Ознайомлення з характеристиками та функціями трансмісійних електронних мікроскопів
Трансмісійний електронний мікроскоп (ТЕМ) — це великомасштабне мікроскопічне обладнання для аналізу, яке використовує пучки електронів високої енергії як джерела освітлення для отримання збільшених зображень. У 1933 році німецькі вчені Руска і Кнолл розробили перший у світі трансмісійний електронний мікроскоп (див. рис. 1). У 1939 році Siemens використовував цей електронний мікроскоп як прототип і масово виробляв його. Перша партія комерційних просвічуючих електронних мікроскопів, близько 40 одиниць, має роздільну здатність у 20 разів вище, ніж у оптичних мікроскопів. Відтоді людство має потужнішу зброю для наукових досліджень мікроскопічного світу. Сьогодні трансмісійна електронна мікроскопія існує вже більше 70 років. Електронна мікроскопія, міждисциплінарний предмет, сформований застосуванням електронної мікроскопії, все більше вдосконалюється. Роздільна здатність електронної мікроскопії також зросла більш ніж у 100 разів порівняно з початковим часом, досягнувши субангстремного рівня. І вона відіграє дедалі важливішу роль у природничих наукових дослідженнях.
Особливості трансмісійного електронного мікроскопа
1) Через обмеження технології підготовки зразків для більшості біологічних зразків зазвичай можна досягти лише роздільної здатності 2 нм.
2) Роздільна здатність зображень електронного мікроскопа залежить не тільки від роздільної здатності самого електронного мікроскопа, але й від контрастності структури зразка.
3) Джерелом світла, що використовується в електронному мікроскопі, є електронні хвилі, і довжина хвилі не має кольорової реакції в діапазоні невидимого світла. Зображення, що формується, є чорно-білим, і зображення повинно мати певний контраст.
4) Біологічні тканини та клітинні компоненти в основному складаються з легких елементів, таких як C\H\O\N. Їх атомні номери низькі, здатність до розсіювання електронів слабка, а відмінності між ними дуже малі. Контраст зображення під електронним мікроскопом, як правило, відносно малий. Низький.
5) Через слабку проникаючу здатність електронного пучка зразок повинен бути виготовлений на надтонкі зрізи.
6) Поверхня огляду невелика, пряма сітка може становити 3 мм, а ультратонкий діапазон розділення становить 0.3-0.8 мм.
7) Сильне опромінення електронними променями може легко пошкодити зразок, спричинивши деформацію, сублімацію тощо, або навіть поломку та розрив, що може спричинити артефакти в спостережуваній структурі.
8) Під час спостереження трубку електронного мікроскопа необхідно тримати у вакуумі. Щоб гарантувати, що зразок не пошкодиться під вакуумом, зразок повинен бути вільним від вологи. Тому живі біологічні зразки не можна спостерігати.
9) Підготовка біологічної проби є складною. Під час багатоетапного процесу підготовки зразка зразок схильний до структурних змін, таких як усадка, розширення, фрагментація та втрата вмісту.
