Kan een optische microscoop worden gebruikt om moleculaire structuren te observeren?
De moleculaire structuur kan worden waargenomen met een elektronenmicroscoop, die nu een vergroting van 15 miljoen keer heeft.
In de jaren zeventig0 was de transmissie-elektronenmicroscoop momenteel een van de populairste microscopen. De resolutie was ongeveer 0.3 nanometer, en het menselijke resolutievermogen was ongeveer 0,1 millimeter. Dat was de beginstand van de ontwikkeling van elektronenmicroscopen.
In 1931 wijzigde een Duitse wetenschapper een hoogspannings-oscilloscoop met behulp van een koude kathode-ontladingselektronenbron en een drie-elektronenlens. Na de aanpassing ontdekte hij dat de oscilloscoop objecten meerdere keren kon vergroten. Op deze manier vond hij de transmissie-elektronenmicroscoop uit, en de uitvinding van de hoogspannings-oscilloscoop bevestigde ook de vergrotingsfunctie van de elektronenmicroscoop aan de wereld.
Aan het begin van de 20e eeuw bereikten Amerikaanse wetenschappers nieuwe doorbraken in het onderzoek naar de resolutie van elektronenmicroscopen en bereikten al snel het moderne niveau. In die tijd ontwikkelden elektronenmicroscopen zich ook snel in China.
Nu 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, waardoor we atomen in metalen direct kunnen waarnemen via elektronenmicroscopen. omstandigheden en de ordelijke rangschikking van atomen in halfgeleiders.
Het oplossend vermogen van elektronenmicroscopen is nog steeds veel beter dan dat van optische microscopen. De maximale vergroting van een optische microscoop is ongeveer 2,000 keer, terwijl de maximale vergroting van een moderne elektronenmicroscoop meer dan 3 miljoen keer is. Daarom kunnen de atomen van bepaalde zware metalen en het netjes gerangschikte atoomrooster in het kristal direct worden waargenomen door de elektronenmicroscoop (merk op dat je alleen de atomaire structuur niet duidelijk kunt zien als je de rangschikking ziet, en je kunt niet zien met een elektronenmicroscoop op moleculair niveau. Wat je onder de microscoop kunt zien is de kristallijne vorm van moleculen met verschillende configuraties).
De huidige microscopen zijn in principe niet in staat moleculen te zien, niet omdat de vergroting niet voldoende is, maar omdat de resolutie van optische microscopen niet kan worden bereikt. De huidige STORM met hoge resolutie is ongeveer 20 nm, wat betekent dat twee punten gescheiden door meer dan 20 nm duidelijk zichtbaar zijn, en het beeld onder de 20 nm een bobbel is.
Moleculen bevinden zich in principe op zijn minst op nanometerniveau. Als je een elektronenmicroscoop gebruikt, is het moeilijk te zeggen. De vergroting van de elektronenmicroscoop kan al 10,000 keer bedragen, en de resolutie van de elektronenmicroscoop is op nanometerniveau. Tegelijkertijd wil ik u zeggen dat de resolutie zeer belangrijk is. Als de resolutie niet kan worden bereikt, is een hoge vergroting nutteloos.
