Bevezetés a transzmissziós elektronmikroszkópok jellemzőibe és funkcióiba
A Transmission Electron Microscope (TEM) egy nagyméretű mikroszkópos elemző berendezés, amely nagy energiájú elektronsugarat használ megvilágítási forrásként a nagyított képalkotáshoz. 1933-ban Ruska és Knoll német tudósok kifejlesztették a világ első transzmissziós elektronmikroszkópját (lásd 1. ábra). 1939-ben a Siemens prototípusként használta ezt az elektronmikroszkópot, és sorozatban gyártotta. A kereskedelmi forgalomban kapható transzmissziós elektronmikroszkópok első tétele, körülbelül 40 egység, felbontása 20-szor nagyobb, mint az optikai mikroszkópoké. Azóta az emberiség erősebb fegyverekkel rendelkezik a mikroszkopikus világ tudományos kutatásához. Ma a transzmissziós elektronmikroszkópia több mint 70 éve létezik. Az elektronmikroszkópia, az elektronmikroszkóp alkalmazásával kialakított interdiszciplináris téma egyre tökéletesebbé vált. Az elektronmikroszkópia felbontóképessége is több mint 100-szorosára nőtt az eredeti időhöz képest, és elérte az angström alatti szintet. A természettudományi kutatásokban pedig egyre fontosabb szerepet játszik.
A transzmissziós elektronmikroszkóp jellemzői
1) A minta-előkészítési technológia korlátai miatt a legtöbb biológiai mintánál általában csak 2 nm-es felbontás érhető el.
2) Az elektronmikroszkópos képek felbontóképessége nemcsak magának az elektronmikroszkópnak a felbontásától, hanem a minta szerkezetének kontrasztjától is függ.
3) Az elektronmikroszkópban használt fényforrás elektronhullámok, és a hullámhossznak nincs színreakciója a nem látható fénytartományban. A kép egy fekete-fehér kép, és a képnek bizonyos kontraszttal kell rendelkeznie.
4) A biológiai szövetek és sejtkomponensek főleg könnyű elemekből állnak, mint például a C\H\O\N. Atomszámuk alacsony, elektronszórási képességük gyenge, a köztük lévő különbségek igen kicsik. A kép kontrasztja az elektronmikroszkóp alatt általában viszonylag kicsi. Alacsony.
5) Az elektronsugár gyenge áthatoló képessége miatt a mintát ultravékony metszetekre kell készíteni.
6) A megfigyelési felület kicsi, a közvetlen rács 3 mm lehet, az ultravékony metszeti tartomány pedig 0.3-0,8 mm.
7) Az elektronsugarak erős besugárzása könnyen károsíthatja a mintát, deformációt, szublimációt stb., sőt tönkremenetelt és szakadást is okozhat, ami műtermékeket okozhat a megfigyelt szerkezetben.
8) Az elektronmikroszkóp csövét a megfigyelés alatt vákuumban kell tartani. Annak érdekében, hogy a minta ne sérüljön meg a vákuum hatására, a mintának nedvességtől mentesnek kell lennie. Ezért élő biológiai minták nem figyelhetők meg.
9) A biológiai minta előkészítése összetett. A többlépcsős minta-előkészítési folyamat során a minta hajlamos szerkezeti változásokra, például zsugorodásra, kiterjedésre, töredezettségre és tartalomvesztésre.
