Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης σάρωσης αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 1950. Αντί του φωτός, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης χρησιμοποιεί μια εστιασμένη δέσμη ηλεκτρονίων, την οποία στέλνει μέσω ενός δείγματος για να σχηματίσει μια εικόνα. Το πλεονέκτημα του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης σε σχέση με ένα οπτικό μικροσκόπιο είναι η ικανότητά του να παράγει πολύ μεγαλύτερη μεγέθυνση και να δείχνει λεπτομέρειες που δεν μπορούν τα οπτικά μικροσκόπια.
Πώς λειτουργεί το μικροσκόπιο
Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια μετάδοσης λειτουργούν παρόμοια με τα οπτικά μικροσκόπια, αλλά αντί για φως, ή φωτόνια, χρησιμοποιούν μια δέσμη ηλεκτρονίων. Ένα όπλο ηλεκτρονίων είναι η πηγή των ηλεκτρονίων και λειτουργεί σαν πηγή φωτός σε ένα οπτικό μικροσκόπιο. Τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια προσελκύονται σε μια άνοδο, μια συσκευή σε σχήμα δακτυλίου με θετικό ηλεκτρικό φορτίο. Ένας μαγνητικός φακός εστιάζει τη ροή των ηλεκτρονίων καθώς ταξιδεύουν μέσω του κενού εντός του μικροσκοπίου. Αυτά τα εστιασμένα ηλεκτρόνια χτυπούν το δείγμα στη σκηνή και αναπηδούν από το δείγμα, δημιουργώντας ακτίνες Χ στη διαδικασία. Τα ηλεκτρόνια που αναπηδούν ή είναι διάσπαρτα, καθώς και οι ακτίνες Χ, μετατρέπονται σε ένα σήμα που τροφοδοτεί μια εικόνα σε μια οθόνη τηλεόρασης όπου ο επιστήμονας βλέπει το δείγμα.
Πλεονεκτήματα του Ηλεκτρονικού Μικροσκοπίου Μετάδοσης
Τόσο το οπτικό μικροσκόπιο όσο και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης χρησιμοποιούν δείγματα με λεπτές φέτες. Το πλεονέκτημα του μικροσκοπίου ηλεκτρονίου μετάδοσης είναι ότι μεγεθύνει τα δείγματα σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό από ένα οπτικό μικροσκόπιο. Είναι δυνατή η μεγέθυνση 10.000 φορές ή περισσότερο, κάτι που επιτρέπει στους επιστήμονες να δουν εξαιρετικά μικρές κατασκευές. Για τους βιολόγους, η εσωτερική λειτουργία των κυττάρων, όπως τα μιτοχόνδρια και τα οργανίδια, είναι σαφώς ορατά.
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης προσφέρει εξαιρετική ανάλυση της κρυσταλλογραφικής δομής των δειγμάτων και μπορεί ακόμη και να δείξει τη διάταξη των ατόμων μέσα σε ένα δείγμα.
Όρια του Ηλεκτρονικού Μικροσκοπίου Μετάδοσης
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης απαιτεί τα δείγματα να τοποθετούνται μέσα σε έναν θάλαμο κενού. Λόγω αυτής της απαίτησης, το μικροσκόπιο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρατήρηση ζωντανών δειγμάτων, όπως τα πρωτόζωα. Μερικά ευαίσθητα δείγματα μπορεί επίσης να υποστούν βλάβη από τη δέσμη ηλεκτρονίων και πρέπει πρώτα να χρωματιστούν ή να επικαλυφθούν με μια χημική ουσία για την προστασία τους. Ωστόσο, αυτή η θεραπεία καταστρέφει μερικές φορές το δείγμα.
Λίγο Ιστορία
Τα κανονικά μικροσκόπια χρησιμοποιούν εστιασμένο φως για τη μεγέθυνση μιας εικόνας, αλλά έχουν έναν ενσωματωμένο φυσικό περιορισμό μεγέθυνσης περίπου 1.000x. Αυτό το όριο επιτεύχθηκε τη δεκαετία του 1930, αλλά οι επιστήμονες ήθελαν να είναι σε θέση να αυξήσουν τη μεγέθυνση δυναμικό των μικροσκοπίων τους, ώστε να μπορούν να εξερευνήσουν την εσωτερική δομή των κυττάρων και άλλα μικροσκοπικά δομές.
Το 1931, οι Max Knoll και Ernst Ruska ανέπτυξαν το πρώτο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης. Λόγω της πολυπλοκότητας των απαραίτητων ηλεκτρονικών συσκευών που περιλαμβάνονται στο μικροσκόπιο, δεν ήταν μέχρι στα μέσα της δεκαετίας του 1960 στα οποία διατέθηκαν τα πρώτα εμπορικά διαθέσιμα ηλεκτρονικά μικροσκόπια Επιστήμονες.
Ο Ernst Ruska τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1986 για το έργο του στην ανάπτυξη του μικροσκοπίου ηλεκτρονίων και της μικροσκοπίας ηλεκτρονίων.