Kann ein optisches Mikroskop molekulare Strukturen erkennen?
Können Moleküle unter einem Lichtmikroskop gesehen werden?
Können Wassermoleküle mit einem Lichtmikroskop gesehen werden?
Kann ein Mikroskop Proteinmoleküle sehen?
Es ist das Elektronenmikroskop, das die Molekülstruktur beobachten kann, und die Vergrößerung des Elektronenmikroskops kann das 15-Millionen-fache erreichen.
In den 1977er-Jahren war das Transmissionselektronenmikroskop ein beliebterer Mikroskoptyp. Seine Auflösung betrug etwa 0,3 Nanometer, während die menschliche Auflösung etwa 0,1 Millimeter betrug. Das war der Anfangsstand der Entwicklung des Elektronenmikroskops.
Im Jahr 1931 modifizierte ein deutscher Wissenschaftler ein Hochspannungsoszilloskop mit einer Kaltkathodenentladungs-Elektronenquelle und drei Elektronenlinsen. Nach der Modifikation stellte er fest, dass das Oszilloskop das Objekt um ein Vielfaches vergrößern konnte. Auf diese Weise erfand er das Transmissionselektronenmikroskop und die Erfindung des Hochspannungsoszilloskops bewies der Welt auch die Vergrößerungsfunktion des Elektronenmikroskops.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erzielten Wissenschaftler in den Vereinigten Staaten neue Durchbrüche in der Erforschung der Auflösung des Elektronenmikroskops und erreichten bald das moderne Niveau. Zu dieser Zeit entwickelte sich in China auch das Elektronenmikroskop sprunghaft.
Jetzt kann die Vergrößerung des Elektronenmikroskops das 15-Millionen-fache erreichen, während die Vergrößerung des optischen Mikroskops nur das 2000-fache beträgt. Dies ist auch der Unterschied zwischen dem Elektronenmikroskop und dem optischen Mikroskop, sodass wir die Atome im Metall durch die Bedingungen des Elektronenmikroskops und die geordnete Anordnung der Atome in Halbleitern direkt beobachten können.
Das Auflösungsvermögen des Elektronenmikroskops ist dem des Lichtmikroskops immer noch weit überlegen. Die maximale Vergrößerung des optischen Mikroskops beträgt etwa das 2000-fache, während die maximale Vergrößerung des modernen Elektronenmikroskops mehr als 3 Millionen Mal beträgt, sodass die Atome einiger Schwermetalle und die sauber angeordneten Atomgitter im Kristall direkt durch das Mikroskop beobachtet werden können Elektronenmikroskop (beachten Sie, dass Sie die Atomstruktur nicht sehen können, wenn Sie die Anordnung sehen, und Sie können sie mit einem Elektronenmikroskop nicht auf molekularer Ebene sehen. Was Sie unter dem Mikroskop sehen können, ist die Kristallform von Molekülen mit verschiedene Konfigurationen)
Aktuelle Mikroskope können Moleküle kaum klar erkennen, nicht weil die Vergrößerung nicht ausreicht, sondern weil die Auflösung optischer Mikroskope diese nicht erreichen kann. Der aktuelle hochauflösende STORM hat eine Wellenlänge von etwa 20 nm, was bedeutet, dass zwei Punkte, die mehr als 20 nm voneinander entfernt sind, deutlich zu erkennen sind und diejenigen unter 20 nm als Masse erkennbar sind.
Moleküle liegen grundsätzlich mindestens im Nanometerbereich vor. Wenn Sie ein Elektronenmikroskop verwenden, ist das schwer zu sagen. Die Vergrößerung des Elektronenmikroskops kann das 10-fache erreichen, und die Auflösung des Elektronenmikroskops liegt im Nanometerbereich. Gleichzeitig möchte ich Ihnen sagen, dass die Auflösung sehr wichtig ist. Wenn die Auflösung nicht stimmt, ist die Vergrößerung bei hoher Auflösung unbrauchbar.
