Ang electron microscope ay kumakatawan sa isang makabuluhang pagkakaiba-iba ng klasikong mikroskopyo. Sa tulong ng mga electron, maaari nitong imahen ang ibabaw o loob ng isang bagay.
Ano ang isang electron microscope?
Ang electron microscope ay kumakatawan sa isang makabuluhang pagkakaiba-iba ng klasikal na mikroskopyo. Sa mga naunang panahon, ang electron microscope ay kilala rin bilang supermicroscope. Nagsisilbi itong isang pang-agham na instrumento kung saan ang mga bagay ay maaaring mapalaki ng larawan sa pamamagitan ng paglalapat ng mga electronic beam, na nagbibigay-daan para sa mas masusing pagsusuri. Ang mas mataas na mga resolusyon ay maaaring makamit sa isang electron microscope kaysa sa isang light microscope. Ang mga ilaw na mikroskopyo ay maaaring makamit ang isang pagpapalaki ng dalawang libong beses sa pinakamahusay na kaso. Gayunpaman, kung ang distansya sa pagitan ng dalawang puntos ay mas mababa sa kalahati ng haba ng daluyong ng ilaw, ang mata ng tao ay hindi na makilala ang mga ito nang magkahiwalay. Ang isang electron microscope, sa kabilang banda, ay nakakamit ng isang pagpapalaki ng 1: 1,000,000. Maaari itong maiugnay sa ang katunayan na ang mga alon ng electron microscope ay mas maikli kaysa sa mga alon ng ilaw. Upang maalis ang nakakagambalang hangin molecule, ang electron beam ay nakatuon sa bagay sa isang vacuum sa pamamagitan ng napakalaking mga electric field. Ang unang electron microscope ay binuo noong 1931 ng mga German electrical engineer na sina Ernst Ruska (1906-1988) at Max Knoll (1897-1969). Gayunpaman, sa una, ang maliliit na metal na gratings kaysa sa mga electron-transparent na bagay ay nagsilbing mga imahe. Itinayo din ni Ernst Ruska ang unang electron microscope na ginamit para sa mga layuning pangkalakalan noong 1938. Noong 1986, natanggap ni Ruska ang Nobel Prize sa Physics para sa kanyang supermicroscope. Sa paglipas ng mga taon, ang electron microscopy ay patuloy na napailalim sa mga bagong disenyo at panteknikal na pagpapabuti, sa gayon sa kasalukuyang araw imposibleng isipin ang agham nang walang electron microscope.
Mga hugis, uri at uri
Ang pangunahing pangunahing uri ng electron microscope ay kasama ang pag-scan ng electron microscope (SEM) at ang transmission electron microscope (TEM). Ang pag-scan ng electron microscope ay nag-scan ng isang manipis na electron beam sa kabuuan ng isang solidong bagay. Ang mga elektron o iba pang mga senyas na muling lumalabas mula sa bagay o na-backscatter ay maaaring napansin nang magkasabay. Tinutukoy ng kasalukuyang napansin ang halaga ng tindi ng pixel na ini-scan ng electron beam. Bilang isang patakaran, ang tinukoy na data ay maaaring ipakita sa isang konektadong screen. Sa ganitong paraan, masusunod ng gumagamit ang pagbuo ng imahe sa real time. Kapag ang pag-scan gamit ang mga electronic beam, ang electron microscope ay limitado sa ibabaw ng bagay. Para sa visualization, idinidirekta ng instrumento ang mga imahe sa isang fluorescent screen. Pagkatapos ng potograpiya, ang mga imahe ay maaaring mapalaki hanggang sa 1: 200,000. Kapag gumagamit ng isang transmisyon ng electron microscope, na nagmula ni Ernst Ruska, ang bagay na susuriin, na dapat magkaroon ng isang naaangkop na payat, ay nai-irradiate ng mga electron. Ang naaangkop na kapal ng bagay ay nag-iiba mula sa ilang mga nanometers hanggang sa maraming mga micrometro, na nakasalalay sa bilang ng atomiko ng mga atomo ng materyal na bagay, ng nais na resolusyon, at antas ng nagpapabilis na boltahe. Ang mas mababa ang accelerating boltahe at mas mataas ang bilang ng atomic, mas payat ang bagay na dapat. Ang imahe ng transmisyon ng electron microscope ay nabuo ng mga hinihigop na mga electron. Ang iba pang mga subtypes ng electron microscope ay kasama ang kyroelectron microscope (KEM), na ginagamit upang pag-aralan ang mga kumplikadong istraktura ng protina, at ang high-voltage electron microscope, na mayroong napakataas na margin ng pagpabilis. Ginagamit ito upang makapag-imahe ng malawak na mga bagay.
Istraktura at mode ng pagpapatakbo
Ang istraktura ng isang electron microscope ay tila may maliit na pagkakapareho sa isang light microscope sa loob. Gayunpaman, may mga parallel. Halimbawa, ang electron gun ay matatagpuan sa itaas. Sa pinakasimpleng kaso, maaari itong maging isang tungsten wire. Ito ay pinainit at nagpapalabas ng mga electron. Ang electron beam ay nakatuon sa pamamagitan ng electromagnets, na may mala-ring na hugis. Ang mga electromagnet ay katulad ng mga lente sa isang ilaw na mikroskopyo. Ang pinong electron beam ay nakapag-iisa nang kumatok ng mga electron mula sa sample. Ang mga electron pagkatapos ay nakolekta muli ng isang detector, mula sa kung saan maaaring mabuo ang isang imahe. Kung ang electron beam ay hindi gumagalaw, isang punto lamang ang maaaring mailarawan. Gayunpaman, kung ang pag-scan ng isang ibabaw ay naganap, isang pagbabago ang nagaganap. Ang electron beam ay napalihis ng mga electromagnets at ginabayang linya sa pamamagitan ng linya sa bagay na susuriin. Nagbibigay-daan ang pag-scan na ito ng isang pinalaki at mataas na resolusyon ng imahe ng bagay. Kung nais ng tagasuri na lumapit pa sa bagay, kailangan lamang niyang bawasan ang lugar kung saan nai-scan ang electron beam. Kung mas maliit ang lugar ng pag-scan, mas malaki ang bagay na ipinakita. Ang unang mikroskopyo ng elektron na itinayo ay nagpalaki ng mga nasuri na bagay nang 400 beses. Sa modernong panahon, ang mga instrumento ay maaaring magpalaki ng isang bagay kahit na 500,000 beses.
Mga benepisyo sa medikal at kalusugan
Para sa gamot at pang-agham na sangay tulad ng biology, ang electron microscope ay isa sa pinakamahalagang imbensyon. Kaya, ang kamangha-manghang mga resulta sa pagsusuri ay maaaring makuha sa instrumento. Partikular na mahalaga para sa gamot ay ang katotohanan na virus maaari na ring suriin sa pamamagitan ng isang electron microscope. Virus, halimbawa, maraming beses na mas maliit kaysa sa bakterya, kaya hindi sila maaaring ma-imaging detalyado ng isang ilaw na mikroskopyo. Hindi rin malalaman ang loob ng isang cell nang detalyado sa mga ilaw na mikroskopyo. Gayunpaman, nagbago ito gamit ang electron microscope. Ngayon, ang mga mapanganib na sakit tulad ng AIDS (HIV) o rabis maaaring masisiyasat nang mas mahusay sa mga electronic microscope. Gayunpaman, ang electron microscope ay mayroon ding ilang mga kawalan. Halimbawa, ang mga bagay na sinuri ay maaaring maapektuhan ng electron beam dahil sa pag-init o dahil ang mga kumakaripas na electron ay sumalpok ng kumpletong mga atomo. Bilang karagdagan, ang mga gastos sa pagkuha at pagpapanatili ng isang electron microscope ay napakataas. Para sa kadahilanang ito, ang mga instrumento ay pangunahing ginagamit ng mga instituto ng pananaliksik o mga pribadong tagapagbigay ng serbisyo.
