Skenējošais pārraides elektronu mikroskops tika izstrādāts 1950. gados. Transmisijas elektronu mikroskopā gaismas vietā tiek izmantots fokusēts elektronu stars, kuru tas nosūta caur paraugu, lai izveidotu attēlu. Transmisijas elektronu mikroskopa priekšrocība salīdzinājumā ar optisko mikroskopu ir tā spēja radīt daudz lielāku palielinājumu un parādīt detaļas, ko optiskie mikroskopi nevar.
Kā darbojas mikroskops
Pārraides elektronu mikroskopi darbojas līdzīgi kā optiskajiem mikroskopiem, bet gaismas vai fotonu vietā tie izmanto elektronu kūli. Elektronu lielgabals ir elektronu avots un darbojas kā gaismas avots optiskajā mikroskopā. Negatīvi lādētos elektronus piesaista anods, gredzenveida ierīce ar pozitīvu elektrisko lādiņu. Magnētiskais objektīvs fokusē elektronu plūsmu, kad tie pārvietojas pa vakuumu mikroskopā. Šie fokusētie elektroni triec paraugu uz skatuves un atlec no parauga, procesā radot rentgenstarus. Atlecošie jeb izkliedētie elektroni, kā arī rentgenstari tiek pārveidoti par signālu, kas padod attēlu uz televīzijas ekrānu, kur zinātnieks skata paraugu.
Transmisijas elektronu mikroskopa priekšrocības
Gan optiskajā mikroskopā, gan transmisijas elektronu mikroskopā tiek izmantoti plānās šķēlēs sagriezti paraugi. Transmisijas elektronu mikroskopa priekšrocība ir tā, ka tas palielina paraugus daudz augstāk nekā optiskais mikroskops. Iespējams palielināt 10 000 reižu vai vairāk, kas ļauj zinātniekiem redzēt ārkārtīgi mazas struktūras. Biologiem šūnu, piemēram, mitohondriju un organellu, iekšējā darbība ir skaidri redzama.
Pārraides elektronu mikroskops piedāvā izcilu paraugu kristalogrāfiskās struktūras izšķirtspēju un pat var parādīt atomu izvietojumu paraugā.
Transmisijas elektronu mikroskopa robežas
Pārraides elektronu mikroskopā paraugi jāievieto vakuuma kamerā. Šīs prasības dēļ mikroskopu nevar izmantot dzīvu īpatņu, piemēram, vienšūņu, novērošanai. Dažus smalkus paraugus var sabojāt arī elektronu stars, un vispirms tie ir jānotrāso vai jāpārklāj ar ķīmisku vielu, lai tos aizsargātu. Tomēr šī apstrāde dažkārt iznīcina paraugu.
Mazliet vēstures
Parastajos mikroskopos attēla palielināšanai tiek izmantota fokusēta gaisma, taču tiem ir iebūvēts fiziskais ierobežojums aptuveni 1000x palielinājumā. Šī robeža tika sasniegta 1930. gados, taču zinātnieki vēlējās, lai būtu iespējams palielināt palielinājumu savu mikroskopu potenciālu, lai viņi varētu izpētīt šūnu un citu mikroskopisko elementu iekšējo struktūru struktūras.
1931. gadā Makss Knols un Ernsts Ruska izstrādāja pirmo elektropārvades elektronu mikroskopu. Mikroskopā iesaistītā nepieciešamā elektroniskā aparāta sarežģītības dēļ tas notika tikai līdz brīdim 60. gadu vidus, kad bija pieejami pirmie komerciāli pieejamie pārraides elektronu mikroskopi zinātnieki.
Ernstam Ruskai par darbu elektronu mikroskopa un elektronu mikroskopijas izstrādē tika piešķirta 1986. gada Nobela prēmija fizikā.