|
میکروسکوپ الکترونی عبوری
اساس عملکرد
میکروسکوپ الکترونی عبوری
(Transmission Electron
Microscope) که به اختصار به آن
TEM گویند مشابه میکروسکوپ های
نوری است با این تفاوت که بجای
پرتوی نور در آن از پرتوی الکترون
استفاده می شود. آنچه که می توان
با کمک میکروسکوپ نوری مشاهده
کرده بسیار محدود است در حالی که
با استفاده از الکترونها بجای
نور، این محدودیت از بین میرود.
وضوح تصویر در TEM هزار برابر
بیشتر از یک میکروسکوپ نوری است.
با استفاده از TEM می توان جسمی
به اندازه چند انگستروم (10 -10
متر) را مشاهده کرد. برای مثال
میتوانید اجزای موجود در یک سلول
یا مواد مختلف در ابعادی نزدیک به
اتم را مشاهده کنید. برای
بزرگنمایی TEM ابزار مناسبی است
که هم در تحقیقات پزشکی، زيست
شناسی و هم در تحقیقات مرتبط با
مواد قابل استفاده است.
در واقع TEM نوعی پروژکتور نمایش
اسلاید در مقیاس نانو است که در
آن پرتویی از الکترون ها از تصویر
عبور داده می شود. الکترون هایی
که از جسم عبور می کنند به پرده
فسفرسانس برخورد کرده سبب ایجاد
تصویر از جسم بر روی پرده می
شوند. قسمت های تاریک تر بیانگر
این امر هستند که الکترون های
کمتری از این قسمت جسم عبور کرده
اند (این بخش از نمونه چگالی
بیشتری دارد) و نواحی روشن تر
مکانهایی هستند که الکترون از
آنها عبور کرده است (بخش های کم
چگال تر).
وضوح این میکروسکوپ 2/0 نانومتر
است که در حد اتم است (بیشتر اتم
ها ابعادی تقریبا برابر 2/0
نانومتر دارند). با این نوع
میکروسکوپ حتی می توان نحوه قرار
گرفتن اتمها در یک ماده را بررسی
کرد.
استفاده از این میکروسکوپ گران و
وقت گیر است چرا که نمونه باید در
ابتدا به شیوه ای خاص آماده شود
لذا تنها در مواردی خاص از
میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده
نمایند. از این میکروسکوپ جهت
تحلیل و آنالیز ریخت شناسی،
ساختار بلوری (نحوه قرارگیری
اتمها در شبکه بلوری) و ترکیب
نمونه ها استفاده می شود.
عملکرد میکروسکوپ:
با کمک یک منبع نور در بالای
میکروسکوپ ، الکترون ها گسیل و
منتشر می شوند. الکترون ها از
تیوب خلاء میکروسکوپ عبور می
کنند. در میکروسکوپ های نوری از
عدسی های شیشه ای برای متمرکز
کردن نور استفاده می شود در حالی
که در TEM از عدسی های
الکترومغناطیسی استفاده می شود تا
الکترون های را جمع و متمرکز
ساخته به صورت یک پرتوی باریک
گسیل نماید. این پرتوی الکترونی
از نمونه عبور داده می شود. بسته
به چگالی مواد، الکترون ها ممکن
است از بخش هایی از جسم بگذرند و
به صفحه فلورسانس برخورد نمایند و
تصویر سایه مانندی از نمونه ایجاد
کنند که میزان تیرگی بخش های
مختلف جسم به چگالی مواد در ان
بخش ها وابسته است. هر چه جسم کم
چگال تر باشد تصویر تیره تر خواهد
بود. این تصویر می توان مستقیما
توسط اوپراتور مطالعه شود و یا با
کمک یک دوربین تصویر برداری شود.
آماده سازی نمونه:
همانطور که در بالا اشاره شد،
آماده کردن نمونه نیز به دقت خاصی
دارد که در ادامه به نحوه آماده
سازی نمونه برای مطالعه آن با TEM
اشاره می شود.
در TEM، نمونه ای که می خواهید
بررسی کنید باید چگالی آن به حتی
باشد که اجازه دهد تا الکترونها
تا حدی از آن عبور کنند. راه های
مختلفی برای تهیه این نوع نمونه
وجود دارد. می توانید برش های
بسیار نازک از نمونه مدنظر تهیه
کنید و آن را در یک پلاستیک فیکس
و ثابت نمایند یا اینکه آنرا
منجمد کنید. روش دیگر تهیه نمونه
ایزوله کردن نمونه و مطالعه
محلولی از مولکول ها یا ویروس های
مورد نظر با کمک TEM است.
همچنین می توان نمونه را با روش
های مختلف رنگ کرد و با استفاده
از نشانه گذاری آنرا مطالعه کرد.
برای مثال، فلزات سنگین رنگ شده
مانند اورانیوم و سرب الکترون های
را به خوبی متفرق می کنند و
کنتراست نمونه را در زیر
میکروسکوپ بهبود می بخشند. در
ادامه روش تهیه دو نمونه برای
مطالعه آنها با TEM آورده شده
است:
1. تهیه برش با کمک مواد در
برگیرنده: مواد زیستی شامل مقادیر
آب می باشند. به علت این برای
استفاده از TEM باید کار در خلاء
انجام شود لازم است تا آب به گونه
ای تبخیر و یا جداسازی شود (با
کمک الکل یا استون) و در نهایت
نمونه فیکس و ثابت می شود. حال
نمونه در پلاستیکی محصور می شود
(به شکل یک بلوک پلاستیکی سخت) و
سپس برشهای نازکی از آن به کمک
چاقوی الماس مربوط به دستگاه
اولترامیکروتوم (برای ایجاد برش
های بسیار ظریف) تهیه می شود که
تنها 50-100 نانومتر ضخامت دارند.
برش های تهیه شده روی یک توری مسی
قرار داده می شوند و با کمک فلزات
سنگین رنگ می شوند. حال نمونه
بافت آماده مطالعه با کمک پرتوی
الکترونی TEM می باشد.
2.
تهیه نمونه به روش رنگ کردن: در
این روش از مواد ایزوله (که می
توانند برای مطالعه باکتری ها و
یا مولکول های ایزوله استفاده
شوند) استفاده می شود به این طریق
که ابتدا محلول محتوای باکتری روی
توری ریخته و با پلاستیک پوشانده
می شود. محلول نمکی یک فلز سنگین
(مانند اورانیوم یا سرب) به آنها
اضافه می شود. محلول نمکی فلز با
مواد ترکیب نمی شود اما هاله ای
را اطراف آن بر روی توری تشکیل می
دهد. نمونه به صورت یک تصویر منفی
در هنگامی که با کمک TEM مورد
مطالعه قرار می گیرد نمایان می
شود.
 |