میکروسکوپ الکترونی عبوری-روبشی (STEM)
انواع STEM، ویژگی های میکروسکوپ های TEM و SEM را با هم ترکیب می کنند و قیمت اون ازمایشگاهی بنابراین، امکان تصویربرداری با وضوح بالا و آنالیز عنصری را با اسکن یک پرتو الکترونی متمرکز در سراسر یک نمونه نازک فراهم می کنند.
در حقیقت، یک میکروسکوپ STEM اطلاعاتی در مورد ساختار داخلی و ترکیب شیمیایی یک نمونه ارائه می دهد.
شماتیک کلی میکروسکوپ های STEM
میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی (ESEM)
میکروسکوپ ESEM گونه ای از SEM است که می تواند تحت شرایط محیطی کنترل شده، مانند رطوبت بالا، فشار کم و حتی در یک محیط گازی عمل کند و امکان تصویربرداری از نمونه های هیدراته را بدون نیاز به آبگیری یا پوشش با مواد رسانا فراهم می کند.
ESEM ها از ترکیبی از خلأ بالا و یک محیط گازی استفاده می کنند تا امکان تصویربرداری از نمونه های بیولوژیکی، آلی و غیر رسانا را فراهم کنند.
آنها دارای محفظه ای هستند که می تواند نمونه های بزرگتر از SEM های سنتی را در خود جای دهد و مجهز به یک آشکارساز الکترون تخصصی است که می تواند حضور مولکول های گاز را کنترل کند.
این ویژگی به دستگاه این امکان را می دهد تا تصاویری با وضوح بالا از نمونه های داخل یک محفظه با شرایط محیطی کنترل شده ارائه دهد.
شماتیک کلی یک میکروسکوپ روبشی نوع محیطی
میکروسکوپ الکترونی بازتابی (REM)
میکروسکوپ های REM شبیه به انواع SEM هستند، با این تفاوت که در حالت بازتابی عمل می کنند، جایی که پرتو الکترون ها در یک زاویه خاص به سمت نمونه هدایت می شوند.
این تکنیک در درجه اول برای تصویربرداری از توپوگرافی و ساختار سطحی مواد با وضوح بسیار بالا استفاده می شود.
در یک REM، پرتوی از الکترون ها بر روی سطح نمونه متمرکز می شود و با اتم های آن برهمکنش می کنند و سپس، به عقب بازتاب می شوند. الکترون‌های بازتاب‌شده توسط آشکارساز جمع‌آوری می شوند و تصویری بر اساس شدت الکترون های منعکس شده ایجاد می شود.
وضوح یک REM معمولاً بین 0.1 تا 1 نانومتر است که امکان تجسم اتم های منفرد موجود در یک سطح را فراهم می کند.
این وضوح بالا، REM را به ابزاری ارزشمند برای مطالعه نانوساختار و خواص سطحی طیف گسترده ای از مواد، از جمله فلزات، نیمه هادی ها، سرامیک ها و نمونه های بیولوژیکی تبدیل می کند. همچنین می تواند برای تعیین جهت کریستالوگرافی یک سطح و تجزیه و تحلیل ترکیب یک ماده استفاده شود.
یکی از مزیت های REM در مقایسه با سایر تکنیک های تصویربرداری، توانایی آن در تصویربرداری از مواد غیر رسانا بدون نیاز به پوشش رسانا است و این امر باعث می شود REM به ویژه برای مطالعه مواد عایق مانند پلیمرها یا نمونه های بیولوژیکی مفید باشد.
با این حال، REM محدودیت هایی نیز دارد. به عنوان مثال، فقط می تواند اطلاعاتی در مورد سطح یک نمونه ارائه دهد و نمی تواند ساختار داخلی را تجسم کند.
علاوه بر این، تهیه یک نمونه برای تصویربرداری REM به دلیل نیاز به شرایط خلأ فوق العاده بالا می تواند چالش برانگیز و وقت گیر باشد.
عملکرد میکروسکوپ بازتابی
میکروسکوپ الکترونی Cryo
میکروسکوپ های Cryo یک نوع تخصصی از میکروسکوپ الکترونی است که امکان تصویربرداری از نمونه ها در دماهای برودتی را فراهم می کند و برای مطالعه بیومولکول ها و ساختارهای سلولی در حالت طبیعی آنها استفاده می شود.
بر خلاف میکروسکوپ های الکترونی معمولی که نیاز به تثبیت، رنگ آمیزی و خشک کردن نمونه ها دارند، مدل Cryo اجازه می دهد نمونه ها در حالت طبیعی و هیدراته آنالیز شوند.
این امر با انجماد سریع نمونه با استفاده از اتان مایع یا نیتروژن و با حفظ ساختار و به حداقل رساندن آسیب های وارده به نمونه حاصل می شود.
پرتوی از الکترون ها از نمونه یخ زده عبور داده می شود و تصاویر حاصل بر روی یک آشکارساز ثبت می گردد. سپس تصاویر ترکیب و پردازش می شوند تا مدل سه بعدی مولکول مورد مطالعه بازسازی شود.
این تکنیک انقلابی در حوزه زیست شناسی ساختاری ایجاد کرده است، زیرا می تواند بینش دقیقی در مورد ساختار و عملکرد پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و سایر ماکرومولکول ها ارائه دهد.
این تکنیک مزایای متعددی نسبت به سایر تکنیک های زیست شناسی ساختاری دارد و می توان از آن برای مطالعه ماکرومولکول های بزرگ و پیچیده ای که به سختی متبلور می شوند، استفاده کرد.
برچسب: ،
