Mis vahe on valgusmikroskoopial ja elektronmikroskoopial?
Tüüpiline optiline mikroskoop kasutab näidise valgustamiseks nähtavat valgust ja proovi kujutise suurendamiseks klaasläätsede seeriat. Kuna kasutate valgust, võite asetada proovi mikroskoobi alla ümbritseva õhu kätte või mõnel juhul väikesesse vette või õlisse. Liitvalgusmikroskoopia jaoks on meil tavaliselt vaja, et proov oleks õhuke, sest tahame, et valgus läbiks seda, et näeksime sisemisi detaile. Tavaliselt tähendab see proovi lõikude lõikamist, kuid olenevalt proovist võib lõikude paksus olla umbes 1 kuni 20 mikronit. Stereo- või dissekteeriva valgusmikroskoopia puhul sellist nõuet ei ole, sest tavaliselt vaatate lihtsalt proovi pinda. Vaadake suurendatud pilti optilise mikroskoobiga läbi okulaaride,
Elektronmikroskoobid kasutavad valgustamiseks hoolikalt kontrollitud elektronkiirt. Kiirt juhitakse ja fokusseeritakse elektromagnetläätsede seeriaga, mis on sisuliselt võimsad elektromagnetmähised, millel on keskne auk, mille kaudu elektronid läbivad. Objektiiv juhib näidist tabavat valguskiirt ja suurendab ka proovi kujutist. Kuna töötate elektronkiirega, peab kogu elektronoptiline süsteem olema kõrgvaakumis, mis tähendab, et proov peab sobima vaakumkeskkonnaga. Transmissioonelektronmikroskoobis (TEM) peavad elektronid proovi läbima, seega peab proov olema väga õhuke, alla 0,1 mikroni. Suurendatud pilte vaadatakse fluorestsentsekraanil, kuid neid saab salvestada ka ekraani alla või kohale paigaldatud CCD-kaameraga.
Skaneeriv elektronmikroskoopia (SEM) on omamoodi väga sarnane optilise dissekteeriva mikroskoobiga, kuna vaatate väga hoolikalt proovi pinda, nii et see ei pea olema õhuke. SEM-is skaneeritakse proovi peenfokuseeritud elektronkiirega, seega peab proov taluma kõrgvaakumit ja olema piisavalt juhtiv. (Selle põhjuseks on asjaolu, et te juhite proovi elektronide voogu ja vool tuleb ära juhtida.) SEM-proovid kaetakse sageli väga õhukese süsiniku või metalli (nt kuld või kroom) kattega, et muuta need juhtivaks.
Ülaltoodud kommentaarid kirjeldavad erinevusi füüsikalistes mõõteriistades ja ma ei maininudki, et elektronmikroskoobid on valgusmikroskoobidest suuremad ja keerukamad. Kuid peamine erinevus valgus- ja elektronmikroskoopia vahel on eraldusvõime – väga väikeste detailide lahendamise võime. Lõppkokkuvõttes piirab eraldusvõimet valguse lainepikkus optilises mikroskoopias ja elektronkiire efektiivne lainepikkus elektronmikroskoopias. Kuna nähtava valguse lainepikkus jääb ligikaudu vahemikku {{0}} nanomeetrit, on optilise mikroskoopia optimaalne eraldusvõime ligikaudu 200 nanomeetrit (0). 2 mikromeetrit). 200 kilovoldisega töötava TEM-i puhul on elektronkiire lainepikkus 0,0025 nanomeetrit, sellise instrumendi tegelik lahutusvõime on umbes 0,2 nanomeetrit ehk tuhat korda parem kui optilisel mikroskoobil. Täiustatud TEM-ide eraldusvõime võib olla 0,1 nanomeetri lähedal ja paljud TEM-id suudavad kujutada aatomeid tavalistes struktuurides.
Kuna suurendus on lihtsalt objekti välimuse suhe silmale või ekraanile võrreldes selle tegeliku suurusega, tähendab see, et väga hea optilise mikroskoobi maksimaalne suurendus on 1000-2000x ja maksimaalne saadaolev suurendus on kõrge kvaliteediga. TEM on 1-2 miljonit korda. SEM-i puhul on eraldusvõimet mõjutavad paljud muud tegurid ja maksimaalne saadaolev suurendus on tõenäoliselt umbes 300,000x.
Nagu näete, on valgus- ja elektronmikroskoopia vahel tõepoolest palju erinevusi, millest peamised on eraldusvõime probleemid. Praktiliste rakenduste puhul sõltub kasutatava instrumendi tüübi valik lõppkokkuvõttes nõutavast eraldusvõimest ja suurendusest ning proovi ettevalmistamise lihtsusest.
