Scanningstransmissionselektronmikroskopet blev udviklet i 1950'erne. I stedet for lys bruger transmissionselektronmikroskopet en fokuseret stråle af elektroner, som den sender gennem en prøve for at danne et billede. Fordelen ved transmissionselektronmikroskop i forhold til et optisk mikroskop er dets evne til at producere meget større forstørrelse og vise detaljer, som optiske mikroskoper ikke kan.
Sådan fungerer mikroskopet
Transmissionselektronmikroskoper fungerer på samme måde som optiske mikroskoper, men i stedet for lys eller fotoner bruger de en stråle af elektroner. En elektronpistol er kilden til elektronerne og fungerer som en lyskilde i et optisk mikroskop. De negativt ladede elektroner tiltrækkes af en anode, en ringformet enhed med en positiv elektrisk ladning. En magnetisk linse fokuserer strømmen af elektroner, når de bevæger sig gennem vakuumet i mikroskopet. Disse fokuserede elektroner rammer prøven på scenen og hopper ud af prøven og skaber røntgenstråler i processen. De studsede eller spredte elektroner såvel som røntgenstrålerne konverteres til et signal, der fremfører et billede til en fjernsynsskærm, hvor forskeren ser prøven.
Fordele ved transmissionselektronmikroskop
Både det optiske mikroskop og transmissionselektronmikroskopet bruger tyndt skårne prøver. Fordelen ved transmissionselektronmikroskop er, at det forstørrer prøver i meget højere grad end et optisk mikroskop. Forstørrelse på 10.000 gange eller mere er mulig, hvilket gør det muligt for forskere at se ekstremt små strukturer. For biologer er det indre arbejde i celler, såsom mitokondrier og organeller, tydeligt synlige.
Transmissionselektronmikroskopet giver fremragende opløsning af prøvernes krystallografiske struktur og kan endda vise arrangementet af atomer i en prøve.
Grænser for transmissionselektronmikroskop
Transmissionselektronmikroskopet kræver, at prøverne anbringes i et vakuumkammer. På grund af dette krav kan mikroskopet ikke bruges til at observere levende prøver, såsom protozoer. Nogle sarte prøver kan også blive beskadiget af elektronstrålen og skal først farves eller belægges med et kemikalie for at beskytte dem. Denne behandling ødelægger dog undertiden prøven.
Lidt af historie
Regelmæssige mikroskoper bruger fokuseret lys til at forstørre et billede, men de har en indbygget fysisk begrænsning på ca. 1.000x forstørrelse. Denne grænse blev nået i 1930'erne, men forskere ønskede at være i stand til at øge forstørrelsen potentialet i deres mikroskoper, så de kunne udforske den indre struktur af celler og andre mikroskopiske strukturer.
I 1931 udviklede Max Knoll og Ernst Ruska det første transmissionselektronmikroskop. På grund af kompleksiteten af det nødvendige elektroniske apparat involveret i mikroskopet var det først i midten af 1960'erne, som de første kommercielt tilgængelige transmissionselektronmikroskoper var tilgængelige for forskere.
Ernst Ruska blev tildelt 1986 Nobelprisen i fysik for sit arbejde med at udvikle elektronmikroskop og elektronmikroskopi.