ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
17
Типы электронных микроскопов . Обычно, когда речь идет об
электронном микроскопе (ЭМ), то имеют в виду микроскоп просвечиваю -
щего типа, в котором пучок электронов проходит через исследуемый обра-
зец. Позднее были сконструированы другие типы электронных микроско-
пов: сканирующие, высоковольтные , низковольтные и др. Рассмотрим бо-
лее детально устройство и принцип работы электронного микроскопа про-
свечивающего типа (трансмиссионный ЭМ), так как он является одним из
самых распространенных и обладает наивысшей разрешающей способно-
стью.
Устройство и принцип работы электронного микроскопа про-
свечивающего типа. В конструкции любого электронного микроскопа
можно выделить 3 основные системы: 1) электронно-оптическую ; 2) ва-
куумную ; 3) электропитания (рисунок 3 и 4).
Электронно-оптическая система, или колонна ЭМ, является основ-
ной и служит для получения увеличенных изображений объекта.
Движение электронов осуществляется в вакууме. Вакуумная система
обеспечивает создания высокого вакуума в двухметровой колонне, чтобы
поток электронов не рассеивался от воздействия молекул воздуха.
Система электропитания обеспечивает работу всех систем ЭМ.
Основное отличие ЭМ от светового заключается в том, что в нем
вместо света (потока фотонов) используется поток электронов (длина вол -
ны которых примерно равна 1Å = 0,1 нм), а роль стеклянных линз выпол -
няют электромагнитные поля. При увеличении напряжения длина волны
электрона уменьшается. Так , электроны, ускоренные напряжением 100
вольт, имеют длину волны 1,23 Å , при 50000 вольт – всего 0,05 Å (т.е при-
мерно в 100000 раз меньше, чем у видимого света). Поэтому, используя
электроны, имеющие короткую длину волны, можно резко повышать раз -
решающую способность ЭМ.
Расстояние между 2 атомами в молекуле около 1 Å , следовательно,
при исследовании клетки на молекулярном уровне можно использовать
только ЭМ, а не световые микроскопы в силу недостаточной разрешающей
способности последних.
Ультратонкие срезы рассматриваются в проходящем пучке электро-
нов, но вместо глаза электроны попадают на люминесцирующий экран
( поскольку глаз человека не реагирует на электроны) или на фотопластин-
ку (для получения снимка). С помощью электронного микроскопа можно
получить увеличение до 500 - 800 тыс раз . Разрешение современного элек-
тронного микроскопа составляет 0,1 нм (1Å ), т.е. может повысить по от-
ношению к невооруженному глазу человека разрешающую способность в
10
6
раз . Полезное (рабочее) увеличение ЭМ составляет 0,2-0,3 нм (2-3Å ).
Это позволяет изучать структуру объектов на субклеточном и макромоле-
кулярном уровне.
Высокая разрешающая способность электронного микроскопа дала
возможность изучить ультраструктурную (субклеточную ) организацию ,
17 Т ип ы э л ект р он н ы х м икр ос коп ов . О бычно, когда ре чь иде т об эл е ктронном микрос копе (Э М ), то имею т в виду микрос коп прос ве чиваю - щ е го типа, в котором пучок эл е ктронов проходит че ре з ис с л е дуе мый обра- зе ц. П оздне е был и с конс труированы другие типы эл е ктронных микрос ко- пов: с канирую щ ие , выс оковол ь тные , низковол ь тные и др. Р ас с мотрим бо- л е е де тал ь но ус трой с тво и принцип работы эл е ктронного микрос копапро- с ве чиваю щ е го типа(транс мис с ионный Э М ), так как он явл яе тс я одним из с амых рас прос тране нных и обл адае т наивыс ш е й разре ш аю щ е й с пос обно- с ть ю . Ус т р ойс т в о и п р ин цип р абот ы эл ект р он н ого м икр ос коп а п р о- с в еч ив аю щ его т ип а. В конс трукции л ю бого эл е ктронного микрос копа можно выде л ить 3 ос новные с ис те мы: 1) эл е ктронно-оптиче с кую ; 2) ва- куумную ; 3) эл е ктропитания(рис унок 3 и 4). Э л е ктронно-оптиче с кая с ис те ма, ил и кол онна Э М , явл яе тс я ос нов- ной и с л ужит дл я пол уче нияуве л иче нных изображе ний объ е кта. Д виже ние эл е ктронов ос ущ е с твл яе тс яв вакууме . В акуумнаяс ис те ма обе с пе чивае т с оздания выс окого вакуума в двухме тровой кол онне , чтобы поток эл е ктронов не рас с е ивал с яот возде й с твиямол е кул воздуха. Сис те маэл е ктропитанияобе с пе чивае т работу вс е х с ис те м Э М . О с новное отл ичие Э М от с ве тового закл ю чае тс я в том, что в не м вме с то с ве та(потокафотонов) ис пол ь зуе тс я поток эл е ктронов (дл инавол - ны которых приме рно равна1Å = 0,1 нм), арол ь с те кл янных л инз выпол - няю т эл е ктромагнитные пол я. П ри уве л иче нии напряже ния дл ина вол ны эл е ктрона уме нь ш ае тс я. Так, эл е ктроны, ус коре нные напряже ние м 100 вол ь т, име ю т дл ину вол ны 1,23 Å , при 50000 вол ь т – вс е го 0,05 Å (т.е при- ме рно в 100000 раз ме нь ш е , че м у видимого с ве та). П оэтому, ис пол ь зуя эл е ктроны, име ю щ ие короткую дл ину вол ны, можно ре зко повыш ать раз- ре ш аю щ ую с пос обнос ть Э М . Р ас с тояние ме жду 2 атомами в мол е кул е окол о 1 Å , с л е довате л ь но, при ис с л е довании кл е тки на мол е кул ярном уровне можно ис пол ь зовать тол ь ко Э М , ане с ве товые микрос копы в с ил у не дос таточной разре ш аю щ е й с пос обнос ти пос л е дних. Ул ь тратонкие с ре зы рас с матриваю тс я в проходящ е м пучке эл е ктро- нов, но вме с то гл аза эл е ктроны попадаю т на л ю мине с цирую щ ий экран (пос кол ь ку гл аз че л ове кане ре агируе т наэл е ктроны) ил и нафотопл ас тин- ку (дл я пол уче ния с нимка). С помощ ь ю эл е ктронного микрос копа можно пол учить уве л иче ние до 500 - 800 тыс раз. Р азре ш е ние с овре ме нного эл е к- тронного микрос копа с ос тавл яе т 0,1 нм (1Å ), т.е . може т повыс ить по от- нош е нию к не вооруже нному гл азу че л ове каразре ш аю щ ую с пос обнос ть в 106 раз. П ол е зное (рабоче е ) уве л иче ние Э М с ос тавл яе т 0,2-0,3 нм (2-3Å ). Э то позвол яе т изучать с труктуру объ е ктов нас убкл е точном и макромол е - кул ярном уровне . В ыс окая разре ш аю щ ая с пос обнос ть эл е ктронного микрос копа дал а возможнос ть изучить ул ь трас труктурную (с убкл е точную ) организацию ,
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- …
- следующая ›
- последняя »