Inleiding tot het observeren van moleculaire structuren met optische microscopen
De moleculaire structuur kan worden waargenomen met een elektronenmicroscoop, die nu een vergroting tot 15 miljoen keer heeft.
In de jaren zeventig was transmissie-elektronenmicroscopie een populair type microscoop met een resolutie van ongeveer 0,3 nanometer, terwijl de menselijke resolutie ongeveer 0,1 millimeter was, wat de beginstatus was van de ontwikkeling van elektronenmicroscopie.
In 1931 wijzigde een Duitse wetenschapper een hoogspannings-oscilloscoop door een koude kathode-ontladingselektronenbron te combineren met een lens met drie elektronen. Na aanpassing ontdekte hij dat de oscilloscoop objecten meerdere keren kon vergroten. Zo vond hij de transmissie-elektronenmicroscoop uit, en de uitvinding van de hoogspannings-oscilloscoop bevestigde de vergrotende functie van de elektronenmicroscoop voor de wereld.
Aan het begin van de 20e eeuw bereikten Amerikaanse wetenschappers nieuwe doorbraken in de studie van de resolutie van elektronenmicroscopen, die snel moderne niveaus bereikten. Op dat moment maakten elektronenmicroscopen ook een snelle ontwikkeling door in China.
Tegenwoordig kan de vergroting van elektronenmicroscopen 15 miljoen keer bereiken, terwijl de vergroting van optische microscopen slechts 2000 keer bedraagt. Dit is ook het verschil tussen elektronenmicroscopen en optische microscopen. Daarom kunnen we de atomaire omstandigheden in metalen en de nette rangschikking van atomen in halfgeleiders rechtstreeks waarnemen via elektronenmicroscopen.
De resolutie van elektronenmicroscopen is nog steeds veel beter dan die van optische microscopen. De grote vergroting van optische microscopen bedraagt ongeveer 2000 keer, terwijl moderne elektronenmicroscopen een vergroting van ruim 3 miljoen keer hebben. Daarom is het door middel van elektronenmicroscopen mogelijk om direct het netjes gerangschikte atomaire rooster van bepaalde zware metaalatomen en kristallen waar te nemen (merk op dat alleen de rangschikking kan worden gezien, en de atomaire structuur en het moleculaire niveau niet duidelijk kunnen worden gezien door elektronenmicroscopen. Wat onder de microscoop te zien is, is de kristalvorm van moleculen met verschillende configuraties)
Momenteel zijn microscopen feitelijk niet in staat moleculen duidelijk te zien, niet omdat de vergroting onvoldoende is, maar omdat de resolutie van optische microscopen niet kan worden bereikt. De huidige STORM met hoge resolutie ligt rond de 20 nm, wat betekent dat twee punten die meer dan 20 nanometer van elkaar verwijderd zijn, duidelijk zichtbaar zijn, terwijl die onder de 20 nanometer als een cluster verschijnen.
