תוֹכֶן
- כיצד עובד המיקרוסקופ
- היתרונות של מיקרוסקופ אלקטרונים להולכה
- גבולות מיקרוסקופ אלקטרונים להולכה
- קצת היסטוריה
מיקרוסקופ האלקטרונים להולכת סריקה פותח בשנות החמישים. במקום האור, מיקרוסקופ האלקטרונים ההולכים משתמש בקרן אלקטרונים ממוקדת, אותה היא עוברת דרך מדגם על מנת ליצור תמונה. היתרון של מיקרוסקופ האלקטרוני ההולכה על פני מיקרוסקופ אופטי הוא היכולת שלו לייצר הגדלה הרבה יותר גדולה ולהראות פרטים שמיקרוסקופים אופטיים לא יכולים.
כיצד עובד המיקרוסקופ
מיקרוסקופים אלקטרוניים משדרים עוברים באופן דומה למיקרוסקופים אופטיים, אך במקום אור, או פוטונים, הם משתמשים בקרן אלקטרונים. אקדח אלקטרונים הוא מקור האלקטרונים ומתפקד כמו מקור אור במיקרוסקופ אופטי. האלקטרונים הטעונים לשלילה נמשכים לאנודה, מכשיר בצורת טבעת עם מטען חשמלי חיובי. עדשה מגנטית ממקדת את זרם האלקטרונים כשהם עוברים בוואקום בתוך המיקרוסקופ. האלקטרונים הממוקדים הללו מכים את הדגימה על הבמה ומקפיצים את הדגימה ויוצרים צילומי רנטגן בתהליך. האלקטרונים המוקפצים, או המפוזרים, כמו גם קרני הרנטגן, הופכים לאות המזין תמונה למסך טלוויזיה בו המדען רואה את הדגימה.
היתרונות של מיקרוסקופ אלקטרונים להולכה
גם המיקרוסקופ האופטי וגם המיקרוסקופ האלקטרוני העברתי משתמשים בדגימות חתוכות דק. היתרון של מיקרוסקופ האלקטרוני ההולכה הוא בכך שהוא מגדיל דגימות במידה הרבה יותר גבוהה ממיקרוסקופ אופטי. הגדלה של פי 10,000 ומעלה אפשרית, המאפשרת למדענים לראות מבנים קטנים במיוחד. עבור הביולוגים נראים בבירור פעולתם הפנימית של תאים, כמו מיטוכונדריה ואורגנלים.
מיקרוסקופ האלקטרונים המשדר מציע רזולוציה מצוינת של המבנה הקריסטלוגרפי של דגימות, ואף יכול להראות את סידור האטומים בתוך מדגם.
גבולות מיקרוסקופ אלקטרונים להולכה
מיקרוסקופ האלקטרוני ההולכה מחייב להכניס דגימות לתא ואקום. בגלל דרישה זו, לא ניתן להשתמש במיקרוסקופ בכדי לצפות בדגימות חיות, כמו פרוטוזואה. כמה דגימות עדינות עלולות להיפגע גם מקרן האלקטרונים ויש להכתים אותן תחילה או להיות מצופות בכימיקלים כדי להגן עליהן. לעיתים טיפול זה הורס את הדגימה.
קצת היסטוריה
מיקרוסקופים רגילים משתמשים באור ממוקד כדי להגדיל תמונה אך יש להם מגבלה פיזית מובנית של הגדלה של בערך 1,000x. גבול זה הושג בשנות השלושים של המאה העשרים, אך מדענים רצו להיות מסוגלים להגדיל את פוטנציאל ההגדלה של המיקרוסקופים שלהם, כך שיוכלו לחקור את המבנה הפנימי של תאים ומבנים מיקרוסקופיים אחרים.
בשנת 1931 פיתחו מקס קנול וארנסט רוסקה את המיקרוסקופ האלקטרוני ההולכי הראשון. בגלל המורכבות של המנגנון האלקטרוני ההכרחי המעורב במיקרוסקופ, רק באמצע שנות השישים היו המיקרוסקופים האלקטרוניים ההולכים המסחריים הראשונים שהיו זמינים למדענים.
ארנסט רוסקה זכה בפרס נובל לפיזיקה משנת 1986 על עבודתו בפיתוח מיקרוסקופ האלקטרונים ומיקרוסקופיית האלקטרונים.