Ampliar las capacidades de TEM

Los microscopios electrónicos son herramientas de la importancia suprema para los científicos en el campo de las ciencias de la vida y de la ciencia material. (TEM) es una técnica de la microscopia que utiliza electrones en vez de luz para producir las imágenes detalladas de la estructura de elementos.

Haber: Elizaveta Galitckaia/Shutterstock.com

Tienen la capacidad de los defectos de la proyección de imagen que colocan de ésos en una única olumna de átomos, a los cristales, incluso a ésos en la escala de un nanómetro.

El principio de un TEM es el uso de los electrones de las longitudes de onda muy cortas que permiten a importante más de alta resolución de imágenes ser logradas que con el microscopio liviano. TEMs ha encontrado enormes usos, especialmente en la investigación relacionada con el cáncer, la virología, la nanotecnología, y los semiconductores.

Necesidad de ampliar capacidades de TEM

Algunas desventajas de TEM son (a) la necesidad de preparar las muestras que son adecuadamente finas y transparentes para los electrones; (b) muestras biológicas alteradas debido a la exposición a los haces electrónicos; y (c) debido al pequeño campo visual la porción analizada de muestra puede no ser una representación verdadera de la muestra entera.

Por tales razones, los progresos están en curso para ampliar TEM. La información de la resolución detectada en microscopia electrónica se basa en las propiedades del espécimen, método de la preparación, las características del método de TEM, y los específicos de la proyección de imagen. Las modificaciones en estos cuatro aspectos se consideran al ampliar las capacidades de TEM. Algunas extensiones de TEM están como sigue;

Exploración TEM

El TEM de exploración (VÁSTAGO) es una manera perfeccionada del microscopio electrónico convencional de exploración. Aquí, se arreglan las lentes del microscopio de manera que una antena fino enfocada (haz) sea convergente en la superficie de la muestra. Este haz se explora sobre el retículo de la muestra sabio y las diversas señales cerco y son traducidas de formar un punto de imagen por el punto.

En esta técnica, las bobinas hacen que el haz desvía, que entonces cerco por un detector actual. La cuenta del electrón y la posición de haz se correlacionan para encontrar la medición del haz componente.

Microscopio electrónico de la baja tensión

El microscopio electrónico de la baja tensión (LVEM) puede pronto convertirse en la manera de la opción para la proyección de imagen del electrón debido a su capacidad de dar imágenes del alto contraste. El uso de voltajes acelerantes inferiores entre de 5 y 25 kilovoltios lleva al contraste de la imagen con una resolución más de veinte veces que de TEMs convencional usando voltajes acelerantes de 10-1000 kilovoltios. El contraste creciente es debido a dispersar de electrón profuso en LVEM.

Las muestras y los materiales biológicos del nanoscale se benefician inmenso de las tensiones comparativamente bajas mientras que el daño del haz puede ser evitado. La coloración de las muestras biológicas para detectar contraste aumentado no es también obligatoria.

LVEMs actual está disponible pues los modelos del benchtop que se pueden utilizar fácilmente. Sus capacidades de alta resolución y rápidas de la proyección de imagen son perfectas para los trabajos de investigación sobre los nanomaterials. Los últimos modelos de LVEM son LVEM5 y LVEM25.

TEM criogénico

La microscopia electrónica de transmisión criogénica (Cryo-TEM) es ampliamente utilizada en la investigación del nanoparticle para visualizar la talla, la forma, y la estructura de especímenes en las resoluciones atómicas. Los especímenes se mantienen hielo vítreo de modo que estén cercanos a su ambiente nativo.

Entonces son reflejados mientras que están mantenidos en la temperatura del helio líquido o del nitrógeno líquido. Este proceso de la preparación de espécimen disminuye daño de la muestra de la radiación por el doblez casi 6. las imágenes 3D de estructuras biológicas grandes en las resoluciones del nanómetro se pueden también obtener usando este método de preparación de la muestra.

Una gran ventaja de Cryo-TEM es que el ambiente de la muestra puede ser controlado y por lo tanto la imagen conserva las características estructurales nativas sin ningunas distorsiones. Además, las manchas de óxido no se utilizan, tan allí no son ninguna desfiguración de la muestra. La técnica también produce eficientemente las imágenes del contraste que distinguen los ácidos nucléicos, los lípidos, y las proteínas.

Corrección TEM de la aberración

Las lentes esféricas en el microscopio electrónico son menos ventajosas sobre las lentes ópticas en eso que limitan la resolución de imagen debido a aberraciones esféricas y cromáticas. Los progresos a lo largo de los años han llevado al uso de correctores de varios polos de reducir la resolución de TEM a partir de 1 nanómetro a 0,2 nanómetros, con otra reducción a 0,1 nanómetros. En esta técnica, todos los rayos de electrón se hacen para centrarse en un único campo de interés, que asegura una imagen más nítida.

La corrección actual TEMs de la aberración tiene un corrector que determine todas las aberraciones negativas y las combina con las positivas finalmente para producir un rendimiento que no tenga ninguna aberración en absoluto. Las dos aproximaciones para la corrección de la aberración son los correctores del tetrapolo-octupole y del hexapole, que utilizan las lentes de varios polos.

Ambiental/in situ TEM

Ambiental/in situ TEM o ETEM habilita la investigación de nanomaterials en el ambiente gaseoso. En esta técnica, el gas se llena como el espécimen en el microscopio mientras que permite la resolución de la escala del TEM convencional. Se utiliza en estudios de catalizadores, de pilas de combustible, y de las baterías, que requieren un ambiente reactivo del gas.

La alta caracterización espacial en el ETEM habilita obtener la información nueva requerida para una mejor comprensión de propiedades y de funciones nanostructural en sus escalas del largo.

Fuentes:

  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

[Lectura adicional: Microscopia electrónica]

Last Updated: Feb 26, 2019

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