Mitkä ovat transmissioelektronimikroskoopin edut?

Pyyhkäisyelektronimikroskooppi kehitettiin 1950-luvulla. Valon sijasta lähetyselektronimikroskooppi käyttää kohdennettua elektronisädettä, jonka se lähettää näytteen kautta kuvan muodostamiseksi. Transmissioelektronimikroskoopin etuna optiseen mikroskooppiin nähden on sen kyky tuottaa paljon suurempi suurennus ja näyttää yksityiskohdat, joita optiset mikroskoopit eivät voi.

Lähetyselektronimikroskoopit toimivat samalla tavalla kuin optiset mikroskoopit, mutta valon tai fotonien sijaan ne käyttävät elektronisuihkua. Elektronipistooli on elektronien lähde ja toimii kuin valonlähde optisessa mikroskoopissa. Negatiivisesti varatut elektronit houkuttelevat anodiin, rengasmaiseen laitteeseen, jolla on positiivinen sähkövaraus. Magneettilinssi kohdistaa elektronivirran, kun ne kulkevat alipaineen läpi mikroskoopissa. Nämä kohdennetut elektronit iskeytyvät näytteeseen lavalle ja pomppivat näytteestä luoden prosessissa röntgensäteitä. Palautuneet tai sironnut elektronit, samoin kuin röntgensäteet, muunnetaan signaaliksi, joka syöttää kuvan televisioruudulle, jossa tutkija näkee näytteen.

Sekä optinen mikroskooppi että lähetyselektronimikroskooppi käyttävät ohuiksi viipaloituja näytteitä. Transmissioelektronimikroskoopin etuna on, että se suurentaa näytteitä paljon enemmän kuin optinen mikroskooppi. 10000-kertainen tai suurempi suurennus on mahdollista, mikä antaa tutkijoille mahdollisuuden nähdä erittäin pieniä rakenteita. Biologien kannalta solujen, kuten mitokondrioiden ja organellien, sisätilat ovat selvästi näkyvissä.

Transmissioelektronimikroskooppi tarjoaa erinomaisen erotuskyvyn näytteiden kristallografisesta rakenteesta ja voi jopa näyttää atomien järjestyksen näytteessä.

Transmissioelektronimikroskooppi edellyttää, että näytteet laitetaan tyhjiökammion sisään. Tämän vaatimuksen vuoksi mikroskooppia ei voida käyttää elävien yksilöiden, kuten alkueläinten, tarkkailuun. Jotkut herkät näytteet voivat myös vahingoittaa elektronisuihkua, ja ne on ensin värjäättävä tai päällystettävä kemikaalilla niiden suojaamiseksi. Tämä käsittely kuitenkin joskus tuhoaa näytteen.

Säännölliset mikroskoopit käyttävät tarkennettua valoa kuvan suurentamiseen, mutta niillä on sisäänrakennettu fyysinen rajoitus noin 1000x suurennus. Tämä raja saavutettiin 1930-luvulla, mutta tutkijat halusivat pystyä lisäämään suurennusta mikroskooppiensa potentiaalia, jotta he voisivat tutkia solujen sisärakennetta ja muita mikroskooppisia rakenteet.

Vuonna 1931 Max Knoll ja Ernst Ruska kehittivät ensimmäisen lähetyselektronimikroskoopin. Mikroskooppiin tarvittavien elektronisten laitteiden monimutkaisuuden vuoksi vasta vasta 1960-luvun puolivälissä ensimmäiset kaupallisesti saatavat lähetyselektronimikroskoopit olivat saatavilla tutkijat.

Ernst Ruska sai 1986 fysiikan Nobel-palkinnon työstään elektronimikroskoopin ja elektronimikroskopian kehittämiseksi.