Il microscopio elettronico a scansione a trasmissione è stato sviluppato negli anni '50. Invece della luce, il microscopio elettronico a trasmissione utilizza un fascio focalizzato di elettroni, che invia attraverso un campione per formare un'immagine. Il vantaggio del microscopio elettronico a trasmissione rispetto a un microscopio ottico è la sua capacità di produrre un ingrandimento molto maggiore e mostrare dettagli che i microscopi ottici non possono.
Come funziona il microscopio
I microscopi elettronici a trasmissione funzionano in modo simile ai microscopi ottici, ma invece della luce o dei fotoni usano un fascio di elettroni. Un cannone elettronico è la sorgente degli elettroni e funziona come una sorgente luminosa in un microscopio ottico. Gli elettroni con carica negativa sono attratti da un anodo, un dispositivo a forma di anello con una carica elettrica positiva. Una lente magnetica focalizza il flusso di elettroni mentre viaggiano attraverso il vuoto all'interno del microscopio. Questi elettroni focalizzati colpiscono il campione sul palco e rimbalzano sul campione, creando raggi X nel processo. Gli elettroni rimbalzati, o dispersi, così come i raggi X, vengono convertiti in un segnale che invia un'immagine a uno schermo televisivo dove lo scienziato vede il campione.
Vantaggi del microscopio elettronico a trasmissione
Sia il microscopio ottico che il microscopio elettronico a trasmissione utilizzano campioni affettati sottilmente. Il vantaggio del microscopio elettronico a trasmissione è che ingrandisce i campioni in misura molto maggiore rispetto a un microscopio ottico. È possibile un ingrandimento di 10.000 volte o più, che consente agli scienziati di vedere strutture estremamente piccole. Per i biologi, i meccanismi interni delle cellule, come i mitocondri e gli organelli, sono chiaramente visibili.
Il microscopio elettronico a trasmissione offre un'eccellente risoluzione della struttura cristallografica dei campioni e può persino mostrare la disposizione degli atomi all'interno di un campione.
Limiti del microscopio elettronico a trasmissione
Il microscopio elettronico a trasmissione richiede che i campioni vengano posti all'interno di una camera a vuoto. A causa di questo requisito, il microscopio non può essere utilizzato per osservare esemplari viventi, come i protozoi. Alcuni campioni delicati possono anche essere danneggiati dal fascio di elettroni e devono prima essere macchiati o rivestiti con una sostanza chimica per proteggerli. Tuttavia, questo trattamento a volte distrugge l'esemplare.
Un po' di storia
I microscopi normali utilizzano la luce focalizzata per ingrandire un'immagine, ma hanno una limitazione fisica incorporata di circa 1.000 volte l'ingrandimento. Questo limite è stato raggiunto negli anni '30, ma gli scienziati volevano essere in grado di aumentare l'ingrandimento potenziale dei loro microscopi in modo che potessero esplorare la struttura interna delle cellule e altri microscopici strutture.
Nel 1931 Max Knoll ed Ernst Ruska svilupparono il primo microscopio elettronico a trasmissione. A causa della complessità dell'apparato elettronico necessario coinvolto nel microscopio, non è stato fino a quando alla metà degli anni '60 in cui erano disponibili i primi microscopi elettronici a trasmissione disponibili in commercio scienziati.
Ernst Ruska è stato insignito del Premio Nobel per la Fisica nel 1986 per il suo lavoro sullo sviluppo del microscopio elettronico e della microscopia elettronica.