Ievads transmisijas elektronu mikroskopu raksturlielumos un funkcijās
Transmisijas elektronu mikroskops (TEM) ir liela mēroga mikroskopiskās analīzes iekārta, kas izmanto augstas enerģijas elektronu starus kā apgaismojuma avotus, lai veiktu palielinātu attēlveidošanu. 1933. gadā vācu zinātnieki Ruska un Knoll izstrādāja pasaulē pirmo transmisijas elektronu mikroskopu (skat. 1. attēlu). 1939. gadā Siemens izmantoja šo elektronu mikroskopu kā prototipu un ražoja to masveidā. Pirmajai komerciālo transmisijas elektronu mikroskopu partijai, apmēram 40 vienībām, ir 20 reizes lielāka izšķirtspēja nekā optiskajiem mikroskopiem. Kopš tā laika cilvēcei ir bijuši jaudīgāki ieroči zinātniskiem pētījumiem par mikroskopisko pasauli. Mūsdienās transmisijas elektronu mikroskopija pastāv jau vairāk nekā 70 gadus. Elektronu mikroskopija, starpdisciplinārs priekšmets, ko veido elektronu mikroskopijas izmantošana, ir arvien vairāk pilnveidota. Arī elektronu mikroskopijas izšķirtspēja ir palielinājusies vairāk nekā 100 reizes, salīdzinot ar sākotnējo laiku, sasniedzot subangstrom līmeni. Un tam ir arvien lielāka nozīme dabaszinātņu pētniecībā.
Transmisijas elektronu mikroskopa īpašības
1) Paraugu sagatavošanas tehnoloģijas ierobežojumu dēļ lielākajai daļai bioloģisko paraugu parasti var sasniegt tikai 2 nm izšķirtspēju.
2) Elektronu mikroskopa attēlu izšķirtspēja ir atkarīga ne tikai no paša elektronu mikroskopa izšķirtspējas, bet arī no parauga struktūras kontrasta.
3) Elektronu mikroskopā izmantotais gaismas avots ir elektronu viļņi, un viļņa garumam nav krāsas reakcijas neredzamās gaismas diapazonā. Izveidotais attēls ir melnbalts attēls, un attēlam ir jābūt noteiktam kontrastam.
4) Bioloģiskie audi un šūnu komponenti galvenokārt sastāv no gaismas elementiem, piemēram, C\H\O\N. Viņu atomu skaits ir mazs, to elektronu izkliedes spēja ir vāja, un atšķirības starp tiem ir ļoti mazas. Attēla kontrasts zem elektronu mikroskopa parasti ir salīdzinoši neliels. Zems.
5) Tā kā elektronu staram ir vāja iespiešanās spēja, paraugs jāizveido īpaši plānās daļās.
6) Novērošanas virsma ir maza, tiešais režģis var būt 3 mm, un īpaši plāns griezuma diapazons ir 0.3-0.8 mm.
7) Spēcīga elektronu staru apstarošana var viegli sabojāt paraugu, izraisot deformāciju, sublimāciju utt., vai pat bojājumus un plīsumus, kas var izraisīt artefaktus novērotajā struktūrā.
8) Elektronu mikroskopa caurule novērošanas laikā jātur vakuumā. Lai nodrošinātu, ka paraugs netiek bojāts vakuumā, paraugam jābūt brīvam no mitruma. Tāpēc dzīvos bioloģiskos paraugus nevar novērot.
9) Bioloģiskā parauga sagatavošana ir sarežģīta. Daudzpakāpju parauga sagatavošanas procesā paraugam ir tendence uz strukturālām izmaiņām, piemēram, saraušanos, izplešanos, sadrumstalotību un satura zudumu.
