Úvod do vlastností a funkcií transmisných elektrónových mikroskopov
Transmisný elektrónový mikroskop (TEM) je zariadenie na mikroskopickú analýzu vo veľkom meradle, ktoré využíva vysokoenergetické elektrónové lúče ako zdroje osvetlenia na vykonávanie zväčšeného zobrazovania. V roku 1933 vyvinuli nemeckí vedci Ruska a Knoll prvý transmisný elektrónový mikroskop na svete (pozri obrázok 1). V roku 1939 Siemens použil tento elektrónový mikroskop ako prototyp a začal ho sériovo vyrábať. Prvá séria komerčných transmisných elektrónových mikroskopov, asi 40 jednotiek, má rozlíšenie 20-krát vyššie ako optické mikroskopy. Odvtedy má ľudstvo silnejšie zbrane na vedecký výskum mikroskopického sveta. Transmisná elektrónová mikroskopia dnes existuje už viac ako 70 rokov. Elektrónová mikroskopia, interdisciplinárny predmet vytvorený aplikáciou elektrónovej mikroskopie, sa stále viac zdokonaľuje. Rozlišovacia schopnosť elektrónovej mikroskopie sa tiež zvýšila viac ako 100-krát v porovnaní s pôvodným časom a dosiahla úroveň pod angstromom. A zohráva čoraz dôležitejšiu úlohu v prírodovednom výskume.
Vlastnosti transmisného elektrónového mikroskopu
1) V dôsledku obmedzení technológie prípravy vzoriek možno pre väčšinu biologických vzoriek vo všeobecnosti dosiahnuť rozlíšenie iba 2 nm.
2) Rozlišovacia schopnosť obrazov elektrónového mikroskopu závisí nielen od rozlíšenia samotného elektrónového mikroskopu, ale aj od kontrastu štruktúry vzorky.
3) Svetelným zdrojom používaným v elektrónovom mikroskope sú elektrónové vlny a vlnová dĺžka nemá žiadnu farebnú reakciu v rozsahu neviditeľného svetla. Vytvorený obraz je čiernobiely obraz a obraz musí mať určitý kontrast.
4) Biologické tkanivá a bunkové zložky sa skladajú hlavne z ľahkých prvkov, ako je C\H\O\N. Ich atómové čísla sú nízke, ich schopnosť rozptylu elektrónov je slabá a rozdiely medzi nimi sú veľmi malé. Kontrast obrazu pod elektrónovým mikroskopom je vo všeobecnosti relatívne malý. Nízka.
5) Vzhľadom na slabú penetračnú schopnosť elektrónového lúča je potrebné vzorku rozrezať na ultratenké rezy.
6) Pozorovacia plocha je malá, priama mriežka môže byť 3 mm a rozsah ultratenkých rezov je 0.3-0,8 mm.
7) Silné ožiarenie elektrónovými lúčmi môže ľahko poškodiť vzorku, spôsobiť deformáciu, sublimáciu atď., alebo dokonca rozpad a prasknutie, čo môže spôsobiť artefakty v pozorovanej štruktúre.
8) Tubus elektrónového mikroskopu musí byť počas pozorovania vo vákuu. Aby sa zaistilo, že sa vzorka vo vákuu nepoškodí, vzorka musí byť zbavená vlhkosti. Preto nie je možné pozorovať živé biologické vzorky.
9) Príprava biologickej vzorky je zložitá. Počas viacstupňového procesu prípravy vzorky je vzorka náchylná na štrukturálne zmeny, ako je zmršťovanie, expanzia, fragmentácia a strata obsahu.
