انواع میکروسکوپ الکترونی
میکروسکوپ الکترونی یک فناوری کمکی است که برای به دست آوردن تصاویر الکترومغناطیسی با وضوح بالا از نمونه های بیولوژیکی یا غیر بیولوژیکی استفاده می شود. انواع مختلفی از میکروسکوپ های الکترونی وجود دارد، از جمله:
میکروسکوپ الکترونی عبوری
میکروسکوپ الکترونی عبوری ( TEM) .دستگاهی است که اصل کار آن در جهت دهی یک پرتو الکترونی با ولتاژ بالا است که از منبع تابش الکترونیکی تولید می شود، این پرتو به سمت نمونه مورد بررسی فرستاده می شود که منجر به روشن شدن نور بر روی آن می شود تا تصویر بزرگنمایی شده از این نمونه ایجاد شود. که از طریق عدسی شیئی میکروسکوپ قابل مشاهده است.
میکروسکوپ الکترونی عبوری یکی از معروف‌ترین انواع میکروسکوپ‌هایی است که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرد که توسط دانشمند ارنست روسکا با همکاری دانشمند ماکس نول در سال 1931 پس از میلاد ساخته شد. این نوع میکروسکوپ شبیه‌ترین میکروسکوپ به میکروسکوپ نوری سنتی است .
موارد استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری
میکروسکوپ الکترونی عبوری در زمینه های پزشکی، بیولوژیکی و فیزیکی، در آنالیزهای قانونی، گوهرشناسی، کانی شناسی، فناوری نانو و کاربردهای آموزشی، علمی و صنعتی کاربرد دارد که برخی از این موارد به شرح زیر است:
- تصویربرداری از قسمت های داخلی سلول ها
- تصویربرداری از ساختار مولکول های پروتئین
- دانش سازماندهی مولکول ها در ویروس ها و رشته های ساختاری سلولی.
- آشنایی با آرایش مولکول های پروتئین در غشای سلولی
- تولید نیمه هادی، ساخت تراشه های کامپیوتری و سیلیکون.
- شناسایی عیوب، شکستگی ها و آسیب های موجود در اجسام کوچک.
جوانب مثبت و منفی میکروسکوپ الکترونی عبوری
میکروسکوپ الکترونی عبوری با تولید تصاویر سیاه و سفید دوبعدی با بزرگنمایی بالا مشخص می شود که منجر به تصویری با وضوح بسیار بالا می شود زیرا بزرگنمایی به حدود 2 میلیون برابر می رسد . نیاز به زمان طولانی برای تمرین دارد، اما ممکن است معایبی داشته باشد، از جمله:
- میکروسکوپ الکترونی عبوری به نمونه های بسیار نازکی نیاز دارد که ضخامت یک نمونه از 100 نانومتر بیشتر نباشد تا الکترون ها بتوانند در بافت ها نفوذ کنند و برای این کار باید از دستگاه میکروتوم یا همان چیزی که میکروتوم نامیده می شود استفاده کرد. که ابزاری برای برش برش های بسیار کوچک و دقیق است.
- نمونه های مورد استفاده در میکروسکوپ الکترونی عبوری باید از نظر شیمیایی پایدار باشند، با قرار دادن آنها در محلول شیمیایی که ساختار سلول را حفظ می کند.
- نمونه هایی که برای میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده می شوند باید کاملاً خشک شوند.
- میکروسکوپ الکترونی عبوری بزرگ و گران است.
میکروسکوپ الکترونی روبشی
میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM).دستگاهی است که با استفاده از فناوری اسکن شطرنجی که یک پرتو الکترونیکی متمرکز را از ناحیه مستطیل شکل نمونه هدایت می کند، برای تولید تصاویر بزرگنمایی شده از نمونه های مختلف کار می کند. این پرتو با تبدیل به انرژی دیگری انرژی خود را از دست می دهد. ، که برای نمایش جزئیات نمونه مورد نظر کار می کند. آن را بررسی کرد. این میکروسکوپ در دهه 1950 توسط پروفسور دکتر چارلز اوتلیف و با کمک گروهی از شاگردانش ساخته شد .
موارد استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی
کاربردهای میکروسکوپ الکترونی روبشی گسترده‌تر و جامع‌تر از کاربردهای میکروسکوپ الکترونی عبوری است و موارد زیر مهم‌ترین این موارد است:
- علم شیمی، هوافضا و مواد الکترونیکی.
- بهبود و توسعه نانوسیم های مورد استفاده به عنوان حسگر گاز.
- کنترل کیفیت نیمه هادی
- ساخت ریزتراشه های مورد استفاده در دستگاه های الکترونیکی مختلف با کمک به مونتاژ آنها.
- مطالعات علوم زیستی، مانند مطالعات مربوط به ویروس ها، باکتری ها، بافت های حیوانی و غیره.
- در تحقیقات پزشکی قانونی نقش دارد.
- مطالعات زمین شناسی.
- با شناسایی برخی بیماری ها، آزمایش واکسن ها، شناخت علل بیماری و غیره به حوزه پزشکی کمک می کند.
- تشخیص عیوب سطحی و شکستگی.
جوانب مثبت و منفی میکروسکوپ الکترونی روبشی
میکروسکوپ الکترونی روبشی با تولید یک تصویر سه بعدی مشخص می شود و می توان از آن برای عکسبرداری از نمونه های بزرگی که اندازه آنها ممکن است به چندین سانتی متر برسد استفاده کرد، همچنین می تواند تصاویری از نمونه ها را حتی اگر خیس باشند تهیه کند، اما شامل تعدادی نیز می شود. معایب، از جمله:
- هزینه میکروسکوپ الکترونی روبشی زیاد است و اندازه آن بزرگ است.
- نمونه های مورد استفاده در میکروسکوپ الکترونی روبشی نیاز به آموزش دارند تا بتوان آنها را آماده کرد.
- میکروسکوپ باید در محلی بدون هرگونه تداخل یا لرزش الکتریکی یا مغناطیسی استفاده شود.
- اگرچه تصاویری با وضوح بالا ارائه می دهد، اما دقت کمتری نسبت به تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری دارند.
بخش هایی از میکروسکوپ الکترونی
میکروسکوپ الکترونی از چند قسمت اصلی تشکیل شده است و هر قسمت وظیفه خاصی دارد که انجام می دهد این قسمت ها عبارتند از: [4]
- تفنگ الکترونیکی
این به عنوان تفنگی تعریف می شود که رشته های تنگستن داغی را که الکترون تولید می کنند شلیک می کند.
- لنزهای الکترومغناطیسی
میکروسکوپ الکترونی حاوی تعدادی عدسی الکترومغناطیسی است که به بزرگنمایی تصویر نمونه کمک می کند که هر کدام عملکرد خاصی دارند این عدسی ها عبارتند از:
- یک عدسی کندانسور که پرتو الکترونی را روی نمونه متمرکز می کند.
- عدسی شیئی از سیم پیچ های مغناطیسی تشکیل شده است که توانایی بالایی در ایجاد تصویر بزرگنمایی متوسط دارند، زیرا پرتو الکترونی پس از خروج از نمونه برای عکسبرداری از آن عبور می کند.
- لنزهای نوری گروهی از لنزهای مغناطیسی هستند که تصویر بزرگنمایی نهایی را تشکیل می دهند.
- نگهدارنده نمونه
این به عنوان یک غشای بسیار نازک متشکل از کربن یا کلودیون تعریف می شود و توسط یک شبکه فلزی ثابت می شود.
- سیستم نمایش و ضبط تصویر
پس از به دست آوردن تصویر بزرگنمایی نهایی، از طریق یک سیستم نمایشی متشکل از یک صفحه فلورسنت به همراه دوربینی که تصویر را ضبط می کند، نمایش داده می شود.