مقدمه ای بر ویژگی ها و عملکرد میکروسکوپ های الکترونی عبوری

مقدمه ای بر ویژگی ها و عملکرد میکروسکوپ های الکترونی عبوری

میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) یک تجهیزات تجزیه و تحلیل میکروسکوپی در مقیاس بزرگ است که از پرتوهای الکترونی با انرژی بالا به عنوان منابع روشنایی برای انجام تصویربرداری بزرگ‌نمایی شده استفاده می‌کند. در سال 1933، دانشمندان آلمانی Ruska و Knoll اولین میکروسکوپ الکترونی عبوری جهان را توسعه دادند (شکل 1 را ببینید). در سال 1939 زیمنس از این میکروسکوپ الکترونی به عنوان نمونه اولیه استفاده کرد و آن را به تولید انبوه رساند. اولین دسته از میکروسکوپ های الکترونی عبوری تجاری، حدود 40 واحد، دارای وضوح 20 برابر بیشتر از میکروسکوپ های نوری است. از آن زمان، بشر سلاح های قوی تری برای تحقیقات علمی در دنیای میکروسکوپی داشته است. امروزه میکروسکوپ الکترونی عبوری بیش از 70 سال است که وجود دارد. میکروسکوپ الکترونی، موضوعی بین رشته ای که با استفاده از میکروسکوپ الکترونی شکل گرفته است، به طور فزاینده ای کامل شده است. قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی نیز در مقایسه با زمان اولیه بیش از 100 برابر افزایش یافته و به سطح زیر آنگستروم رسیده است. و نقش مهمی را در تحقیقات علوم طبیعی ایفا می کند.

ویژگی های میکروسکوپ الکترونی عبوری
1) با توجه به محدودیت‌های فناوری آماده‌سازی نمونه، برای اکثر نمونه‌های بیولوژیکی، تنها وضوح 2 نانومتر به طور کلی قابل دستیابی است.

2) قدرت تفکیک تصاویر میکروسکوپ الکترونی نه تنها به وضوح خود میکروسکوپ الکترونی، بلکه به کنتراست ساختار نمونه نیز بستگی دارد.

3) منبع نور مورد استفاده در میکروسکوپ الکترونی امواج الکترونی است و طول موج هیچ واکنش رنگی در محدوده نور غیر مرئی ندارد. تصویر تشکیل شده یک تصویر سیاه و سفید است و تصویر باید دارای کنتراست خاصی باشد.

4) بافت های بیولوژیکی و اجزای سلولی عمدتاً از عناصر سبکی مانند C\H\O\N تشکیل شده اند. اعداد اتمی آنها کم است، توانایی پراکندگی الکترون آنها ضعیف است و تفاوت بین آنها بسیار کم است. کنتراست تصویر زیر میکروسکوپ الکترونی به طور کلی نسبتا کوچک است. کم.

5) با توجه به قدرت نفوذ ضعیف پرتو الکترونی، نمونه باید در مقاطع بسیار نازک ساخته شود.

6) سطح مشاهده کوچک است، شبکه مستقیم می تواند 3 میلی متر باشد، و محدوده برش فوق العاده نازک 0 است.3-0.8 میلی متر.

7) تابش شدید پرتوهای الکترونی می تواند به راحتی به نمونه آسیب برساند و باعث تغییر شکل، تصعید و غیره و یا حتی شکستگی و پارگی شود که ممکن است باعث ایجاد آرتیفکت در ساختار مشاهده شده شود.

8) لوله میکروسکوپ الکترونی باید در خلاء در طول مشاهده نگهداری شود. به منظور اطمینان از عدم آسیب دیدن نمونه در خلاء، نمونه باید عاری از رطوبت باشد. بنابراین نمی توان نمونه های زنده زیستی را مشاهده کرد.

9) آماده سازی نمونه بیولوژیکی پیچیده است. در طول فرآیند آماده سازی نمونه چند مرحله ای، نمونه مستعد تغییرات ساختاری مانند انقباض، گسترش، تکه تکه شدن و از دست دادن محتوا است.