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Limitations de TEM

Par Jeyashree Sundaram, MBA

Une technologie significative, microscopie électronique de boîte de vitesses (TEM) a réussi à pénétrer son la biologie cellulaire depuis 1940. En comparaison avec les photomicroscopes, TEM peut réaliser un en raison très de haute résolution de la longueur d'onde plus courte du faisceau d'électrons qu'elle emploie. Cette caractéristique permet à TEM de concevoir la structure des cellules telles que des systèmes de membrane, des cils, des organelles et sa complexité. Indépendamment des avantages, TEM a ses propres limitations.

Crédit : Jose Luis Calvo/Shutterstock.com

Capacités d'échantillonnage

N'importe quelle technique d'imagerie à haute résolution a sa propre limitation incorporée : à un moment donné on peut examiner juste une petite partie d'un spécimen ; plus la définition est élevée, le inférieur sera ses capacités d'échantillonnage.

Tout le TEMs a pu avoir été employé pour n'analyser pas plus que de matériau témoin jusqu'à la date. Un chercheur doit finir par connaître les aspects fondamentaux d'à un spécimen avant d'essayer de connaître les aspects plus fins.

Limitations de projection

TEM fonctionne de telle manière que nous voyions les 2D images des spécimens 3D, vu en tant qu'élément de la boîte de vitesses. Puisque nos yeux et cerveau comprennent la lumière réfléchie par habitude nous pouvons supposer que nous pouvons pouvoir interpréter des images de TEM, mais ce n'est pas vrai.

Par exemple, quand nous voyons une illustration de deux animaux faisant face à partir de l'un l'autre, il peut apparaître (bidimensionnel) comme fuselage unique avec deux têtes à l'un ou l'autre d'extrémité mais nous comprenons toujours l'illustration, pendant que nous comprenons la nature exacte des animaux dans un scénario 3D. en revanche, quand nous voyons une image fallacieuse assimilée de TEM, nous pouvons ne pas l'interpréter correctement, et il peut également y avoir des corps étrangers dans des images de TEM.

Cet inconvénient spécifique dans TEM se nomme comme limitation de projection. Un aspect particulier de cette limitation est que les images, les diagrammes diffraction, ou l'information de spectres obtenue par TEM est ramenées à une moyenne par l'épaisseur du spécimen. Ceci signifie qu'il n'y a aucune sensibilité de profondeur dans une image unique de TEM.

L'épaisseur du spécimen est assurément connue, mais ce n'est pas immédiatement apparente. Ainsi il devient nécessaire de se servir de l'autre tensio-sensible ou les techniques profondeur-sensibles telles que la lecture sondent la microscopie, la microscopie d'inducteur-ion, la rétrodiffusion de Rutherford, et la spectroscopie de foreuse en tant que techniques complémentaires pour obtenir une pleine caractérisation d'un spécimen.

Les biophysiciens ont inventé en principe la technique de la technique de tomographie-un d'électron qui emploie un tas d'images prises aux cornières variées pour produire une image 3D, assimilée aux échographies modernes et médicales de CHAT (tomographie axiale sur ordinateur) qui emploient des rayons X. Des améliorations ont été apportées continuement sur le modèle de spécimen-support afin de réaliser une pleine rotation de 360 degrés. Ceci, avec le stockage de données et la manipulation ont aidé des nanotechnologists à étudier les structures minérales complexes (par exemple, matériaux poreux) contenant des molécules d'intérêt (par exemple, catalyseurs).

Endommage en raison de la radiothérapie

Le rayonnement ionisant peut toujours endommager les spécimens utilisés dans TEM. Les polymères, les matières organiques, certains minerais, et la céramique sont des exemples des matériaux qui peuvent obtenir endommagés par le rayonnement ionisant. De tels dégâts s'aggravent aux tensions aussi élevées que 400 kilovolts, qui sont possibles pour réaliser dans beaucoup des instruments commerciaux.

Cependant, des techniques ont été évoluées par lequel des sources fortes d'électron, les détecteurs électroniques sensibles, et l'amélioration des images bruyantes tous d'ordinateur soient combinés de telle manière que toute la dose reçue par un spécimen soit en dessous du seuil de dégâts. Tel approche appelé pendant que des techniques de microscopie de minimum-dose sont souvent combinées avec le refroidissement des spécimens (cryomicroscopy) et les appareils-photo de CCD de faible bruit (dispositif à couplage de charge) que ceux-ci ont des approches normales étées dans TEM biologique étudie.

Tous les avancements nonobstant, il est cependant vrai qu'une combinaison des faisceaux d'électrons élevés et des sources fortes d'électron puisse détruire n'importe quel type de spécimen/de tissu si on ne suit pas des procédures de sécurité.

Il y a également la possibilité de s'exposer à une telle radiothérapie dommageable. Bien que TEMs moderne soient conçus de telle manière que la sécurité soit une préoccupation primaire, on devrait ne jamais modifier un instrument de quelque façon sans consulter le constructeur et sans réaliser tous les essais de radiothérapie-fuite de sous-programme.

Préparation de specimens

TEM est basé sur le principe des électrons transmis pour obtenir des informations sur un spécimen. Les spécimens doivent être minces - les matériaux doivent être électron transparent.

Ceci signifie consécutivement que les électrons réussissant par le matériau et tombant sur l'écran ou la plaque photographique doivent avoir l'intensité suffisante pour produire d'une image dans un calendrier raisonnable. C'est souvent un fonctionnement de l'énergie d'électrons et du numéro atomique moyen (z) du spécimen sous l'observation.

Les spécimens minces sont meilleurs ; des spécimens plus minces que 100 nanomètre sont recommandés. Pour la spectrométrie de haute résolution de TEM ou d'électron, l'épaisseur d'échantillon de moins de 50 nanomètre (ou même moins de 10 nanomètre) sont la norme. Ces restrictions, cependant, ne s'appliquent pas à mesure que la tension de faisceau augmente, qui peut également endommager spécimen et produire des corps étrangers.

Étudiant des matériaux aux agrandissements inférieurs avec des yeux, la photomicroscopie visible et de microscopie électronique de lecture avant d'essayer de les étudier utilisant TEM est proposée. Si cette approche générale n'est pas suivie, on peut facilement obtenir trompé par les corps étrangers qui peuvent être produits pendant l'approche de TEM.

Sources

  1. Microscopie électronique de boîte de vitesses : Un manuel pour la science des matériaux, volume 2 par David B. Williams, C. Barry Carter
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3907272/
  3. https://getrevising.co.uk/diagrams/electron_miscroscopes
  4. www.ivyroses.com/.../Transmission-Electron-Microscope_TEM.php
  5. https://www.beilstein-journals.org/bjnano/articles/6/158

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Last Updated: Jun 24, 2019

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