Электронный микроскоп
-
История электронных микроскопов
- Основой электронной оптики стали работы Герца, Вихерта, Венельта и Буша.
- В 1928 году Макс Кнолль и Эрнст Руска создали первый электронный микроскоп.
- В 1932 году Рейнхольд Рюденберг также получил патент на электронный микроскоп.
-
Типы электронных микроскопов
- Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) использует высоковольтный электронный луч для создания изображения.
- Сканирующий просвечивающий электронный микроскоп (STEM) использует сканирующий электронный зонд для высокого разрешения.
- Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) создает изображения путем зондирования образца сфокусированным электронным лучом.
-
Основные режимы работы
- Дифракционно-контрастная визуализация.
- Фазово-контрастная визуализация.
- Изображение с высоким разрешением.
- Химический анализ.
- Дифракция электронов.
-
Подготовка образцов
- Образцы для электронных микроскопов требуют подготовки для стабилизации и усиления контраста.
- В СЭМ используются непроводящие образцы, покрытые тонкой металлической пленкой.
- В ПЭМ материалы могут потребовать обработки для получения подходящего образца.
-
Методы фиксации и обезвоживания
- Химическая фиксация стабилизирует макромолекулярную структуру белков и липидов.
- Криофиксация замораживает образец в стекловидный лед, сохраняя его в первоначальном виде.
- Дегидратация заменяет воду органическими растворителями и сушкой до критической точки.
-
Внедрение и заделка образцов
- Внедрение тканей в эпоксидную смолу для разделения на секции.
- Заделка образцов в смолу с последующей шлифовкой и полировкой.
-
Сублимационное разрушение и маркировка
- Сублимационное разрушение помогает визуализировать липидные мембраны и белки.
- Иммуно-золотая маркировка позволяет идентифицировать компоненты поверхности перелома.
-
Ионно-лучевое измельчение и окрашивание
- Ионно-лучевое измельчение делает образцы прозрачными для электронов.
- Окрашивание использует тяжелые металлы для создания контраста.
-
Сечение и окрашивание
- Сечение позволяет получить тонкие срезы образца.
- Окрашивание используется для создания контраста между структурами.
-
Рабочие процессы EM
- Электронные микроскопы выдают изображения в оттенках серого, которые могут быть раскрашены.
- Корреляционная световая и электронная микроскопия (CLEM) сопоставляет данные двух методов.
- Масс-спектрометрия высокого разрешения используется для получения коррелирующей информации.
-
Объемная ЭМ
- ПЭМ-томография реконструирует объем толстого среза.
- Последовательное создание изображений для объемных ЭМ включает ленты из последовательных срезов и томографию с использованием СЭМ-матрицы.
-
Недостатки
- Электронные микроскопы дороги в изготовлении и обслуживании.
-
Размещение и условия работы микроскопов
- Микроскопы высокого разрешения должны размещаться в стабильных зданиях с системами подавления магнитного поля.
- Образцы рассматриваются в вакууме из-за рассеивания электронов молекулами воздуха.
-
Жидкофазная электронная микроскопия
- Используется закрытая кювета для жидкости или камера для окружающей среды.
- Позволяет рассматривать гидратированные образцы во влажной среде с низким давлением.
-
Методы электронной микроскопии газовых образцов
- Разработаны различные методы для исследования газовых образцов in situ.
-
Работа сканирующих электронных микроскопов
- В обычном высоковакуумном режиме отображаются проводящие образцы.
- Низковольтный режим позволяет наблюдать непроводящие образцы без покрытия.
- Сканирующий электронный микроскоп с переменным давлением также может использоваться для непроводящих материалов.
-
Подготовка образцов
- Небольшие стабильные образцы не требуют специальной обработки.
- Гидратированные материалы требуют подготовки для стабилизации, уменьшения толщины и повышения контрастности.
- Артефакты можно выявить, сравнивая результаты разных методов подготовки.
-
Анализ криофиксированных образцов
- С 1980-х годов ученые используют анализ криофиксированных, остеклованных образцов.
-
Дополнительные методы и ресурсы
- Дифракция электронов, спектроскопия потерь энергии электронов, изображения под электронным микроскопом.
- Просвечивающая электронная микроскопия с фильтром энергии, сканирующий электронный микроскоп для окружающей среды, иммунная электронная микроскопия.
- Электронная микроскопия In situ, низкоэнергетическая электронная микроскопия, обработка изображений с помощью микроскопа.
- Микроскопия, нанотехнологии, сканирующая конфокальная электронная микроскопия, сканирующий электронный микроскоп (СЭМ), тонкий срез, микроскоп c коррекцией пропускающих электронных аберраций.
- Рекомендации, внешние ссылки, ресурсы в вашей библиотеке и других библиотеках.