran crucials perquè la ciència avanci al màxim de les seves possibilitats, possibilitant nous enfocaments innovadors i promovent noves aplicacions industrials i interdisciplinàries.

Mapa d'instruments d'anàlisi amb ALBA II

Dues línies de llum extra-llargues nanoprobe: CODI i CORUS

Les línies de llum nanoprobe (de sonda nanomètrica) es troben entre les línies de llum de sincrotró més avançades. El seu objectiu és proporcionar una caracterització multimodal i d'alta resolució de materials a la nanoescala.

ALBA acollirà dues d'aquestes línies de llum amb ALBA II. Tindran una longitud de 200 a 250 metres, superant l'edifici actual i arribant als nous edificis ubicats a les parcel·les adjacents a ALBA.

Seran clau per realitzar mapeig d'elements, anàlisi estructural, especiació química o distribució de deformacions/tensions, amb enormes avantatges com una alta resolució espacial sense precedents i l'obtenció d'imatges 3D, la combinació de diverses tècniques en una sola línia de llum per permetre l'anàlisi multimodal i correlativa, les capacitats in situ i operant, i els límits de detecció.

Les línies de llum nanoprobe ofereixen una millor resolució espacial a gran distància. Vegeu la simulació a l'esquerra.

BL02-CODI

Exemple d'aplicació:

Reconstrucció 3D i evolució de la deformació en una nanopartícula de platí segons la variació del potencial de l'elèctrode. Útil per al disseny de nanocatalitzadors modificats per deformació. De C. Atlan et al., Nat. Mater. 23 (2023).

Línia de llum nanoprobe de raigs X durs dedicada a tècniques d'Imatge per Difracció Coherent, per a estudis in operando en ciència de materials.

Rang d'energia de 10-30 keV
Mida del feix 30-50 nm
Longitud 200 m
Àmbit científic: materials energètics avançats, dispositius electrònics beyond-CMOS, materials compostos i d'enginyeria.
Tècniques: nano-difracció, nano-fluorescència, pticografia.
Instrumentació per a entorns de mostra complexos, com cristostats, escalfament per làser, cel·les de gas, cel·les electroquímiques, etc.

Proposta de Línia de LlumDescarrega (document en anglès)

BL04-CORUS

Ejemplo de aplicación:

Determinación de la localización intracelular del iridio en células de cáncer de mama. Imágenes con resolución nm y sensibilidad química. Conesa et al. Angew Chem Int Ed Engl 2020, 59 (3), 1270-1278.

La nova línia de llum de crio-nano-bioimatge

Aquesta línia de llum de 250 metres de longitud oferirà noves capacitats d'imatge a escala nanomètrica i en condicions pràcticament natives. CORUS permetrà la caracterització estructural i el mapeig químic de sistemes biològics complexos, malalties i desafiaments ambientals en condicions pràcticament natives, a temperatura criogènica i ambient, mitjançant una sonda nanomètrica de raigs X que escaneja volums de mostra de mida mm.

CORUS tindrá dues estacions experimentals:

NanoImag oferirà tomografia de contrast de fase amb una resolució de 20 nm en volums de fins a 1 mm³ per revelar la ultraestructura de cèl·lules aïllades, organoides o teixits tous biològics, així com crio-nano-fluorescència per a la imatge 2D i 3D i la quantificació de fàrmacs, contaminants de ppm en cèl·lules completes o seccions de teixit. L'alt flux (superior a 10¹¹ ph/s a 27 keV a la mostra), la configuració de l'entorn de la mostra i un detector ràpid permetran escanejar grans volums en un temps raonable.
NanoSpec dilucidarà i mapejarà l'estat químic de tots els elements intracel·lulars rellevants amb un feix de 50 nm totalment ajustable al rang de 4 a 27 keV, amb una amplada de banda d'energia estret i variable. La línia de llum es combinarà amb mètodes avançats de preparació de mostres i tècniques correlatives disponibles en altres instruments (p. ex., crio 3D-SIM, crio-ET, FTIR).

Serà una de les primeres línies de llum de nanoimatge amb un sistema criogènic integrat i el seu objectiu és explorar noves fronteres de la biologia estructural integrativa, com la ultraestructura de teixits tous biològics en grans volums, l'estudi de circuits neuronals a nanoescala, la biomineralització, el rendiment i la degradació de fàrmacs d'acció dels fàrmacs i la seva toxicitat, les funcions bioquímiques que mantenen l'homeòstasi cel·lular regulada per l'estat d'oxidació de metalls a nivell de traces, la toxicologia de metalls i micro/nanomaterials, i la bioremediació, entre d'altres.

La línia de llum iniciarà properament el disseny conceptual detallat.

Rang d'energia 10-27 keV
Mida del feix 20-50 nm
Longitud 250 m
Àmbit científic: sistemes biològics complexos, malalties i desafiaments ambientals mitjançant el subministrament d'una nanosonda criogènica ia temperatura ambient eficient per obtenir coneixement estructural, químic i elemental en condicions pràcticament natives.
Tècniques: fluorescència de raigs X 3D-nano, absorció de raigs X prop de l'estructura de la vora (XANES), microscòpia de raigs X de transmissió per escombrat (STXM), holotomografia de camp complet.

Proposta de Línia de LlumDescarrega (document en anglès)

Dues línies de llum addicionals

ALBA II també inclourà dues línies de llum addicionals per complementar les tècniques actualment disponibles.

BL07-CALIMA

CALIMA proporcionarà una plataforma per a experiments de dispersió de raigs X d'angle petit (BioSAXS), una tècnica fonamental en l'enfocament integrador de la biologia estructural gràcies a la senzilla preparació de mostres, l'àmplia gamma d'aplicacions i el rang de resolució entre els nivells atòmic i orgànul. La conformació de macromolècules aïllades i complexos en solució, detectada mitjançant BioSAXS, es pot combinar amb estudis estructurals a resolució atòmica (MX, crio-EM-SPA, RMN, espectrometria de masses, mètodes computacionals), així com amb estudis centrats en l'estructura del context intracel·lular o la localització de macromolècules.

CALIMA permetrà el cribratge d'alt rendiment totalment automatitzat i la realització d'experiments per lots amb diverses maneres d'adquisició de dades i tècniques acoblades (nLC/MS, SEC/IEC).
La línia de llum s'alimentarà amb una font de supercurvatura i emetrà un feix altament paral·lel de ~500 μm de mida en mostres al rang d'energia de 6-17 keV.
També es disposarà d'escaneig 3D SAXS amb resolució espacial de 10 μm mitjançant òptiques d'enfocament extraïbles i platines d'escaneig.
Els estudis amb resolució temporal de fins a microsegons seran possibles gràcies a l'alt flux de la font de supercurvatura, els mètodes avançats d'administració i activació de mostres i la disponibilitat de detectors d'alta velocitat de fotogrames. Aquests estudis revelaran l'evolució de macromolècules i complexos macromoleculars durant l'oligomerització, l'assemblatge o el plegament, així com els canvis estructurals en resposta a estímuls físics (p. ex., temperatura i pressió) i químics (variació del pH, força iònica, desnaturalitzants).
L'estació també serà compatible amb estudis dinàmics de polímers i materials nanoestructurats.
CALIMA s'integrarà plenament amb el programa i les tècniques dels instruments existents i nous en Ciències de la Vida a ALBA II: cristal·lografia macromolecular (XALOC, XAIRA), microscòpia electrònica (crio-EM-01) i espectromicroscòpia IR (MIRAS).

La línia de llum iniciarà properament el disseny conceptual detallat.

Proposta de Línia de LlumDescarrega (document en anglès)

BL33-MSPD2

Línia de llum millorada dedicada a la ciència de materials i la difracció de pols d'alta resolució a ALBA.

Rang d'energia 10-40 KeV
Àmbit científic: composició química i estructural per a una àmplia gamma d'aplicacions en ciència de superfícies, com ara bateries, catàlisi, electrocatàlisi, corrosió, sensors, química atmosfèrica, fixació de nitrogen, fabricació de materials 2D, tribologia, entre d'altres.
Tècniques: dues estacions experimentals, incloent una estació de difracció de pols d'alta pressió, amb un feix més petit a la mostra i més resolució espacial recíproca, i l'estació de difracció de pols d'alta resolució, millorada amb nous detectors i un entorn de mostra millorat.

Data de modificació: 08/28/2025