Was ist ein Rasterelektronenmikroskop?
Das Rasterelektronenmikroskop ist ein Gerät, das mithilfe energiereicher Elektronenstrahlen Informationen über eine Mikroskopieprobe erzeugt. Die Informationen, die generiert werden, werden dann in ein Bild der Probe aufgelöst. Rasterelektronenmikroskope sind bis zu 250-mal leistungsstärker als Lichtmikroskope und können Bilder bis zu 500.000-mal vergrößern.
Ein Standard-Rasterelektronenmikroskop kann Bilder von Objekten mit einer Größe von nur fünf Nanometern auflösen. Ein Nanometer ist ein Milliardstel eines Meters oder ungefähr vier Milliardstel eines Zolls. Diese Mikroskope können genaue Bilder von Organismen erzeugen, die so klein wie Viren sind, und sogar von Bakteriophagen, bei denen es sich um Viren handelt, die Bakterien infizieren.
Zusätzlich zu seiner Fähigkeit, solche kleinen Proben zu vergrößern, ist ein weiteres nützliches Merkmal des Rasterelektronenmikroskops, dass es dreidimensionale Bilder erzeugen kann. Dies liegt daran, dass die Mikroskope eine große Schärfentiefe haben, sodass Objekte im Hintergrund und Vordergrund gleichzeitig im Fokus bleiben. Dies macht die Rasterelektronenmikroskopie für die Bestimmung der Oberflächenstruktur und der 3D-Form von Proben sehr nützlich.
Aufgrund der Funktionsweise der Maschine ist eine ordnungsgemäße Probenvorbereitung ein wesentlicher Aspekt der Rasterelektronenmikroskopie. Die Vorbereitung besteht aus zwei wichtigen Teilen. Erstens müssen die Proben mit einer elektrisch leitenden Substanz wie Gold, Platin oder Chrom beschichtet werden. Dies ist wichtig, um die elektrostatische Aufladung während des Prozesses zu verringern. Der zweite wichtige Aspekt ist, dass die Proben im Vakuum untersucht werden, dh sie müssen vollständig trocken sein. Aus diesem Grund werden biologische Proben mit einer Substanz wie Formaldehyd chemisch fixiert, um die Gewebestruktur zu erhalten.
Der Betrieb des Rasterelektronenmikroskops umfasst eine Elektronenkanone, magnetische Linsen und einen Elektronendetektor. Sobald die Probe auf dem Mikroskoptisch platziert ist und der Prozess beginnt, beginnt die Elektronenkanone zu feuern. Die Kanone feuert einen Elektronenstrahl durch eine Anode, dann durch zwei magnetische Linsen und dann durch den Elektronendetektor.
In Verbindung mit der Kondensorlinse des Mikroskops konzentriert dieser Vorgang den Elektronenstrahl effektiv, so dass er genau auf die Probe treffen kann. In diesem Fall beginnen die Elektronen mit der Probe zu interagieren, und die Detektoren im Mikroskop zählen die Anzahl der auftretenden Wechselwirkungen. Die Anzahl der Interaktionen bestimmt dann, wie Pixel auf dem Monitor angezeigt werden, auf dem Bilder angezeigt werden. Je mehr Interaktionen auftreten, desto heller erscheinen die Pixel. Der Kontrast in der Helligkeit der Pixel macht das Bild aus.
Rasterelektronenmikroskopbilder werden ohne Verwendung von Lichtwellen erzeugt; daher sind die bilder immer in schwarz und weiß. Hierbei handelt es sich um sehr detaillierte dreidimensionale Bilder, die trotz fehlender Farben äußerst genau sind. Bilder können eingefärbt werden, um sie lebendiger erscheinen zu lassen und den Kontrast zu verbessern.