Úvod do vlastností a funkcí transmisních elektronových mikroskopů
Transmission Electron Microscope (TEM) je zařízení pro mikroskopickou analýzu ve velkém měřítku, které využívá vysokoenergetické elektronové paprsky jako zdroje osvětlení pro provádění zvětšeného zobrazování. V roce 1933 němečtí vědci Ruska a Knoll vyvinuli první transmisní elektronový mikroskop na světě (viz obrázek 1). V roce 1939 použil Siemens tento elektronový mikroskop jako prototyp a začal jej sériově vyrábět. První várka komerčních transmisních elektronových mikroskopů, asi 40 jednotek, má rozlišení 20krát vyšší než optické mikroskopy. Od té doby má lidstvo silnější zbraně pro vědecký výzkum mikroskopického světa. Dnes existuje transmisní elektronová mikroskopie již více než 70 let. Elektronová mikroskopie, interdisciplinární předmět vytvořený aplikací elektronové mikroskopie, se stále více zdokonaluje. Rozlišovací schopnost elektronové mikroskopie se také zvýšila více než 100krát ve srovnání s původní dobou a dosáhla úrovně pod angstromem. A hraje stále důležitější roli v přírodovědném výzkumu.
Vlastnosti transmisního elektronového mikroskopu
1) Kvůli omezením technologie přípravy vzorků lze u většiny biologických vzorků obecně dosáhnout pouze rozlišení 2nm.
2) Rozlišovací schopnost snímků elektronového mikroskopu závisí nejen na rozlišení samotného elektronového mikroskopu, ale také na kontrastu struktury vzorku.
3) Světelným zdrojem používaným v elektronovém mikroskopu jsou elektronové vlny a vlnová délka nemá žádnou barevnou reakci v oblasti neviditelného světla. Vytvořený obraz je černobílý a obraz musí mít určitý kontrast.
4) Biologické tkáně a buněčné složky se skládají převážně z lehkých prvků, jako je C\H\O\N. Jejich atomová čísla jsou nízká, jejich schopnost rozptylu elektronů je slabá a rozdíly mezi nimi jsou velmi malé. Kontrast obrazu pod elektronovým mikroskopem je obecně relativně malý. Nízký.
5) Vzhledem ke slabé penetrační schopnosti elektronového paprsku je nutné vzorek zpracovat na ultratenké řezy.
6) Pozorovací plocha je malá, přímá mřížka může být 3 mm a rozsah ultratenkých řezů je 0.3-0,8 mm.
7) Silné ozáření elektronových paprsků může snadno poškodit vzorek, způsobit deformaci, sublimaci atd. nebo dokonce rozpad a prasknutí, což může způsobit artefakty v pozorované struktuře.
8) Tubus elektronového mikroskopu musí být během pozorování udržován ve vakuu. Aby se zajistilo, že se vzorek ve vakuu nepoškodí, musí být vzorek zbaven vlhkosti. Živé biologické vzorky proto nelze pozorovat.
9) Příprava biologického vzorku je složitá. Během vícestupňového procesu přípravy vzorku je vzorek náchylný ke strukturálním změnám, jako je smrštění, expanze, fragmentace a ztráta obsahu.
