Methoden und Schritte zur Probenverarbeitung für die Elektronenmikroskopie
Bevor biologische Proben mit einem Transmissionselektronenmikroskop untersucht werden können, müssen diese vorverarbeitet werden. Wissenschaftler verwenden je nach Forschungsanforderungen unterschiedliche Verarbeitungsmethoden.
Fixierung: Um die Probe so weit wie möglich zu konservieren, wird Glutaraldehyd zum Härten der Probe und Osmiumsäure zum Färben des Fetts verwendet.
Kaltfixierung: Die Probe wird in flüssigem Ethan schnell eingefroren, so dass das Wasser nicht kristallisiert, sondern amorphes Eis bildet. Auf diese Weise konservierte Proben weisen weniger Schäden auf, der Kontrast des Bildes ist jedoch sehr gering.
Dehydration: Verwenden Sie Ethanol und Aceton, um Wasser zu ersetzen.
Aufgefüllt: Die Probe kann nach dem Auffüllen geteilt werden.
Segmentierung: Die Probe wird mit einer Diamantklinge in dünne Scheiben geschnitten.
Färbung: Schwere Atome wie Blei oder Uran streuen Elektronen stärker als leichtere Atome und können daher zur Kontraststeigerung eingesetzt werden.
Bevor man ein Transmissionselektronenmikroskop zur Untersuchung von Metallen verwenden kann, muss die Probe
Viren unter dem Elektronenmikroskop
Wenn das Metall in sehr dünne Scheiben (ca. 0,1 mm) geschnitten und dann elektrolytisch poliert wird, entsteht in der Mitte der Probe oft ein Loch, durch das Elektronen durch das sehr dünne Metall dringen können. Metalle, die nicht elektrolytisch poliert werden können, oder Materialien, die nicht leitend oder schlecht leitend sind, wie z. B. Silizium, werden im Allgemeinen mechanisch dünner gemacht und dann mit Ionenstrahlen bearbeitet. Um zu verhindern, dass sich in einem Rasterelektronenmikroskop statische Elektrizität auf nichtleitenden Proben ansammelt, müssen ihre Oberflächen mit einer leitenden Schicht überzogen werden.
Warum haben Elektronenmikroskope eine höhere Auflösung?
Wie der Name schon sagt, ist das sogenannte Elektronenmikroskop ein Mikroskop, das Elektronenstrahlen als Beleuchtungsquelle verwendet. Da sich der Elektronenstrahl unter der Einwirkung eines externen Magnetfelds oder elektrischen Felds biegen kann und ein Brechungsphänomen ähnlich dem von sichtbarem Licht durch Glas entsteht, können wir diesen physikalischen Effekt nutzen, um eine „Linse“ für den Elektronenstrahl zu erzeugen und so ein Elektronenmikroskop zu entwickeln. Das Merkmal eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) besteht darin, dass wir Elektronenstrahlen verwenden, die durch die Probe hindurchgehen, um Bilder zu erstellen, was sich von einem Rasterelektronenmikroskop (Rasterelektronenmikroskop, SEM) unterscheidet. Da die Wellenlänge von Elektronenwellen viel kleiner ist als die Wellenlänge von sichtbarem Licht (die Wellenlänge von 100kV-Elektronenwellen beträgt 0,0037 nm, während die Wellenlänge von violettem Licht 400 nm beträgt), können wir gemäß der optischen Theorie erwarten, dass die Auflösungsleistung von Elektronenmikroskopen viel besser sein sollte als die von optischen Mikroskopen. Tatsächlich hat die Auflösungsfähigkeit moderner Elektronenmikroskope 0,1 nm erreicht. Im Wahlfach Physik für Oberstufenschüler wird es genauer erklärt (kleine Informationen zum Photoeffekt)
