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Limitazioni di TEM

Da Jeyashree Sundaram, MBA

Una tecnologia significativa, microscopia elettronica di trasmissione (TEM) ha riuscito a penetrare suo biologia cellulare dal 1940. In paragone ai microscopi ottici, TEM può raggiungere un molto di alta risoluzione dovuto la più breve lunghezza d'onda del fascio di elettroni che utilizza. Questa funzionalità permette a TEM di prevedere la struttura delle celle quali i sistemi della membrana, le ciglia, gli organelli e la sua complessità. Indipendentemente dai vantaggi, TEM presenta le sue proprie limitazioni.

Credito: Jose Luis Calvo/Shutterstock.com

Abilità di campionatura

Tutta la tecnica di rappresentazione ad alta definizione presenta la sua propria limitazione in costruita: in qualunque momento si può esaminare appena una piccola parte di un esemplare; più alta la risoluzione, il più basso sarà le sue capacità di campionatura.

Tutto il TEMs può essere usato per analizzare non più di del materiale del campione fino alla data. Un ricercatore deve familiarizz conare gli aspetti di base del suo esemplare prima di tentare di conoscere gli aspetti più fini.

Limitazioni della proiezione

TEM funziona in tal modo che vediamo le 2D immagini degli esemplari 3D, osservato come componente della trasmissione. Poiché i nostri occhi e cervello capiscono ordinariamente l'indicatore luminoso riflesso possiamo supporre che possiamo potere interpretare le immagini di TEM, ma questo non è vero.

Per esempio, quando vediamo una maschera di due animali che affrontano a partire da a vicenda, può comparire (bidimensionale) come singolo organismo con due teste a qualsiasi estremità ma ancora capiamo la maschera, mentre capiamo la natura vera degli animali in uno scenario 3D. al contrario, quando vediamo una simile immagine ingannevole di TEM, non possiamo interpretarlo correttamente e ci possono anche essere artefatti nelle immagini di TEM.

Questo svantaggio specifico in TEM è definito come limitazione della proiezione. Un aspetto particolare di questa limitazione è che le immagini, i reticoli di diffrazione, o le informazioni di spettri ottenute da TEM è fatta la media con lo spessore dell'esemplare. Ciò significa che non c'è la sensibilità di profondità in una singola immagine di TEM.

Lo spessore dell'esemplare è conosciuto indubbiamente, ma questo non è immediatamente evidente. Così diventa necessario usare l'altro superficie sensibile o a tecniche profondità sensibili quale lo scansione sondano la microscopia, la microscopia dello campo-ione, la retrodiffusione di Rutherford e la spettroscopia della coclea come tecniche complementari per ottenere una caratterizzazione completa di un esemplare.

I biofisici hanno inventato la tecnica di tecnica di tomografia-un dell'elettrone che usa un gran quantità delle immagini catturate ai vari angoli per creare un'immagine 3D, simile in linea di principio alle scansioni moderne e mediche del CAPONE (tomografia assiale automatizzata) che usano i raggi x. I miglioramenti sono stati apportati continuamente sulla progettazione del esemplare-supporto in modo da raggiungere una rotazione completa di 360 gradi. Ciò, insieme ad archiviazione di dati e la manipolazione hanno aiutato i nanotechnologists a studiare le strutture inorganiche complesse (per esempio, materiali porosi) contenenti le molecole di interesse (per esempio, catalizzatori).

Danneggia dovuto radiazione

La radiazione ionizzante può danneggiare sempre gli esemplari utilizzati in TEM. I polimeri, i materiali organici, determinati minerali e la ceramica sono esempi dei materiali che possono rovinarsi tramite radiazione ionizzante. Tali danni diventano peggio alle tensioni alte quanto 400 chilovolt, che sono possibili per raggiungere in molti strumenti commerciali.

Tuttavia, le tecniche sono state evolute con cui le sorgenti intense dell'elettrone, i rivelatori elettronici sensibili ed il potenziamento delle immagini rumorose tutto del computer si combinano in tal modo che la dose totale ricevuta da un esemplare è sotto la soglia di danno. Tali approcci chiamati come le tecniche di microscopia della minimo-dose si combinano spesso con il raffreddamento degli esemplari (cryomicroscopy) e le macchine fotografiche a basso rumore del CCD (unità ad accoppiamento di carica) che queste hanno approcci standard diventati in TEM biologico studia.

Tutti gli avanzamenti benchè, sia tuttavia vero che una combinazione di alti fasci di elettroni e di sorgenti intense dell'elettrone può distruggere qualunque tipo di esemplare/tessuto se uno non segue le procedure di sicurezza.

C'è egualmente la possibilità dell'esposizione a tale radiazione offensiva. Sebbene TEMs moderno sia progettato in tal modo che la sicurezza è una preoccupazione primaria, una dovrebbe non modificare mai uno strumento in tutti i modi senza consultare il produttore e senza eseguire tutte le prove della radiazione-perdita di routine.

Preparazione di campioni

TEM è basato per principio di elettroni trasmessi per ottenere le informazioni su un esemplare. Gli esemplari devono essere sottili - i materiali devono essere elettrone trasparente.

Ciò a sua volta significa che gli elettroni che passano attraverso il materiale e che cadono sullo schermo o sulla lastra grossa fotografica devono avere intensità sufficiente per la generazione dell'immagine all'interno di un calendario ragionevole. Ciò è spesso una funzione dell'energia di elettrone e del numero atomico medio (z) dell'esemplare nell'ambito dell'osservazione.

Gli esemplari sottili sono migliori; gli esemplari più sottili di 100 nanometro sono raccomandati. Per spettrometria di alta risoluzione dell'elettrone o di TEM, lo spessore del campione di meno di 50 nanometro (o persino meno di 10 nanometro) è la norma. Queste restrizioni, tuttavia, non si applicano mentre la tensione del raggio aumenta, che può anche causare il danno dell'esemplare e creare i artefatti.

Studiando i materiali agli ingrandimenti bassi con gli occhi, la microscopia visibile e leggera di microscopia elettronica di scansione prima del tentare di studiarli facendo uso di TEM è suggerita. Se questo approccio generale non è seguito, uno può ottenere facilmente fuorviato dai artefatti che possono essere generati durante l'approccio di TEM.

Sorgenti

  1. Microscopia elettronica di trasmissione: Un manuale per scienza dei materiali, volume 2 da 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. http://www.ivyroses.com/Biology/Techniques/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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