Estensione delle capacità di TEM

I microscopi elettronici sono strumenti di capitale importanza per gli scienziati nel campo di scienze biologiche e di scienza dei materiali. (TEM) è una tecnica di microscopia che usa gli elettroni invece di indicatore luminoso per produrre le immagini dettagliate della struttura degli elementi.

Credito: Elizaveta Galitckaia/Shutterstock.com

Hanno la capacità dei difetti della rappresentazione che variano da quelli in una singola colonna degli atomi, ai cristalli, anche a quelli al disgaggio di un nanometro.

Il principio di TEM è l'uso degli elettroni di lunghezze d'onda molto brevi che permettono significativamente ad un più di alta risoluzione delle immagini di essere raggiunte che con il microscopio ottico. TEMs ha trovato le applicazioni tremende, particolarmente nella ricerca relativa a cancro, alla virologia, alla nanotecnologia ed ai semiconduttori.

Esigenza dell'estensione delle capacità di TEM

Alcuni svantaggi di TEM sono la necessità (a) di preparare i campioni che sono adeguatamente sottili e trasparenti per gli elettroni; (b) ha alterato i campioni biologici dovuto l'esposizione ai fasci di elettroni; e (c) a causa di piccolo campo visivo la parte analizzata di campione non può essere una rappresentazione vera di intero campione.

Per tali ragioni, gli sviluppi sono in corso per l'estensione del TEM. Le informazioni di risoluzione acquisite nella microscopia elettronica sono basate sui beni dell'esemplare, sul metodo del preparato, sulle funzionalità del metodo di TEM e sui particolari della rappresentazione. Le modifiche in questi quattro aspetti sono considerate quando estende le capacità di TEM. Alcune estensioni di TEM sono come segue;

Scansione TEM

Il TEM di scansione (GAMBO) è un modo migliore del microscopio elettronico a scansione convenzionale. Qui, le lenti del microscopio sono sistemate in maniera tale che una sonda con precisione messa a fuoco (raggio) sia convergente sulla superficie del campione. Questo raggio è scandito sopra il quadro televisivo del campione saggio ed i vari segnali sono raccolti e tradotti formare un'immagine punto per punto.

In questa tecnica, le spirali fanno il raggio deviare, che poi è raccolto da un rivelatore corrente. Il conteggio dell'elettrone e la posizione di raggio sono correlati per trovare la misura del raggio componente.

Microscopio elettronico di bassa tensione

Il microscopio elettronico di bassa tensione (LVEM) può presto trasformarsi nel modo di scelta per la rappresentazione dell'elettrone a causa della sua capacità di dare le immagini ad alto contrasto. L'uso delle tensioni acceleranti basse tra compreso 5 e 25 chilovolt piombo a contrasto di immagine con una risoluzione più di venti volte che di TEMs convenzionale facendo uso delle tensioni acceleranti di 10-1000 chilovolt. Il contrasto aumentato è dovuto lo scattering generoso dell'elettrone in LVEM.

I campioni ed i materiali biologici del nanoscale traggono giovamento immenso dalle tensioni comparativamente basse mentre il danno del raggio può essere evitato. La macchiatura dei campioni biologici per acquistare il contrasto migliorato non è egualmente obbligatoria.

LVEMs corrente è disponibile poichè modelli del benchtop che possono essere usati facilmente. Le loro capacità di alta risoluzione e rapide della rappresentazione sono perfette per i lavori di ricerca sui nanomaterials. Gli ultimi modelli di LVEM sono LVEM5 e LVEM25.

TEM criogenico

La microscopia elettronica di trasmissione criogenica (Cryo-TEM) è ampiamente usata nella ricerca di nanoparticella per prevedere la dimensione, il modulo e la struttura degli esemplari alle risoluzioni atomiche. Gli esemplari sono tenuti in ghiaccio vitroso in modo che siano vicini al loro ambiente indigeno.

Poi sono imaged mentre mantenuto alla temperatura di elio liquido o di azoto liquido. Questo trattamento della preparazione di campioni fa diminuire il danno del campione da radiazione dalla volta quasi 6. le immagini 3D di grandi strutture biologiche alle risoluzioni di nanometro possono anche essere ottenute facendo uso di questo metodo di preparato del campione.

Un grande vantaggio di Cryo-TEM è che l'ambiente del campione può essere controllato e quindi l'immagine conserva le funzionalità strutturali indigene senza alcune deformazioni. Ancora, le macchie non sono usate, così là non è sfregio del campione. La tecnica egualmente produce efficientemente le immagini di contrasto che distinguono gli acidi nucleici, i lipidi e le proteine.

Correzione TEM di aberrazione

Le lenti sferiche nel microscopio elettronico sono meno vantaggiose sopra le lenti ottiche in quanto che limitano la risoluzione di immagine a causa delle aberrazioni sferiche e cromatiche. Gli sviluppi nel corso degli anni piombo all'uso dei correttori multipolari ridurre la risoluzione di TEM da 1 nanometro a 0,2 nanometri, con una riduzione ulteriore a 0,1 nanometri. In questa tecnica, tutte le razze di elettrone sono fatte per mettere a fuoco su un singolo centro di interesse, che assicura un'immagine più marcata.

La correzione corrente TEMs di aberrazione ha un correttore che identifica tutte le aberrazioni negative e le combina con quelle positive definitivo per produrre un output che non ha aberrazioni affatto. I due approcci per la correzione di aberrazione sono i correttori del hexapole e del quadruplo-ottupolo, di cui tutt'e due utilizzano le lenti multipolari.

Ambientale/in situ TEM

Ambientale/in situ TEM o ETEM permette alla ricerca dei nanomaterials nell'ambiente gassoso. In questa tecnica, il gas è riempito come l'esemplare nel microscopio mentre permette la risoluzione del disgaggio del TEM convenzionale. È utilizzato negli studi dei catalizzatori, delle pile a combustibile e delle batterie, che richiedono un ambiente reattivo del gas.

L'alta caratterizzazione spaziale nel ETEM permette a di ottenere le informazioni novelle richieste per migliore comprensione dei beni e delle funzioni nanostructural sui loro disgaggi di lunghezza.

Sorgenti:

  1. http://www.nobelprize.org/educational/physics/microscopes/tem/
  2. https://ares.jsc.nasa.gov/research/laboratories/tem.html
  3. https://www.nrel.gov/materials-science/scanning-transmission.html
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6512855
  5. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1046202316300330
  6. http://www.superstem.org/cs-correction

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Last Updated: Feb 26, 2019

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