A pásztázó transzmissziós elektronmikroszkópot az 1950-es években fejlesztették ki. A transzmissziós elektronmikroszkóp fény helyett egy fókuszált elektronnyalábot használ, amelyet mintán keresztül küld a kép kialakításához. A transzmissziós elektronmikroszkóp előnye az optikai mikroszkóppal szemben az, hogy sokkal nagyobb nagyítást képes produkálni, és olyan részleteket mutat be, amelyekre az optikai mikroszkópok nem képesek.
Hogyan működik a mikroszkóp
A transzmissziós elektronmikroszkópok hasonlóan működnek, mint az optikai mikroszkópok, de fény vagy fotonok helyett elektronnyalábot használnak. Az elektronpisztoly az elektronok forrása, és úgy működik, mint egy fényforrás az optikai mikroszkópban. A negatív töltésű elektronokat egy anód vonzza, egy gyűrű alakú eszköz, pozitív elektromos töltéssel. A mágneses lencse összpontosítja az elektronok áramát, amikor a mikroszkópon belüli vákuumban haladnak. Ezek a fókuszált elektronok a mintára ütnek a színpadon, és lepattannak a mintáról, röntgensugarat hozva létre a folyamat során. A visszapattanó vagy szétszórt elektronokat, valamint a röntgensugarakat olyan jellé alakítják át, amely képpel táplálja a televízió képernyőjét, ahol a tudós megnézi a példányt.
A transzmissziós elektronmikroszkóp előnyei
Mind az optikai mikroszkóp, mind a transzmissziós elektronmikroszkóp vékonyan szeletelt mintákat használ. A transzmissziós elektronmikroszkóp előnye, hogy sokkal nagyobb mértékben nagyítja a mintákat, mint egy optikai mikroszkóp. 10 000-szeres vagy annál nagyobb nagyítás lehetséges, amely lehetővé teszi a tudósok számára, hogy rendkívül kicsi szerkezeteket láthassanak. A biológusok számára a sejtek, például a mitokondrium és az organellum belső működése jól látható.
A transzmissziós elektronmikroszkóp kiválóan képes feloldani a minták kristálytani felépítését, sőt megmutatja az atomok elrendezését a mintában.
A transzmissziós elektronmikroszkóp határai
A transzmissziós elektronmikroszkóp megköveteli, hogy a mintákat vákuumkamrába helyezzék. E követelmény miatt a mikroszkóp nem használható élő példányok, például protozoonok megfigyelésére. Néhány kényes mintát az elektronnyaláb is károsíthat, és ezeket először védőfestékkel kell festeni vagy bevonni. Ez a kezelés azonban néha elpusztítja a példányt.
Egy kis történelem
A rendszeres mikroszkópok fókuszált fényt használnak a kép nagyításához, de beépített fizikai korlátozásuk körülbelül 1000-szeres nagyítás. Ezt a határt az 1930-as években érték el, de a tudósok meg akarták növelni a nagyítást mikroszkópjaikban rejlő lehetőségeket, így felfedezhetik a sejtek belső szerkezetét és más mikroszkópos elemeket szerkezetek.
1931-ben Max Knoll és Ernst Ruska kifejlesztette az első transzmissziós elektronmikroszkópot. A mikroszkópban részt vevő szükséges elektronikus készülékek összetettsége miatt csak addig az 1960-as évek közepén az első kereskedelmi forgalomban kapható transzmissziós elektronmikroszkópok rendelkezésére álltak tudósok.
Ernst Ruska az 1986-os fizikai Nobel-díjat kapta az elektronmikroszkóp és az elektronmikroszkópia fejlesztéséért végzett munkájáért.