Saintréithe Oibriúcháin Micreascóip Leictreon Tarchurtha
Réamhrá
Tá prionsabal íomháithe an mhicreascóp leictreon agus an mhicreascóp optúil go bunúsach mar an gcéanna, is é an difríocht ná go n-úsáideann an chéad bhíoma leictreon mar fhoinse solais agus réimse leictreamaighnéadach mar lionsa. Ina theannta sin, toisc go bhfuil cumhacht treáite an bhíoma leictreoin an-lag, ní mór an t-eiseamal a úsáidtear don mhicreascóp leictreon a dhéanamh ina chuid ultra-tanaí le tiús de thart ar 50nm. Ní mór an slice seo a dhéanamh le ultramicrotome. Féadfaidh formhéadú an mhicreascóp leictreoin suas le beagnach milliún uair a bhaint amach. Tá cúig chuid ann: córas soilsithe, córas íomháithe, córas bhfolús, córas taifeadta, agus córas soláthair cumhachta. Má tá sé foroinnte: is é an príomhchuid an lionsa leictreonach agus córas taifeadta íomháithe. Gunnaí leictreon, scátháin chomhdhlúthadáin, seomraí samplacha, lionsaí oibiachtúla, scátháin díraonta, scátháin idirmheánacha, scátháin teilgean, scáileáin fluaraiseacha agus ceamaraí i bhfolús.
Is micreascóp é leictreon-mhicreascóp a úsáideann leictreoin chun taobh istigh nó dromchla ruda a nochtadh. Tá tonnfhad na leictreon ardluais níos giorra ná sin an tsolais infheicthe (tonn-cháithníní déthoiseach), agus tá réiteach an micreascóp teoranta ag an tonnfhad a úsáideann sé. Mar sin, tá réiteach teoiriciúil an mhicreascóp leictreon (thart ar 0.1 nanaiméadar) i bhfad níos airde ná an micreascóp optúil. ráta (thart ar 200 nm).
Is éard atá i gceist le micreascóp tarchurtha leictreon (TEM le haghaidh gearr), dá ngairtear leictreon-mhicreascóp tarchurtha [1], an léas leictreon luathaithe agus tiubhaithe a theilgean ar shampla an-tanaí, agus imbhuaileann na leictreoin leis na hadaimh sa sampla chun an treo a athrú, mar sin ag táirgeadh scaipthe uillinn soladach. . Baineann méid na huillinne scaipthe le dlús agus tiús an tsampla, mar sin is féidir íomhánna le gile agus dorchadas éagsúla a fhoirmiú, agus taispeánfar na híomhánna ar fheistí íomháithe (cosúil le scáileáin fluaraiseacha, scannáin, agus comhpháirteanna cúplála photosensitive) tar éis zúmáil isteach agus díriú.
Mar gheall ar thonnfhad an-ghearr de Broglie an leictreoin, tá taifeach an mhicreascóp leictreoin tarchurtha i bhfad níos airde ná an micreascóp optúil, ar féidir leis 0.1-0.2nm a bhaint amach, agus is é an formhéadú na mílte agus na milliúin uair. Mar sin, is féidir úsáid a bhaint as micreascópacht leictreon tarchurtha a úsáid chun struchtúr fíneáil na samplaí a urramú, fiú an struchtúr ach colún amháin adamh, atá na mílte uaire níos lú ná an struchtúr is lú is féidir le micreascópacht optúil a urramú. Is modh anailíse tábhachtach é TEM i go leor réimsí eolaíocha a bhaineann le fisic agus bitheolaíocht, mar thaighde ailse, víreolaíocht, eolaíocht ábhair, chomh maith le nanaitheicneolaíocht, taighde leathsheoltóra, etc.
Ag méadaithe íseal, tá an chodarsnacht in íomháú TEM go príomha mar gheall ar ionsú éagsúla leictreoin mar gheall ar thiús agus comhdhéanamh difriúil an ábhair. Nuair a bhíonn an t-iolra méadaithe ard, beidh luaineachtaí casta ina chúis le difríochtaí i gile na híomhá, agus mar sin tá gá le heolas gairmiúil chun an íomhá a fhaightear a anailísiú. Trí úsáid a bhaint as modhanna éagsúla TEM, is féidir sampla a íomhá de réir a n-airíonna ceimiceacha, treoshuíomh criostalach, struchtúr leictreonach, aistriú céim leictreonach ag an sampla, agus go ginearálta trí ionsú leictreoin.
D'fhorbair Max Knorr agus Ernst Ruska an chéad TEM i 1931, d'fhorbair an grúpa taighde seo an chéad TEM le rún lasmuigh den solas infheicthe i 1933, agus d'éirigh leis an gcéad TEM tráchtála i 1939.
TEM Mór
Go ginearálta úsáideann micreascóip leictreoin tarchuir ar mhórscála (TEM traidisiúnta) 80-300voltas luasghéaraithe léas leictreon kV. Freagraíonn samhlacha éagsúla le voltais luasghéaraithe leictreoin éagsúla. Tá baint ag an taifeach le voltas luasghéaraithe an léas leictreoin, ar féidir leis 0 a bhaint amach.2-0.1nm. Is féidir le samhlacha ard-deireadh idirdhealú a dhéanamh ar leibhéal adamhach.
TEM ísealvoltais
Tá an voltas luasghéaraithe leictreoin (5kV) a úsáidtear sa TEM beag íseal-voltais (micreascóp leictreon Ísealvoltais, LVEM) i bhfad níos ísle ná an voltas mór TEM. Feabhsóidh voltas luasghéaraithe níos ísle neart an idirghníomhaíochta idir an bhíoma leictreon agus an sampla, rud a fheabhsóidh an codarsnacht agus an chodarsnacht íomhá, go háirithe oiriúnach do shamplaí mar pholaiméirí agus bitheolaíocht; ag an am céanna, déanfaidh an micreascóp leictreon tarchurtha íseal-voltais níos lú damáiste don sampla.
Tá an taifeach níos ísle ná an taifeach atá ag an mórmhicreascóp leictreon, 1-2nm. Mar gheall ar an voltas íseal, is féidir TEM, SEM agus STEM a chomhcheangal in aon fheiste amháin
Cryo-EM
De ghnáth tá crió-mhicreascópacht feistithe le trealamh reo samplach ar an ngnáthmhicreascóp leictreoin tarchurtha chun an sampla a fhuarú go teocht nítrigine leachtach (77K), a úsáidtear chun samplaí teocht-íogair a urramú mar phróitéiní agus slisní bitheolaíocha. Trí an sampla a reo, is féidir damáiste an bhíoma leictreon don sampla a laghdú, is féidir dífhoirmiú an tsampla a laghdú, agus is féidir cruth sampla níos réadúla a fháil.
