走査電子顕微鏡とは何ですか？

走査型電子顕微鏡は、高エネルギー電子ビームを使用して顕微鏡サンプルに関する情報を生成する機器です。 生成された情報は、サンプルの画像に解決されます。 走査型電子顕微鏡は光学顕微鏡よりも最大250倍強力で、最大500,000倍まで画像を拡大できます。

標準的な走査型電子顕微鏡は、サイズが5ナノメートルの小さなアイテムの画像を解像できます。 1ナノメートルは10億分の1メートル、または約40億分の1インチです。 これらの顕微鏡は、ウイルスのような小さな生物や、バクテリアに感染するウイルスであるバクテリオファージの正確な画像を生成できます。

このような小さな標本を拡大する能力に加えて、走査型電子顕微鏡のもう1つの有用な特徴は、3次元画像を生成できることです。 これは、顕微鏡の被写界深度が広く、背景と前景のオブジェクトに同時に焦点を合わせられるためです。 これにより、走査型電子顕微鏡はサンプルの表面構造と3D形状を決定するのに非常に役立ちます。

機械の動作方法により、適切なサンプル調製は、走査型電子顕微鏡の重要な側面です。 準備には2つの重要な部分があります。 まず、サンプルは金、プラチナ、クロムなどの導電性物質でコーティングする必要があるという事実です。 これは、プロセス中の静電気の蓄積を減らすために重要です。 2番目の重要な側面は、サンプルが真空で検査されることです。つまり、サンプルは完全に乾燥している必要があります。 このため、生体サンプルはホルムアルデヒドなどの物質で化学的に固定され、組織構造が保持されます。

走査電子顕微鏡の操作には、電子銃、磁気レンズ、電子検出器が含まれます。 試料が顕微鏡のステージに置かれ、プロセスが開始されると、電子銃が発火し始めます。 銃は電子ビームを陽極、次に2つの磁気レンズ、そして電子検出器を通して発射します。

このプロセスは、顕微鏡のコンデンサーレンズと連動して、電子ビームを効果的に集中させ、試料に正確に当てます。 これが起こると、電子はサンプルと相互作用し始め、顕微鏡の検出器は発生する相互作用の数をカウントします。 次に、相互作用の数によって、画像を表示するモニターでピクセルがどのように表示されるかが決まります。 発生する相互作用が多いほど、ピクセルが明るくなります。 ピクセルの明るさのコントラストが画像を構成します。

走査電子顕微鏡画像は、光波を使用せずに生成されます。 したがって、画像は常に白黒です。 これらは非常に詳細な3次元画像であり、色がないにもかかわらず非常に正確です。 画像を色付けして、より鮮明に見せ、コントラストを向上させることができます。