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Microscopia elettronica: Una generalità

La microscopia elettronica è una tecnica che utilizza un raggio degli elettroni accelerati per illuminare e produrre le immagini degli esemplari. Facendo uso di microscopia elettronica, i livelli e la risoluzione molto maggiori di ingrandimento possono essere raggiunti che con un microscopio ottico perché la lunghezza d'onda degli elettroni è così tanto più breve di quella dei fotoni.

Ciò permette agli scienziati di studiare i piccoli esemplari in fine dettaglio e sguardo all'ultrastruttura delle celle, dei microrganismi, dei cristalli e dei metalli, per esempio. I microscopi elettronici sono strumenti molto più grandi e più costosi che il microscopio ottico.

Ci sono due tipi principali di micrscope dell'elettrone, vale a dire, del microscopio elettronico della trasmissione e dei microscopi elettronici a scansione.

Microscopio elettronico del laboratorio - immagine Copyright: foto/Shutterstock di scienza
Microscopio elettronico del laboratorio - immagine Copyright: foto/Shutterstock di scienza

Gli inventori del microscopio elettronico

Era nel 1931 che la collinetta degli scienziati tedeschi ed Ernst massimi Ruska hanno sviluppato il primo modello di un microscopio elettronico. Ruska ha seguito questo con un altro prototipo due anni più successivamente che potrebbero fornire una maggior risoluzione che il microscopio ottico, un risultato per cui lui ha ricevuto un premio Nobel cinquanta anni più successivamente.

Le differenze fra un microscopio elettronico della trasmissione e un microscopio elettronico a scansione

Un microscopio elettronico della trasmissione produce un'immagine passando un fascio di elettroni ad alta tensione attraverso un esemplare molto sottile che è semi-trasparente agli elettroni. Il raggio che è trasmesso attraverso l'esemplare porta le informazioni strutturali sull'esemplare, che può poi essere ingrandetto dal microscopio. Al contrario, un microscopio elettronico a scansione individua gli elettroni secondari che risultano dalla superficie come conseguenza dell'eccitazione dal fascio di elettroni originale.

Il dicroscope dell'elettrone di scansione produce le immagini di risoluzione più bassa che il microscopio elettronico della trasmissione, ma poiché usa le interazioni di superficie dell'elettrone, può campioni globali di immagine e fornire una profondità di campo molto maggior. Ciò permette agli scienziati di raggiungere le informazioni 3D sulle funzionalità fisiche dell'esemplare.

La microscopia elettronica a scansione combina la tecnologia sia del microscopio elettronico a scansione che del microscopio elettronico della trasmissione e può essere eseguita facendo uso di qualsiasi pezzo di strumentazione. Similmente a microscopia elettronica di trasmissione, i campioni devono essere molto sottili mentre la tecnica pricipalmente comprende esaminare il fascio di elettroni trasmesso da parte a parte ed emergere dall'esemplare.

Componenti

I microscopi elettronici comprendono le seguenti componenti:

  • Un cannone elettronico per produrre ed accelerare gli elettroni
  • Una serie di lenti magnetiche per aiutare diretto e mettere a fuoco il fascio di elettroni
  • Un obiettivo, che produce il primo, immagine intermedia
  • Un sistema di vuoto per assicurare gli elettroni non si scontra con le molecole di aria
  • Un'immagine che cattura sistema, che può essere una macchina fotografica dell'unità (CCD) ad accoppiamento di carica, una lastra grossa della rappresentazione o pellicola negativa.

Applicazioni di microscopia elettronica

La microscopia elettronica ha molte vaste applicazioni in scienza e tecnologia.

Può fornire informazioni di alta risoluzione sulle celle, sugli organelli, sui tessuti, sui microrganismi, sui campioni di biopsia, sulle macromolecole, sui cristalli e sui metalli.

È stata usata per studiare gli agenti patogeni quali i virus ed i batteri ed è particolarmente apprezzata nello studio delle malattie emergenti e dei germi utilizzati nel bioterrorismo. Precedentemente è stata utilizzata come tecnica nella diagnosi delle malattie quali la vaiolo, l'epatite B, la gastroenterite e il parvovirus B19.

La microscopia elettronica egualmente ha applicazioni nell'industria elettronica in cui è usata per gestire i processi di fabbricazione. La tecnologia è utilizzata universalmente nelle varie applicazioni industriali compresi l'aeronautica, la fabbricazione di di veicolo a motore e l'industria dell'abbigliamento, per nominare ma alcune.

Nella dialettica, la tecnica è usata per l'analisi delle fibre dell'abbigliamento e dei residui di sparo e di sangue, per esempio.

Riferimenti

Di interesse

Rassegna periodica clinica di microbiologia, usi moderni per microscopia elettronica nella rilevazione del virus:: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2772359/

Further Reading

Last Updated: Feb 26, 2019

Deborah Fields

Written by

Deborah Fields

Deborah holds a B.Sc. degree in Chemistry from the University of Birmingham and a Postgraduate Diploma in Journalism qualification from Cardiff University. She enjoys writing about the latest innovations. Previously she has worked as an editor of scientific patent information, an education journalist and in communications for innovative healthcare, pharmaceutical and technology organisations. She also loves books and has run a book group for several years. Her enjoyment of fiction extends to writing her own stories for pleasure.

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