ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Первая из этих проблем была преодолена после присоединения к микроскопу
сверхвысокочувствительных видеокамер. Это позволило наблюдать клетки в течение
длительного времени при низкой освещенности, исключая длительное воздействие яркого
света. Системы обработки изображения особенно важны для изучения в живых клетках
флуоресцирующих молекул. Поскольку изображение создается видеокамерой в форме
электронных сигналов, его можно соответствующим образом преобразовать в числовые
сигналы, направить в компьютер и затем подвергнуть дополнительной обработке для
извлечения скрытой информации.
Высокий контраст, достижимый с помощью компьютерной интерференционной
микроскопии, позволяет наблюдать даже очень мелкие объекты, как, например, отдельные
микротрубочки, диаметр которых менее одной десятой длины волны света (0.025 мкм).
Отдельные микротрубочки можно увидеть и с помощью флуоресцентной микроскопии.
Однако в обоих случаях неизбежны эффекты дифракции, сильно изменяющие изображение.
Диаметр микротрубочек при этом завышается (0.2 мкм), что не позволяет отличать отдельные
микротрубочки от пучка из нескольких микротрубочек. Для решения этой задачи необходим
электронный микроскоп, предел разрешения которого сдвинут далеко за пределы длины волны
видимого света.
Взаимосвязь длины волны и предела разрешения сохраняется и для электронов. Однако
для электронного микроскопа предел разрешения существенно ниже дифракционного предела.
Длина волны электрона уменьшается с увеличением его скорости. В электронном микроскопе
с напряжением 100 000 В длина волны электрона равна 0.004 нм. Согласно теории дифракции,
разрешение такого микроскопа в пределе составляет 0.002 нм. Однако в реальности вследствие
малой величины числовых апертур электронных линз разрешение современных электронных
микроскопов в лучшем случае составляет 0,1 нм. Трудности приготовления образца, его
повреждение излучением существенно снижают нормальное разрешение, которое для
биологических объектов составляет 2 нм (примерно в 100 раз выше, чем у светового
микроскопа).
Источником электронов в просвечивающем электронном микроскопе является нить катода,
расположенная в вершине цилиндрической колонны высотой около двух метров. Чтобы
избежать рассеивания электронов при столкновениях с молекулами воздуха, в колонне
создается вакуум. Электроны, излучаемые катодной нитью, ускоряются ближайшим анодом и
проникают через крошечное отверстие, формируя электронный луч, проходящий в нижнюю
часть колонны. Вдоль колонны на некотором расстоянии расположены кольцевые магниты,
фокусирующие электронный луч, подобно стеклянным линзам, фокусирующим луч света в
оптическом микроскопе. Образец через воздушный шлюз помещают внутрь колонны, на пути
электронного пучка. Часть электронов в момент прохождения через образец рассеивается в
33
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- …
- следующая ›
- последняя »
