Περιεχόμενο
- Πώς λειτουργεί το μικροσκόπιο
- Πλεονεκτήματα του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης
- Όρια του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης
- Μια μικρή ιστορία
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης σάρωσης αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 1950. Αντί του φωτός, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης χρησιμοποιεί μια συγκεντρωμένη δέσμη ηλεκτρονίων, η οποία μέσω ενός δείγματος σχηματίζει μια εικόνα. Το πλεονέκτημα του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης μέσω ενός οπτικού μικροσκοπίου είναι η ικανότητά του να παράγει πολύ μεγαλύτερη μεγέθυνση και να παρουσιάζει λεπτομέρειες που δεν μπορούν να έχουν τα οπτικά μικροσκόπια.
Πώς λειτουργεί το μικροσκόπιο
Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια μετάδοσης λειτουργούν παρόμοια με τα οπτικά μικροσκόπια, αλλά αντί του φωτός ή των φωτονίων, χρησιμοποιούν δέσμη ηλεκτρονίων. Ένα όπλο ηλεκτρονίων είναι η πηγή των ηλεκτρονίων και λειτουργεί σαν μια πηγή φωτός σε ένα οπτικό μικροσκόπιο. Τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια έλκονται από μία άνοδο, μια συσκευή σχήματος δακτυλίου με θετικό ηλεκτρικό φορτίο. Ένας μαγνητικός φακός εστιάζει το ρεύμα ηλεκτρονίων καθώς ταξιδεύουν μέσα από το κενό μέσα στο μικροσκόπιο. Αυτά τα εστιασμένα ηλεκτρόνια χτυπούν το δείγμα στη σκηνή και αναπηδούν από το δείγμα, δημιουργώντας ακτίνες Χ στη διαδικασία. Τα αναπήδηση, τα διάσπαρτα, τα ηλεκτρόνια, καθώς και οι ακτίνες Χ, μετατρέπονται σε σήμα που τροφοδοτεί μια εικόνα σε μια τηλεοπτική οθόνη όπου ο επιστήμονας βλέπει το δείγμα.
Πλεονεκτήματα του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης
Τόσο το οπτικό μικροσκόπιο όσο και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης χρησιμοποιούν λεπτά δείγματα τεμαχίων. Το πλεονέκτημα του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης είναι ότι μεγεθύνει τα δείγματα σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό από ότι ένα οπτικό μικροσκόπιο. Είναι δυνατή η μεγέθυνση των 10.000 ή περισσότερων, που επιτρέπει στους επιστήμονες να βλέπουν εξαιρετικά μικρές δομές. Για τους βιολόγους, οι εσωτερικές λειτουργίες των κυττάρων, όπως τα μιτοχόνδρια και τα οργανίδια, είναι σαφώς ορατά.
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης προσφέρει εξαιρετική ανάλυση της κρυσταλλογραφικής δομής των δειγμάτων και μπορεί ακόμη να δείξει τη διάταξη των ατόμων μέσα σε ένα δείγμα.
Όρια του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης απαιτεί τα δείγματα να τοποθετούνται μέσα σε θάλαμο κενού. Λόγω αυτής της απαίτησης, το μικροσκόπιο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρατήρηση ζωντανών δειγμάτων, όπως τα πρωτόζωα. Ορισμένα ευαίσθητα δείγματα μπορεί επίσης να υποστούν βλάβη από τη δέσμη ηλεκτρονίων και πρέπει πρώτα να χρωματίζονται ή να επικαλύπτονται με χημικό για την προστασία τους. Ωστόσο, αυτή η θεραπεία καταστρέφει το δείγμα.
Μια μικρή ιστορία
Τα κανονικά μικροσκόπια χρησιμοποιούν εστιασμένο φως για να μεγεθύνουν μια εικόνα, αλλά έχουν ενσωματωμένο φυσικό περιορισμό μεγέθυνσης περίπου 1.000x. Αυτό το όριο επιτεύχθηκε στη δεκαετία του 1930, αλλά οι επιστήμονες ήθελαν να είναι σε θέση να αυξήσουν το δυναμικό μεγέθυνσης των μικροσκοπίων τους, ώστε να εξερευνήσουν την εσωτερική δομή των κυττάρων και άλλων μικροσκοπικών δομών.
Το 1931, οι Max Knoll και Ernst Ruska ανέπτυξαν το πρώτο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης. Λόγω της πολυπλοκότητας της απαραίτητης ηλεκτρονικής συσκευής που εμπλέκεται στο μικροσκόπιο, τα πρώτα ηλεκτρονικά μικροσκόπια μετάδοσης που διατίθενται στο εμπόριο ήταν διαθέσιμα στους επιστήμονες μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1960.
Ο Ernst Ruska απονεμήθηκε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1986 για το έργο του στην ανάπτυξη ηλεκτρονικού μικροσκοπίου και ηλεκτρονικής μικροσκοπίας.