Inleiding tot de kenmerken en functies van transmissie-elektronenmicroscopen
Transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) is een grootschalige microscopische analyseapparatuur die gebruik maakt van hoogenergetische elektronenbundels als verlichtingsbron om vergrote beeldvorming uit te voeren. In 1933 ontwikkelden de Duitse wetenschappers Ruska en Knoll 's werelds eerste transmissie-elektronenmicroscoop (zie figuur 1). In 1939 gebruikte Siemens deze elektronenmicroscoop als prototype en produceerde deze in massa. De eerste serie commerciële transmissie-elektronenmicroscopen, ongeveer 40 stuks, heeft een resolutie die twintig keer hoger is dan die van optische microscopen. Sindsdien beschikt de mensheid over krachtigere wapens voor wetenschappelijk onderzoek naar de microscopische wereld. Tegenwoordig bestaat transmissie-elektronenmicroscopie al meer dan 70 jaar. Elektronenmicroscopie, een interdisciplinair onderwerp gevormd door de toepassing van elektronenmicroscopie, wordt steeds verder geperfectioneerd. Het oplossend vermogen van elektronenmicroscopie is ook meer dan 100 keer toegenomen vergeleken met de oorspronkelijke tijd, en heeft het sub-angstrom-niveau bereikt. En het speelt een steeds belangrijkere rol in natuurwetenschappelijk onderzoek.
Kenmerken van transmissie-elektronenmicroscoop
1) Vanwege de beperkingen van de monstervoorbereidingstechnologie kan voor de meeste biologische monsters doorgaans slechts een resolutie van 2 nm worden bereikt.
2) Het oplossend vermogen van elektronenmicroscoopbeelden hangt niet alleen af van de resolutie van de elektronenmicroscoop zelf, maar ook van het contrast van de monsterstructuur.
3) De lichtbron die in de elektronenmicroscoop wordt gebruikt, zijn elektronengolven en de golflengte heeft geen kleurreactie in het niet-zichtbare lichtbereik. Het gevormde beeld is een zwart-witbeeld en het beeld moet een bepaald contrast hebben.
4) Biologische weefsels en celcomponenten bestaan voornamelijk uit lichte elementen zoals C\H\O\N. Hun atoomnummers zijn laag, hun vermogen om elektronen te verstrooien is zwak en de verschillen tussen hen zijn erg klein. Het beeldcontrast onder de elektronenmicroscoop is doorgaans relatief klein. Laag.
5) Vanwege het zwakke penetrerende vermogen van de elektronenbundel moet het monster in ultradunne secties worden gemaakt.
6) Het observatieoppervlak is klein, het directe raster kan 3 mm zijn en het ultradunne snijbereik is 0.3-0.8 mm.
7) Sterke bestraling met elektronenbundels kan het monster gemakkelijk beschadigen, waardoor vervorming, sublimatie enz. ontstaat, of zelfs afbraak en breuk, wat artefacten in de waargenomen structuur kan veroorzaken.
8) De elektronenmicroscoopbuis moet tijdens observatie in vacuüm worden gehouden. Om ervoor te zorgen dat het monster onder vacuüm niet beschadigd raakt, moet het monster vrij zijn van vocht. Daarom kunnen levende biologische monsters niet worden waargenomen.
9) Biologische monstervoorbereiding is complex. Tijdens het uit meerdere stappen bestaande monstervoorbereidingsproces is het monster gevoelig voor structurele veranderingen zoals krimp, uitzetting, fragmentatie en verlies van inhoud.
