Tipos de microscopios electrónicos
Los microscopios electrónicos se pueden dividir en microscopios electrónicos de transmisión, microscopios electrónicos de barrido, microscopios electrónicos de reflexión y microscopios electrónicos de emisión según sus estructuras y usos.
Los microscopios electrónicos de transmisión se utilizan a menudo para observar las estructuras de materiales finos que no se pueden resolver con microscopios ordinarios;
Los microscopios electrónicos de barrido se utilizan principalmente para observar la morfología de superficies sólidas y también se pueden combinar con difractómetros de rayos X o espectrómetros de energía de electrones para formar microsondas electrónicas para el análisis de composición de materiales;
La microscopía electrónica de emisión se utiliza para el estudio de superficies de electrones autoemisores.
(1) microscopio electrónico de transmisión
Los componentes de un microscopio electrónico de transmisión (TEM) incluyen:
1. Cañón de electrones: emite electrones, compuesto por cátodo, rejilla y ánodo.
2. Lente condensadora: es una lente electrónica que concentra el haz de electrones y puede usarse para controlar la intensidad de la iluminación y el ángulo de apertura.
3. Cámara de muestra: coloque la muestra para ser observada y está equipada con una mesa giratoria para cambiar el ángulo de la muestra, así como con calefacción, refrigeración y otros equipos.
4. Lente objetivo: Es una lente de corta distancia con gran aumento, y su función es ampliar la imagen electrónica. La lente del objetivo es la clave para determinar el poder de resolución y la calidad de imagen del microscopio electrónico de transmisión.
5. Espejo intermedio: Es una lente débil con aumento variable, y su función es re-ampliar la imagen electrónica. Al ajustar la corriente del espejo intermedio, se puede seleccionar la imagen o el patrón de difracción de electrones del objeto para la amplificación.
6. Espejo de transmisión: es una lente fuerte de gran aumento, que se utiliza para ampliar aún más la imagen intermedia después del segundo aumento y luego formar una imagen en la pantalla fluorescente.
7. Bomba de vacío secundaria: aspirar la cámara de muestras.
8. Dispositivo de cámara: se utiliza para grabar imágenes. Debido a que los electrones son fáciles de dispersar o ser absorbidos por los objetos, el poder de penetración es bajo y la densidad y el grosor de la muestra afectarán la calidad final de la imagen. Se deben preparar secciones ultrafinas más finas, normalmente de 50-100 nm.
Por lo tanto, la muestra debe procesarse muy delgada cuando se observa con un microscopio electrónico de transmisión. Por lo general, se prepara mediante cortes finos o grabado por congelación:
(1) método de corte fino
La muestra generalmente se fija con ácido ósmico y glutaraldehído, se incrusta con resina epoxi y se corta por expansión térmica o propulsión en espiral. El grosor del corte es 20-50 nm y se tiñe con sales de metales pesados para aumentar el contraste.
(2) Método de grabado por congelación también conocido como método de fractura por congelación
Después de congelar las muestras en hielo seco a -100 grados o nitrógeno líquido a -196 grados, las muestras se cortaron rápidamente con un cuchillo frío. Después de calentar la muestra fracturada, el hielo se sublima inmediatamente en condiciones de vacío, exponiendo la estructura fracturada, lo que se denomina grabado. Una vez que se completa el grabado, se rocía una capa de platino vaporizado en un ángulo de 45° con respecto a la sección y se rocía una capa de carbón en un ángulo de 90° para mejorar el contraste y la fuerza. Luego, la muestra se digiere con una solución de hipoclorito de sodio y la película de carbono y platino se despega, lo que se denomina película compleja, que puede revelar la morfología de la superficie grabada de la muestra. La imagen obtenida bajo el microscopio electrónico representa la estructura en la superficie fracturada de la célula en el espécimen.
(2) microscopio electrónico de barrido
El microscopio electrónico de barrido (SEM) apareció en la década de 1960 y la resolución puede alcanzar 6-10 nm en la actualidad.
Su principio de funcionamiento es que el haz de electrones finamente enfocado emitido por el cañón de electrones golpea la muestra a través de la lente del condensador de dos etapas, la bobina de deflexión y la lente del objetivo, escanea la superficie de la muestra y excita los electrones secundarios. La cantidad de electrones secundarios generados está relacionada con el ángulo de incidencia del haz de electrones, es decir, con la estructura superficial de la muestra. Una vez que el detector recoge los electrones secundarios, el centelleador los convierte en señales ópticas y luego el tubo fotomultiplicador y el amplificador los convierten en señales eléctricas para controlar la intensidad del haz de electrones en la pantalla fluorescente y mostrar una imagen de escaneo. sincronizado con el haz de electrones. La imagen es una imagen tridimensional, que refleja la estructura superficial de la muestra.
Antes de la inspección, las muestras del microscopio electrónico de barrido deben fijarse, deshidratarse y luego rociarse con una capa de partículas de metales pesados. Los metales pesados emiten señales electrónicas secundarias bajo el bombardeo del haz de electrones.
