Εισαγωγή στα χαρακτηριστικά και τις λειτουργίες των ηλεκτρονικών μικροσκοπίων μετάδοσης
Το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Μετάδοσης (TEM) είναι ένας εξοπλισμός μικροσκοπικής ανάλυσης μεγάλης κλίμακας που χρησιμοποιεί δέσμες ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας ως πηγές φωτισμού για την εκτέλεση μεγεθυμένης απεικόνισης. Το 1933, οι Γερμανοί επιστήμονες Ruska και Knoll ανέπτυξαν το πρώτο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης στον κόσμο (βλ. Εικόνα 1). Το 1939, η Siemens χρησιμοποίησε αυτό το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο ως πρωτότυπο και το παρήγαγε μαζικά. Η πρώτη παρτίδα ηλεκτρονικών μικροσκοπίων μετάδοσης του εμπορίου, περίπου 40 μονάδες, έχει ανάλυση 20 φορές μεγαλύτερη από αυτή των οπτικών μικροσκοπίων. Από τότε, η ανθρωπότητα έχει πιο ισχυρά όπλα για επιστημονική έρευνα στον μικροσκοπικό κόσμο. Σήμερα, η ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης υπάρχει εδώ και περισσότερα από 70 χρόνια. Η ηλεκτρονική μικροσκοπία, ένα διεπιστημονικό θέμα που σχηματίζεται από την εφαρμογή της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, έχει τελειοποιηθεί όλο και περισσότερο. Η ισχύς ανάλυσης της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας έχει επίσης αυξηθεί κατά περισσότερο από 100 φορές σε σύγκριση με τον αρχικό χρόνο, φτάνοντας το επίπεδο υπο-άνγκστρομ. Και παίζει ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο στην έρευνα της φυσικής επιστήμης.
Χαρακτηριστικά του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης
1) Λόγω των περιορισμών της τεχνολογίας προετοιμασίας δειγμάτων, για τα περισσότερα βιολογικά δείγματα, μπορεί γενικά να επιτευχθεί μόνο ανάλυση 2 nm.
2) Η ισχύς ανάλυσης των εικόνων ηλεκτρονικού μικροσκοπίου εξαρτάται όχι μόνο από την ανάλυση του ίδιου του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, αλλά και από την αντίθεση της δομής του δείγματος.
3) Η πηγή φωτός που χρησιμοποιείται στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είναι ηλεκτρονιακά κύματα και το μήκος κύματος δεν έχει χρωματική αντίδραση στην περιοχή του μη ορατού φωτός. Η εικόνα που σχηματίζεται είναι μια ασπρόμαυρη εικόνα και η εικόνα πρέπει να έχει μια συγκεκριμένη αντίθεση.
4) Οι βιολογικοί ιστοί και τα κυτταρικά συστατικά αποτελούνται κυρίως από ελαφρά στοιχεία όπως το C\H\O\N. Ο ατομικός τους αριθμός είναι μικρός, η ικανότητα σκέδασης ηλεκτρονίων είναι ασθενής και οι διαφορές μεταξύ τους είναι πολύ μικρές. Η αντίθεση της εικόνας κάτω από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είναι γενικά σχετικά μικρή. Χαμηλός.
5) Λόγω της αδύναμης διεισδυτικής ικανότητας της δέσμης ηλεκτρονίων, το δείγμα πρέπει να γίνει σε εξαιρετικά λεπτά τμήματα.
6) Η επιφάνεια παρατήρησης είναι μικρή, το άμεσο πλέγμα μπορεί να είναι 3 mm και το εξαιρετικά λεπτό εύρος τομής είναι 0.3-0,8 mm.
7) Η ισχυρή ακτινοβολία των δεσμών ηλεκτρονίων μπορεί εύκολα να βλάψει το δείγμα, προκαλώντας παραμόρφωση, εξάχνωση κ.λπ., ή ακόμα και διάσπαση και ρήξη, που μπορεί να προκαλέσει τεχνουργήματα στην παρατηρούμενη δομή.
8) Ο σωλήνας ηλεκτρονικού μικροσκοπίου πρέπει να διατηρείται σε κενό κατά τη διάρκεια της παρατήρησης. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι το δείγμα δεν θα καταστραφεί υπό κενό, το δείγμα πρέπει να είναι απαλλαγμένο από υγρασία. Επομένως, δεν μπορούν να παρατηρηθούν ζωντανά βιολογικά δείγματα.
9) Η προετοιμασία του βιολογικού δείγματος είναι πολύπλοκη. Κατά τη διαδικασία προετοιμασίας του δείγματος πολλαπλών βημάτων, το δείγμα είναι επιρρεπές σε δομικές αλλαγές όπως συρρίκνωση, επέκταση, κατακερματισμός και απώλεια περιεχομένου.
