Introduzione alle caratteristiche e alle funzioni dei microscopi elettronici a trasmissione
Il microscopio elettronico a trasmissione (TEM) è un'apparecchiatura di analisi microscopica su larga scala che utilizza fasci di elettroni ad alta energia come fonti di illuminazione per eseguire immagini ingrandite. Nel 1933, gli scienziati tedeschi Ruska e Knoll svilupparono il primo microscopio elettronico a trasmissione al mondo (vedi Figura 1). Nel 1939 Siemens utilizzò questo microscopio elettronico come prototipo e lo produsse in serie. Il primo lotto di microscopi elettronici a trasmissione commerciale, circa 40 unità, ha una risoluzione 20 volte superiore a quella dei microscopi ottici. Da allora, l’umanità dispone di armi più potenti per la ricerca scientifica nel mondo microscopico. Oggi, la microscopia elettronica a trasmissione esiste da più di 70 anni. La microscopia elettronica, materia interdisciplinare nata dall'applicazione della microscopia elettronica, si è sempre più perfezionata. Anche il potere risolutivo della microscopia elettronica è aumentato di oltre 100 volte rispetto al tempo originale, raggiungendo il livello sub-angstrom. E gioca un ruolo sempre più importante nella ricerca sulle scienze naturali.
Caratteristiche del microscopio elettronico a trasmissione
1) A causa delle limitazioni della tecnologia di preparazione del campione, per la maggior parte dei campioni biologici è generalmente possibile ottenere solo una risoluzione di 2 nm.
2) Il potere risolutivo delle immagini al microscopio elettronico dipende non solo dalla risoluzione del microscopio elettronico stesso, ma anche dal contrasto della struttura del campione.
3) La sorgente luminosa utilizzata nel microscopio elettronico è costituita da onde elettroniche e la lunghezza d'onda non presenta alcuna reazione cromatica nella gamma della luce non visibile. L'immagine formata è un'immagine in bianco e nero e l'immagine deve avere un certo contrasto.
4) I tessuti biologici e i componenti cellulari sono composti principalmente da elementi leggeri come C\H\O\N. Il loro numero atomico è basso, la loro capacità di diffusione degli elettroni è debole e le differenze tra loro sono molto piccole. Il contrasto dell'immagine al microscopio elettronico è generalmente relativamente piccolo. Basso.
5) A causa della debole capacità di penetrazione del fascio di elettroni, il campione deve essere tagliato in sezioni ultrasottili.
6) La superficie di osservazione è piccola, la griglia diretta può essere di 3 mm e l'intervallo di sezionamento ultrasottile è di 0,3-0,8 mm.
7) Una forte irradiazione di fasci di elettroni può facilmente danneggiare il campione, causandone deformazione, sublimazione, ecc., o addirittura guasti e rotture, che possono causare artefatti nella struttura osservata.
8) Il tubo del microscopio elettronico deve essere mantenuto sotto vuoto durante l'osservazione. Per garantire che il campione non venga danneggiato sotto vuoto, il campione deve essere privo di umidità. Pertanto, i campioni biologici viventi non possono essere osservati.
9) La preparazione dei campioni biologici è complessa. Durante il processo di preparazione del campione in più fasi, il campione è soggetto a cambiamenti strutturali come ritiro, espansione, frammentazione e perdita di contenuto.
