Запознаване с характеристиките и функциите на трансмисионните електронни микроскопи
Трансмисионният електронен микроскоп (TEM) е широкомащабно оборудване за микроскопски анализ, което използва високоенергийни електронни лъчи като източници на светлина за извършване на увеличени изображения. През 1933 г. немски учени Ruska и Knoll разработиха първия в света трансмисионен електронен микроскоп (виж Фигура 1). През 1939 г. Siemens използва този електронен микроскоп като прототип и го произвежда масово. Първата партида търговски трансмисионни електронни микроскопи, около 40 единици, има разделителна способност 20 пъти по-висока от тази на оптичните микроскопи. Оттогава човечеството разполага с по-мощни оръжия за научни изследвания на микроскопичния свят. Днес трансмисионната електронна микроскопия съществува от повече от 70 години. Електронната микроскопия, интердисциплинарен предмет, формиран от приложението на електронната микроскопия, се усъвършенства все повече. Разделителната способност на електронната микроскопия също се е увеличила с повече от 100 пъти в сравнение с първоначалното време, достигайки нивото под ангстрьом. И играе все по-важна роля в естествените научни изследвания.
Характеристики на трансмисионния електронен микроскоп
1) Поради ограниченията на технологията за подготовка на пробите, за повечето биологични проби обикновено може да се постигне само разделителна способност от 2 nm.
2) Разделителната способност на електронните микроскопски изображения зависи не само от разделителната способност на самия електронен микроскоп, но и от контраста на структурата на пробата.
3) Източникът на светлина, използван в електронния микроскоп, е електронни вълни, а дължината на вълната няма цветна реакция в диапазона на невидимата светлина. Формираното изображение е черно-бяло изображение, като изображението трябва да има определен контраст.
4) Биологичните тъкани и клетъчните компоненти са съставени главно от леки елементи като C\H\O\N. Техните атомни номера са ниски, способността им за разсейване на електрони е слаба и разликите между тях са много малки. Контрастът на изображението под електронен микроскоп обикновено е относително малък. ниско.
5) Поради слабата проникваща способност на електронния лъч, пробата трябва да бъде направена на ултратънки секции.
6) Повърхността за наблюдение е малка, директната решетка може да бъде 3 мм, а обхватът на ултратънки секции е 0.3-0.8 мм.
7) Силното облъчване на електронни лъчи може лесно да повреди пробата, причинявайки деформация, сублимация и т.н., или дори разрушаване и разкъсване, което може да причини артефакти в наблюдаваната структура.
8) Тръбата на електронния микроскоп трябва да се държи във вакуум по време на наблюдение. За да се гарантира, че пробата няма да се повреди под вакуум, пробата трябва да е без влага. Следователно живи биологични проби не могат да бъдат наблюдавани.
9) Подготовката на биологични проби е сложна. По време на многоетапния процес на подготовка на пробата, пробата е склонна към структурни промени като свиване, разширяване, фрагментиране и загуба на съдържание.
