¿Qué es la microscopía electrónica de transmisión?
La microscopía electrónica de transmisión (TEM) es una tecnología de imagen en la que los haces de electrones pasan a través de muestras muy delgadas. A medida que los electrones se transmiten a través de la muestra e interactúan con su estructura, se resuelve una imagen que se magnifica y enfoca en un medio de imagen, como una película fotográfica o una pantalla fluorescente, o capturada por una cámara CCD especial. Debido a que los electrones utilizados en la microscopía electrónica de transmisión tienen una longitud de onda muy pequeña, los TEM pueden generar imágenes a resoluciones mucho más altas que los microscopios ópticos convencionales que dependen de los haces de luz. Debido a su mayor poder de resolución, los TEM juegan un papel importante en los campos de virología, investigación del cáncer, estudio de materiales y en investigación y desarrollo de microelectrónica.
El primer prototipo TEM se construyó en 1931 y, en 1933, se demostró una unidad con un poder de resolución mayor que la luz utilizando las imágenes de fibras de algodón como muestra de prueba. En las próximas décadas, las capacidades de imagen de la microscopía electrónica de transmisión se refinaron, haciendo que la tecnología sea útil en el estudio de muestras biológicas. Tras la introducción del primer microscopio electrónico en Alemania en 1939, la Segunda Guerra Mundial retrasó el desarrollo de otros desarrollos, en los que se bombardeó un laboratorio clave y murieron dos investigadores. Después de la guerra, se introdujo el primer microscopio electrónico con un aumento de 100k. Su diseño fundamental de múltiples etapas todavía se puede encontrar en la microscopía electrónica de transmisión moderna.
A medida que la tecnología TEM maduró, una tecnología relacionada, la microscopía electrónica de transmisión de exploración (STEM), se perfeccionó en la década de 1970. El desarrollo de la pistola de emisión de campo y una lente objetivo mejorada permitieron obtener imágenes de átomos usando STEM. Gran parte del desarrollo de la tecnología STEM resultó de los avances en la microscopía electrónica de transmisión.
Los TEM generalmente incorporan tres etapas de lente: la lente de condensación, la lente objetiva y la lente del proyector. El haz de electrones primario está formado por la lente de condensación, mientras que la lente del objetivo enfoca el haz que pasa a través de la muestra. La lente saliente expande el haz y lo proyecta sobre el dispositivo de imagen, como una pantalla electrónica o una lámina de película. Se utilizan otras lentes especializadas para corregir las distorsiones del haz. El filtrado de energía también se utiliza para corregir la aberración cromática, una forma de distorsión causada por la incapacidad de una lente para enfocar todos los colores del espectro en el mismo punto de convergencia.
Si bien varios sistemas de microscopía electrónica de transmisión difieren en sus diseños específicos, tienen varios componentes y etapas en común. El primero de ellos es un sistema de vacío que genera la corriente de electrones e incorpora placas y lentes electrostáticas con las cuales el operador puede dirigir el haz. La etapa del espécimen incluye esclusas de aire que permiten insertar el objeto a estudiar en la corriente. Los mecanismos en esta etapa permiten posicionar la muestra para una vista óptima. Se usa una pistola de electrones para "bombear" la corriente de electrones a través del TEM. Finalmente, una lente electrónica, que actúa de manera similar a una lente óptica, reproduce el plano del objeto.