Elektronmikroskoop: 5 interessante feite om te weet


Contents [show]

Wat is elektronmikroskopie?

Elektronmikroskoop (EM) verwys na 'n metode wat die ontleding en waarneming van baie hoë-resolusie beelde van verskeie lewende en nie-lewende monsters moontlik maak. Hierdie tipe mikroskope word vir biomediese navorsing gebruik om die gedetailleerde vorm en struktuur van weefsels, selle, organelle en ander makromolekulêre komplekse te ondersoek. Elektrone (wat in hierdie geval as 'n bron van verligtende straling dien) het baie kort golflengtes wat help om 'n hoë resolusie van elektronmikroskopiebeelde te produseer. Oor die algemeen word elektronmikroskopie gekombineer met 'n aantal bykomende tegnieke soos immuno-etikettering, dun snit, negatiewe kleuring, ens. vir die ondersoek van sekere spesifieke strukture. Elektronmikroskopiese beelde kan belangrike data verskaf oor die strukturele basis van sel/weefselfunksie en van selsiekte.  

elektronmikroskoop
'n Vroeë elektronmikroskoop. Beeldbron: J Brew, opgelaai op die Engelssprekende Wikipedia deur af:Gebruiker:Hat'nCoat., Ernst Ruska Elektronmikroskoop – Deutsches Museum – München-redigeerCC BY-SA 3.0

Wat is die tipes elektronmikroskopie?

Elektronmikroskoop kan van twee verskillende tipes wees:

Transmissie-elektronmikroskoop (TEM): Transmissie-elektronmikroskoop word gebruik om uiters dun monsters soos molekules, weefselseksies, ens. te bekyk. Hierin kan elektrone deur sulke weefsels beweeg om 'n beeld te projekteer. Die TEM is in baie opsigte soortgelyk aan die tipiese saamgestelde ligmikroskoop. Soos 'n saamgestelde mikroskoop, word TEM gebruik vir die beeld van die binnekant van biologiese selle in uiters dun lae, die struktuur van proteïenmolekules wat gekontrasteer word met behulp van metaalskadu, die strukturele molekule-organisasie in sitoskeletale filamente deur die gebruik van die negatiewe kleurtegniek, en die strukturele proteïenmolekule rangskikking in selmembrane deur die vries-fraktuur tegniek te gebruik.

'n Moderne transmissie-elektronmikroskoop. Beeldbron; David J Morgan van Cambridge, VK, ElektronmikroskoopCC BY-SA 2.0

Skandeer-elektronmikroskoop (SEM): Skandeerelektronmikroskoop of SEM is afhanklik van die vrystelling van sekondêre elektrone vanaf die boonste laag van die monster. Skandeerelektronmikroskope kan 'n groot diepte van fokus verskaf, waardeur dit as 'n stereoligmikroskoop gebruik kan word. Dit help ons om uiters delikate en gedetailleerde strukturele en fisiese eienskappe van selle, weefsels, organelle en ander makromolekulêre komplekse te beeld wat nie met TEM uitgevoer kan word nie. Skandeerelektronmikroskope pas die toepassings daarvan in seltelling, groottebepaling die groottes van makromolekulêre komplekse en prosesbeheer.

Die mikroskoopontwerp word as Skandeerelektronmikroskoop genoem omdat hierdie mikroskoop beelde genereer deur die oppervlak van die monster te skandeer deur 'n elektronstraal te gebruik. Die verstrooide oppervlakvrystellings word dan versamel deur detektors te gebruik. SEM's kan verder in twee tipes gekategoriseer word, skandeertonnelmikroskopie en skandeertransmissie-elektronmikroskopie.

'n Skandeerelektronmikroskoop. Beeldbron: Dr Graham BeardsJeol Transmissie en skandering EMCC BY-SA 4.0

Hoe werk 'n elektronmikroskoop?

'n Demonstrasie van die gevolglike verskynsel nadat 'n opgewekte elektronstraal met 'n monster in wisselwerking verkeer het. Beeldbron: Claudionico~commonswikiElektroninteraksie met materieCC BY-SA 4.0

Die werking van 'n elektronmikroskoop is soortgelyk aan dié van 'n optiese mikroskoop behalwe vir die feit dat elektronmikroskopie die gebruik van elektronstrale vir beeldvorming in plaas van fotone behels. 'n Verhitte wolfram of veldemissiefilament dien as 'n bron van die elektronstraal en straal 'n stroom hoogspanningselektrone van ongeveer 5-100 KeV uit. 'n Positiewe elektriese potensiaal versnel die elektronstraal verder in 'n vakuum. Hierdie stroom elektrone word dan in 'n dun monochromatiese straal gefokus deur magnetiese lense te gebruik. Die gefokusde straal val op die monstermonster wat met die materiaal in wisselwerking tree. hierdie interaksiepatrone word deur die fluoresserende skerm en kamera waargeneem en bespeur om beelde te vorm.

Wat is die voordele van elektronmikroskopie?

Elektronmikroskopie het 'n stel voordele soos:

  • Elektronmikroskopie help om baie hoë-resolusie beelde van verskeie lewende en nie-lewende monsters te ontleed en waar te neem.
  • Elektronmikroskopiese beelde kan belangrike data verskaf oor die strukturele basis van sel/weefselfunksie en van selsiekte wat nie behoorlik deur ander tipes mikroskope opgelos word nie.
  • Elektronmikroskopie laat die beelding van uiters delikate biologiese strukture toe sonder om enige soort skade op hulle af te dwing.
  • Elektronmikroskopie verskaf uiters akkurate beelde as dit behoorlik opgestel is.

Wat is die nadele van elektronmikroskopie?

Elektronmikroskopie het 'n stel nadele soos:

  • Die bou en instandhouding van die bedryfs- en opstelkoste van die elektronmikroskope kan duur wees.
  • Hierdie mikroskope moet in stabiele geboue geplaas word met instrumente om magnetiese velde te kanselleer om hoë-resolusie beelde te verkry.
  • Die monsters wat in elektronmikroskopie gebruik word, moet in 'n vakuum gehou word om te verhoed dat die lugmolekules die elektrone verstrooi en met die beeldvorming inmeng.
  • Hierdie mikroskope werk gewoonlik met geleidende monsters. Dus, nie-geleidende materiale benodig 'n geleidende laag van goud/palladium legering, koolstof, osmium, ens. vir behoorlike beeldvorming.

Wat is die toepassings van 'n elektronmikroskoop?

Elektronmikroskoop kan sy toepassings in verskeie velde vind, soos:

  1. Halfgeleier en databerging: Elektronmikroskopie word wyd gebruik in verskeie halfgeleier- en databergingsprosesse soos stroombaanredigering, foutanalise en defekanalise.
  2. Nywerheid: Elektronmikroskopie word wyd gebruik vir 'n aantal industriële werke soos direkte straalskryfvervaardiging, mikrokarakterisering, farmaseutiese QC, mynbou (mineraalbevrydingsanalise), fraktografie, voedselwetenskapnavorsing, forensiese navorsing en chemiese of petrochemiese analise.
  3. Biologie en lewenswetenskappe: Elektronmikroskopie word wyd gebruik vir 'n aantal biologiese navorsingswerke soos kriobiologie, krio-elektronmikroskopie, geneesmiddelnavorsing (bv. antibiotika), diagnostiese elektronmikroskopie, virologie (bv. virale ladingmonitering), elektrontomografie, proteïenlokalisering, partikelanalise, strukturele biologie, partikelopsporing, weefselbeelding en toksikologie.
  4. Materiaal navorsing: Elektronmikroskopie word wyd gebruik in verskeie materiaalnavorsingsdoeleindes soos dinamiese materiaaleksperimente, toesteltoetsing en karakterisering, In-situ karakterisering, Elektronstraal-geïnduseerde afsetting, mediese navorsing, materiaalkwalifikasie, Nanoprototipering, en Nanometrologie.

Om meer te wete te kom oor mikroskopie besoek https://lambdageeks.com/optical-microscope/

Sanchari Chakraborty

Ek is 'n ywerige leerder, tans belê in die veld van Toegepaste Optika en Fotonika. Ek is ook 'n aktiewe lid van SPIE (International Society for Optics and Photonics) en OSI (Optical Society of India). My artikels is daarop gemik om kwaliteit wetenskapnavorsingsonderwerpe op 'n eenvoudige dog insiggewende manier aan die lig te bring. Wetenskap ontwikkel sedert die vroegste tye. So, ek probeer my deel om die evolusie te ontgin en dit aan die lesers voor te lê. Kom ons koppel deur https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

Onlangse plasings