Co to jest skaningowy mikroskop elektronowy?

Skaningowy mikroskop elektronowy jest urządzeniem, które wykorzystuje wiązki elektronów o wysokiej energii do generowania informacji o próbce mikroskopowej. Informacje, które są generowane, są następnie przekształcane w obraz próbki. Skaningowe mikroskopy elektronowe są do 250 razy silniejsze niż mikroskopy świetlne i mogą powiększać obrazy do 500 000 razy.

Standardowy skaningowy mikroskop elektronowy może rozpoznawać obrazy przedmiotów o wielkości nawet pięciu nanometrów. Jeden nanometr to jedna miliardowa część metra, czyli około cztery miliardowe części cala. Mikroskopy te mogą generować dokładne obrazy organizmów tak małych jak wirusy, a nawet bakteriofagi, które są wirusami infekującymi bakterie.

Oprócz zdolności powiększania tak małych próbek, inną użyteczną cechą skaningowego mikroskopu elektronowego jest to, że może on wytwarzać trójwymiarowe obrazy. Wynika to z faktu, że mikroskopy mają szeroką głębię ostrości, dzięki czemu obiekty w tle i na pierwszym planie pozostają jednocześnie ostre. To sprawia, że ​​skaningowa mikroskopia elektronowa jest bardzo przydatna do określania struktury powierzchni i kształtu 3D próbek.

Ze względu na sposób działania maszyny prawidłowe przygotowanie próbki jest istotnym aspektem skaningowej mikroskopii elektronowej. Istnieją dwie ważne części do przygotowania. Po pierwsze, próbki muszą być pokryte substancją przewodzącą elektryczność, taką jak złoto, platyna lub chrom. Jest to ważne, aby ograniczyć gromadzenie się elektrostatyki podczas procesu. Drugim ważnym aspektem jest to, że próbki są badane w próżni, co oznacza, że ​​muszą być całkowicie suche. Z tego powodu próbki biologiczne są chemicznie utrwalane substancją taką jak formaldehyd w celu zachowania struktury tkanek.

Działanie skaningowego mikroskopu elektronowego obejmuje wyrzutnię elektronów, soczewki magnetyczne i detektor elektronów. Po umieszczeniu próbki na etapie mikroskopu i rozpoczęciu procesu wyrzutnia elektronów zaczyna strzelać. Pistolet strzela wiązką elektronów przez anodę, następnie przez dwie soczewki magnetyczne, a następnie detektor elektronów.

W połączeniu z soczewką kondensatora mikroskopu proces ten skutecznie koncentruje wiązkę elektronów, dzięki czemu może dokładnie uderzyć w próbkę. Kiedy tak się dzieje, elektrony zaczynają oddziaływać z próbką, a detektory w mikroskopie liczą liczbę zachodzących interakcji. Liczba interakcji określa następnie wygląd pikseli na monitorze wyświetlającym obrazy. Im więcej zachodzi interakcji, tym jaśniejsze są piksele. Kontrast jasności pikseli tworzy obraz.

Obrazy skaningowego mikroskopu elektronowego są generowane bez użycia fal świetlnych; dlatego obrazy są zawsze czarno-białe. Są to bardzo szczegółowe trójwymiarowe obrazy i pomimo braku koloru są niezwykle dokładne. Obrazy można pokolorować, aby były bardziej żywe i poprawiały kontrast.