Introduktion til transmissionselektronmikroskopers egenskaber og funktioner
Transmission Electron Microscope (TEM) er et mikroskopisk analyseudstyr i stor skala, der bruger højenergielektronstråler som belysningskilder til at udføre forstørret billeddannelse. I 1933 udviklede de tyske videnskabsmænd Ruska og Knoll verdens første transmissionselektronmikroskop (se figur 1). I 1939 brugte Siemens dette elektronmikroskop som prototype og masseproducerede det. Det første parti af kommercielle transmissionselektronmikroskoper, omkring 40 enheder, har en opløsning 20 gange højere end optiske mikroskopers. Siden da har menneskeheden haft stærkere våben til videnskabelig forskning i den mikroskopiske verden. I dag har transmissionselektronmikroskopi eksisteret i mere end 70 år. Elektronmikroskopi, et tværfagligt emne dannet ved anvendelse af elektronmikroskopi, er blevet mere og mere perfektioneret. Opløsningsevnen ved elektronmikroskopi er også steget mere end 100 gange sammenlignet med den oprindelige tid, og nåede sub-angstrøm-niveauet. Og det spiller en stadig vigtigere rolle i naturvidenskabelig forskning.
Funktioner af transmissionselektronmikroskop
1) På grund af prøveforberedelsesteknologiens begrænsninger kan der for de fleste biologiske prøver generelt kun opnås en opløsning på 2nm.
2) Opløsningsevnen af elektronmikroskopbilleder afhænger ikke kun af opløsningen af selve elektronmikroskopet, men også af kontrasten i prøvestrukturen.
3) Den anvendte lyskilde i elektronmikroskopet er elektronbølger, og bølgelængden har ingen farvereaktion i det ikke-synlige lysområde. Det dannede billede er et sort/hvidt billede, og billedet skal have en vis kontrast.
4) Biologiske væv og cellekomponenter er hovedsageligt sammensat af lette elementer såsom C\H\O\N. Deres atomnummer er lavt, deres elektronspredningsevne er svag, og forskellene mellem dem er meget små. Billedkontrasten under elektronmikroskopet er generelt relativt lille. Lav.
5) På grund af elektronstrålens svage penetreringsevne skal prøven laves i ultratynde sektioner.
6) Observationsfladen er lille, det direkte gitter kan være 3 mm, og det ultratynde snitområde er 0.3-0,8 mm.
7) Stærk bestråling af elektronstråler kan let beskadige prøven, forårsage deformation, sublimering osv., eller endda nedbrydning og brud, hvilket kan forårsage artefakter i den observerede struktur.
8) Elektronmikroskoprøret skal holdes i vakuum under observation. For at sikre, at prøven ikke beskadiges under vakuum, skal prøven være fri for fugt. Derfor kan levende biologiske prøver ikke observeres.
9) Biologisk prøveforberedelse er kompleks. Under flertrins prøveforberedelsesprocessen er prøven tilbøjelig til strukturelle ændringer såsom krympning, ekspansion, fragmentering og tab af indhold.
