Inhalte
- Was ist Elektronenmikroskopie?
- Was sind die Arten der Elektronenmikroskopie?
- Wie funktioniert ein Elektronenmikroskop?
- Was sind die Vorteile der Elektronenmikroskopie?
- Was sind die Nachteile der Elektronenmikroskopie?
- Was sind die Anwendungen eines Elektronenmikroskops?
Was ist Elektronenmikroskopie?
Elektronenmikroskop (EM) bezeichnet eine Methode, mit der sehr hochauflösende Bilder verschiedener lebender und nicht lebender Proben analysiert und beobachtet werden können. Diese Mikroskoptypen werden für die biomedizinische Forschung verwendet, um die detaillierte Form und Struktur von Geweben, Zellen, Organellen und anderen makromolekularen Komplexen zu untersuchen. Elektronen (die in diesem Fall als Quelle für Beleuchtungsstrahlung dienen) haben sehr kurze Wellenlängen, die zur Erzeugung einer hohen Auflösung von elektronenmikroskopischen Bildern beitragen. Im Allgemeinen wird die Elektronenmikroskopie mit einer Reihe von Hilfstechniken wie Immunmarkierung, Dünnschnitt, Negativfärbung usw. kombiniert, um bestimmte spezifische Strukturen zu untersuchen. Elektronenmikroskopische Bilder können wichtige Daten auf der strukturellen Basis der Zell- / Gewebefunktion und der Zellkrankheit liefern.
Was sind die Arten der Elektronenmikroskopie?
Es gibt zwei verschiedene Arten von Elektronenmikroskopen:
Transmissionselektronenmikroskop (TEM): Das Transmissionselektronenmikroskop wird zur Betrachtung extrem dünner Proben wie Moleküle, Gewebeschnitte usw. verwendet. Dabei können Elektronen durch solche Gewebe dringen, um ein Bild zu projizieren. Das TEM ähnelt in vielerlei Hinsicht dem typischen Verbundlichtmikroskop. Wie ein zusammengesetztes Mikroskop wird TEM verwendet, um das Innere biologischer Zellen in extrem dünnen Schichten abzubilden, die Struktur von Proteinmolekülen, die mit Hilfe von Metallschatten kontrastiert wird, die strukturelle Molekülorganisation in Zytoskelettfilamenten mithilfe der Negativfärbetechnik, und die strukturelle Proteinmolekülanordnung in Zellmembranen mithilfe der Gefrierbruchtechnik.
Rasterelektronenmikroskop (REM): Das Rasterelektronenmikroskop oder REM hängt von der Emission des Sekundärelektronens aus der oberen Schicht der Probe ab. Rasterelektronenmikroskope können eine große Schärfentiefe bieten, wodurch sie als Stereolichtmikroskop verwendet werden können. Dies hilft uns, äußerst empfindliche und detaillierte strukturelle und physikalische Eigenschaften von Zellen, Geweben, Organellen und anderen makromolekularen Komplexen abzubilden, die mit TEM nicht durchgeführt werden können. Rasterelektronenmikroskope unterstützen ihre Anwendungen bei der Zellzählung, der Größenbestimmung der Größe makromolekularer Komplexe und der Prozesskontrolle.
Das Mikroskopdesign wird als Rasterelektronenmikroskop bezeichnet, da dieses Mikroskop Bilder durch Scannen der Oberfläche der Probe unter Verwendung eines Elektronenstrahls erzeugt. Die gestreuten Oberflächenemissionen werden dann unter Verwendung von Detektoren gesammelt. SEMs können weiter in zwei Typen eingeteilt werden, Rastertunnelmikroskopie und Rastertransmissionselektronenmikroskopie.
Wie funktioniert ein Elektronenmikroskop?
Die Arbeitsweise eines Elektronenmikroskops ähnelt der eines optischen Mikroskops, mit der Ausnahme, dass bei der Elektronenmikroskopie anstelle von Photonen Elektronenstrahlen zur Bilderzeugung verwendet werden. Ein erhitztes Wolfram- oder Feldemissionsfilament wirkt als Quelle des Elektronenstrahls und emittiert einen Strom von Hochspannungselektronen von etwa 5 bis 100 KeV. Ein positives elektrisches Potential beschleunigt den Elektronenstrahl im Vakuum weiter. Dieser Elektronenstrom wird dann unter Verwendung magnetischer Linsen in einen dünnen monochromatischen Strahl fokussiert. Der fokussierte Strahl fällt auf die mit dem Material wechselwirkende Probenprobe. Diese Interaktionsmuster werden vom fluoreszierenden Bildschirm und der Kamera beobachtet und erfasst, um Bilder zu erzeugen.
Was sind die Vorteile der Elektronenmikroskopie?
Die Elektronenmikroskopie bietet eine Reihe von Vorteilen wie:
- Die Elektronenmikroskopie hilft bei der Analyse und Beobachtung sehr hochauflösender Bilder verschiedener lebender und nicht lebender Proben.
- Elektronenmikroskopische Bilder können wichtige Daten auf der strukturellen Basis der Zell- / Gewebefunktion und der Zellkrankheit liefern, die von anderen Mikroskoptypen nicht richtig aufgelöst werden.
- Die Elektronenmikroskopie ermöglicht die Abbildung extrem empfindlicher biologischer Strukturen, ohne sie zu beschädigen.
- Die Elektronenmikroskopie liefert äußerst genaue Bilder, wenn sie richtig eingerichtet ist.
Was sind die Nachteile der Elektronenmikroskopie?
Die Elektronenmikroskopie hat eine Reihe von Nachteilen wie:
- Der Bau und die Wartung der Betriebs- und Einrichtungskosten der Elektronenmikroskope können teuer sein.
- Diese Mikroskope müssen in stabilen Gebäuden mit Instrumenten platziert werden, um Magnetfelder zu löschen, um hochauflösende Bilder zu erzielen.
- Die in der Elektronenmikroskopie verwendeten Proben sollten in einem Vakuum gehalten werden, um zu vermeiden, dass die Luftmoleküle die Elektronen streuen und die Bilderzeugung stören.
- Diese Mikroskope arbeiten im Allgemeinen mit leitfähigen Proben. Nichtleitende Materialien erfordern daher eine leitfähige Beschichtung aus Gold / Palladium-Legierung, Kohlenstoff, Osmium usw. für eine ordnungsgemäße Abbildung.
Was sind die Anwendungen eines Elektronenmikroskops?
Elektronenmikroskop kann seine Anwendungen in verschiedenen Bereichen finden, wie zum Beispiel:
- Halbleiter- und Datenspeicherung: Die Elektronenmikroskopie wird häufig in verschiedenen Halbleiter- und Datenspeicherprozessen eingesetzt, z. B. bei der Bearbeitung von Schaltkreisen, der Fehleranalyse und der Fehleranalyse.
- Branche: Die Elektronenmikroskopie wird häufig für eine Reihe industrieller Arbeiten eingesetzt, z. B. für die direkte Herstellung von Strahlen, die Mikrocharakterisierung, die pharmazeutische Qualitätskontrolle, den Bergbau (Mineralfreisetzungsanalyse), die Fraktographie, die Forschung in den Lebensmittelwissenschaften, die forensische Forschung sowie die chemische oder petrochemische Analyse.
- Biologie und Biowissenschaften: Die Elektronenmikroskopie wird häufig für eine Reihe biologischer Forschungsarbeiten eingesetzt, wie Kryobiologie, Kryo-Elektronenmikroskopie, Arzneimittelforschung (z. B. Antibiotika), diagnostische Elektronenmikroskopie, Virologie (z. B. Überwachung der Viruslast), Elektronentomographie, Proteinlokalisierung, Partikelanalyse, Strukturbiologie, Partikeldetektion, Gewebebildgebung und Toxikologie.
- Materialforschung: Elektronenmikroskopie wird häufig in verschiedenen Materialforschungszwecken eingesetzt, z. B. bei dynamischen Materialexperimenten, Gerätetests und Charakterisierung, In-situ-Charakterisierung, Elektronenstrahl-induzierte Abscheidung, medizinische Forschung, Materialqualifizierung, Nanoprototypisierung und Nanometrologie.
Um mehr über Mikroskopie zu erfahren, besuchen Sie https://techiescience.com/optical-microscope/
Erfahren Sie mehr über Rastersondenmikroskopie.
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