Uvod u karakteristike i funkcije transmisionih elektronskih mikroskopa
Transmisioni elektronski mikroskop (TEM) je oprema za mikroskopsku analizu velikih razmjera koja koristi visokoenergetske elektronske zrake kao izvore osvjetljenja za izvođenje uvećane slike. Godine 1933. njemački naučnici Ruska i Knoll razvili su prvi transmisioni elektronski mikroskop na svijetu (vidi sliku 1). Siemens je 1939. godine koristio ovaj elektronski mikroskop kao prototip i masovno ga proizvodio. Prva serija komercijalnih transmisionih elektronskih mikroskopa, oko 40 jedinica, ima rezoluciju 20 puta veću od one optičkih mikroskopa. Od tada, čovječanstvo ima moćnije oružje za naučna istraživanja mikroskopskog svijeta. Danas transmisiona elektronska mikroskopija postoji više od 70 godina. Elektronska mikroskopija, interdisciplinarni predmet formiran primjenom elektronske mikroskopije, sve se više usavršava. Rezoluciona moć elektronske mikroskopije takođe se povećala za više od 100 puta u poređenju sa originalnim vremenom, dostižući nivo ispod angstroma. I igra sve važniju ulogu u prirodnim naučnim istraživanjima.
Karakteristike transmisionog elektronskog mikroskopa
1) Zbog ograničenja tehnologije pripreme uzoraka, za većinu bioloških uzoraka generalno se može postići samo rezolucija od 2nm.
2) Rezoluciona moć slika elektronskog mikroskopa ne zavisi samo od rezolucije samog elektronskog mikroskopa, već i od kontrasta strukture uzorka.
3) Izvor svjetlosti koji se koristi u elektronskom mikroskopu su elektronski talasi, a talasna dužina nema reakciju boje u opsegu nevidljive svetlosti. Formirana slika je crno-bijela slika, a slika mora imati određeni kontrast.
4) Biološka tkiva i ćelijske komponente se uglavnom sastoje od lakih elemenata kao što je C\H\O\N. Njihov atomski broj je nizak, njihova sposobnost raspršenja elektrona je slaba, a razlike među njima su vrlo male. Kontrast slike pod elektronskim mikroskopom je generalno relativno mali. Nisko.
5) Zbog slabe prodorne sposobnosti elektronskog snopa, uzorak se mora napraviti u ultra tanke rezove.
6) Površina za posmatranje je mala, direktna mreža može biti 3 mm, a ultra-tanki raspon presjeka je 0.3-0.8 mm.
7) Snažno zračenje elektronskih snopova može lako oštetiti uzorak, uzrokovati deformaciju, sublimaciju, itd., pa čak i slom i puknuće, što može uzrokovati artefakte u posmatranoj strukturi.
8) Cev elektronskog mikroskopa se mora držati u vakuumu tokom posmatranja. Kako bi se osiguralo da uzorak nije oštećen pod vakuumom, uzorak mora biti bez vlage. Stoga se živi biološki uzorci ne mogu posmatrati.
9) Priprema biološkog uzorka je složena. Tokom procesa pripreme uzorka u više koraka, uzorak je sklon strukturnim promjenama kao što su skupljanje, širenje, fragmentacija i gubitak sadržaja.
