Estendendo as capacidades de TEM

Os microscópios electrónicos são ferramentas da importância primordial para cientistas no campo da ciência da vida e da ciência material. (TEM) é uma técnica da microscopia que use elétrons em vez da luz para produzir imagens detalhadas da estrutura dos elementos.

Crédito: Elizaveta Galitckaia/Shutterstock.com

Têm a capacidade dos defeitos da imagem lactente que variam daqueles em uma única coluna dos átomos, aos cristais, mesmo àqueles na escala de um nanômetro.

O princípio de um TEM é o uso dos elétrons dos comprimentos de onda muito curtos que permitem um significativamente mais de alta resolução das imagens de ser conseguidos do que com o fotomicroscópio. TEMs encontrou aplicações tremendas, especialmente na pesquisa relativa ao cancro, à virologia, à nanotecnologia, e aos semicondutores.

Necessidade para estender capacidades de TEM

Alguns inconvenientes de TEM são (a) a necessidade de preparar as amostras que são adequadamente finas e transparentes para elétrons; (b) amostras biológicas alteradas devido à exposição aos feixes de elétron; e (c) devido ao campo de visão pequeno a parcela analisada de amostra não pode ser uma representação verdadeira da amostra inteira.

Para tais razões, as revelações são em curso para estender TEM. A informação da definição adquirida na microscopia de elétron é baseada nas propriedades do espécime, no método da preparação, nas características do método de TEM, e nos específicos da imagem lactente. As alterações nestes quatro aspectos são consideradas ao estender as capacidades de TEM. Algumas extensões de TEM são como segue;

Exploração TEM

O TEM de varredura (HASTE) é um modo melhorado do microscópio de elétron convencional da exploração. Aqui, as lentes do microscópio são arranjadas de maneira tal que uma ponta de prova finamente focalizada (feixe) seja convergente na superfície da amostra. Este feixe é feito a varredura sobre a quadriculação da amostra sábia e os vários sinais são recolhidos e traduzidos formar ponto por ponto uma imagem.

Nesta técnica, as bobinas fazem o feixe deflexionar, que é recolhido então por um detector actual. A contagem do elétron e a posição de feixe são correlacionadas para encontrar a medida do feixe componente.

Microscópio de elétron da baixa tensão

O microscópio de elétron da baixa tensão (LVEM) pode logo transformar-se o modo de escolha para a imagem lactente do elétron devido a sua capacidade para dar imagens do contraste alto. O uso de baixas tensões de aceleração entre de 5 e 25 quilovolts conduz ao contraste da imagem com uma definição mais de vinte vezes que de TEMs convencional usando tensões de aceleração de 10-1000 quilovolts. O contraste aumentado é devido à dispersão de elétron profuso em LVEM.

As amostras e os materiais biológicos do nanoscale tiram proveito imensa das tensões comparativamente baixas enquanto dano do feixe pode ser evitado. A mancha das amostras biológicas para adquirir o contraste aumentado não é igualmente imperativa.

LVEMs actual está disponível porque os modelos do benchtop que podem ser usados facilmente. Suas capacidades de alta resolução e rápidas da imagem lactente são perfeitas para trabalhos de pesquisa em nanomaterials. Os modelos os mais atrasados de LVEM são LVEM5 e LVEM25.

TEM criogênico

A microscopia de elétron de transmissão criogênica (Cryo-TEM) é amplamente utilizada na pesquisa do nanoparticle para visualizar o tamanho, o formulário, e a estrutura dos espécimes em definições atômicas. Os espécimes são mantidos no gelo vítreo de modo que sejam próximos a seu ambiente nativo.

Então são imaged enquanto mantido na temperatura do hélio líquido ou do nitrogênio líquido. Este processo de preparação de espécime diminui dano da amostra da radiação pela dobra quase 6. as imagens 3D de grandes estruturas biológicas em definições do nanômetro podem igualmente ser obtidas usando este método da preparação da amostra.

Uma grande vantagem de Cryo-TEM é que o ambiente da amostra pode ser controlado e daqui a imagem retem as características estruturais nativas sem nenhumas distorções. Além disso, as manchas não são usadas, tão lá não são nenhuma desfiguração da amostra. A técnica igualmente produz eficientemente as imagens do contraste que distinguem ácidos nucleicos, lipidos, e proteínas.

Correcção TEM da aberração

As lentes esféricas no microscópio de elétron são menos vantajosas sobre lentes ópticas naquele que limitam a definição de imagem devido às aberrações esféricas e cromáticas. As revelações ao longo dos anos conduziram ao uso de correctores multipole reduzir a definição de TEM de 1 nanômetro a 0,2 nanômetros, com uma redução mais adicional a 0,1 nanômetros. Nesta técnica, todas as raias de elétron são feitas para centrar-se sobre uma única área de interesse, que assegura uma imagem mais afiada.

A correcção actual TEMs da aberração tem um corrector que identifique todas as aberrações negativas e combina-as com positivas para produzir finalmente uma saída que não tenha nenhuma aberração de todo. As duas aproximações para a correcção da aberração são os correctores do quadrupole-octupole e do hexapole, ambo usam lentes multipole.

Ambiental/in situ TEM

Ambiental/in situ TEM ou ETEM permite a pesquisa dos nanomaterials no ambiente gasoso. Nesta técnica, o gás é enchido como o espécime no microscópio ao permitir a definição da escala do TEM convencional. É usado nos estudos dos catalizadores, das células combustíveis, e das baterias, que exigem um ambiente reactivo do gás.

A caracterização espacial alta no ETEM permite de obter a informação nova exigida para a melhor compreensão de propriedades e de funções nanostructural em suas escalas do comprimento.

Fontes:

  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

[Leitura adicional: Microscopia de elétron]

Last Updated: Feb 26, 2019

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