ข้อดีของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านคืออะไร?

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดแบบส่องกราดได้รับการพัฒนาในปี 1950 แทนที่จะใช้แสง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านจะใช้ลำแสงอิเล็กตรอนที่โฟกัส ซึ่งจะส่งผ่านตัวอย่างเพื่อสร้างภาพ ข้อดีของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านเหนือกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลคือความสามารถในการให้กำลังขยายที่มากขึ้นและแสดงรายละเอียดที่กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงไม่สามารถทำได้

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านทำงานคล้ายกับกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง แต่แทนที่จะใช้แสงหรือโฟตอน พวกเขาใช้ลำแสงอิเล็กตรอน ปืนอิเล็กตรอนเป็นแหล่งกำเนิดของอิเล็กตรอนและทำหน้าที่เหมือนแหล่งกำเนิดแสงในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง อิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะดึงดูดไปยังแอโนด ซึ่งเป็นอุปกรณ์รูปวงแหวนที่มีประจุไฟฟ้าบวก เลนส์แม่เหล็กจะโฟกัสกระแสของอิเล็กตรอนขณะที่พวกมันเดินทางผ่านสุญญากาศภายในกล้องจุลทรรศน์ อิเล็กตรอนที่โฟกัสเหล่านี้จะกระทบกับชิ้นงานทดสอบบนเวทีและกระเด็นออกจากชิ้นงานทดสอบ ทำให้เกิดรังสีเอกซ์ในกระบวนการ อิเล็กตรอนที่กระเด็นหรือกระจัดกระจาย เช่นเดียวกับรังสีเอกซ์ จะถูกแปลงเป็นสัญญาณที่ป้อนภาพไปยังหน้าจอโทรทัศน์ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถชมตัวอย่างได้

ทั้งกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านใช้ตัวอย่างที่หั่นเป็นชิ้นบางๆ ข้อดีของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านคือขยายตัวอย่างให้อยู่ในระดับที่สูงกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลมาก สามารถขยายได้ 10,000 เท่าขึ้นไป ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มองเห็นโครงสร้างที่เล็กมาก สำหรับนักชีววิทยา จะมองเห็นการทำงานภายในของเซลล์ เช่น ไมโตคอนเดรียและออร์แกเนลล์ได้อย่างชัดเจน

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านมีความละเอียดที่ยอดเยี่ยมของโครงสร้างผลึกของชิ้นงานทดสอบ และสามารถแสดงการจัดเรียงของอะตอมภายในตัวอย่างได้

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านกำหนดให้ใส่ชิ้นงานทดสอบในห้องสุญญากาศ เนื่องจากข้อกำหนดนี้ กล้องจุลทรรศน์จึงไม่สามารถใช้เพื่อสังเกตตัวอย่างที่มีชีวิต เช่น โปรโตซัว ตัวอย่างที่ละเอียดอ่อนบางตัวอย่างอาจได้รับความเสียหายจากลำแสงอิเล็กตรอนและต้องย้อมสีหรือเคลือบด้วยสารเคมีก่อนเพื่อป้องกัน การรักษานี้บางครั้งทำลายตัวอย่างอย่างไรก็ตาม

กล้องจุลทรรศน์ทั่วไปใช้แสงที่โฟกัสเพื่อขยายภาพ แต่มีข้อจำกัดทางกายภาพในตัวที่มีกำลังขยายประมาณ 1,000 เท่า ถึงขีดจำกัดนี้ในช่วงทศวรรษที่ 1930 แต่นักวิทยาศาสตร์ต้องการเพิ่มกำลังขยาย ศักยภาพของกล้องจุลทรรศน์เพื่อให้สามารถสำรวจโครงสร้างภายในของเซลล์และกล้องจุลทรรศน์อื่นๆ โครงสร้าง

ในปี 1931 Max Knoll และ Ernst Ruska ได้พัฒนากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านตัวแรก เนื่องจากความซับซ้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่จำเป็นที่เกี่ยวข้องกับกล้องจุลทรรศน์จึงยังไม่ถึงเวลา กลางทศวรรษ 1960 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านที่มีขายทั่วไปมีจำหน่ายในท้องตลาด นักวิทยาศาสตร์

Ernst Ruska ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 1986 จากผลงานการพัฒนากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน