Просвечивающий микроскоп был разработан в 50-х годах 20 столетия. Вместо света в просвечивающем электронном микроскопе используется сфокусированный электронный луч, который направляется через образец для формирования изображения. По сравнению с оптическими микроскопами преимущество просвечивающих микроскопов заключается в том, что они могут производить более высокое увеличение и отображать детали, которые не могут быть получены с помощью оптических приборов.
Просвечивающие микроскопы используются для визуализации биологических образцов с максимальным разрешением 0,1–0,2 нанометра (нм). Хотя ни один микроскоп не является «идеальным» для каждой отдельной лабораторной задачи, просвечивающие микроскопы обладают множеством особых преимуществ. Эти устройства исключительно полезны для визуализации тонких срезов образцов и демонстрации тонкостей его ультраструктуры. В данной статье подробнее о том, где применяются просвечивающие микроскопы и их основных преимуществах.
Принцип работы.
Просвечивающие микроскопы работают аналогично оптическим, но в них используются электронные лучи вместо света или фотонов. Электронная пушка – это источник электронов, и ее функция аналогична источнику света в оптическом микроскопе. Отрицательно заряженные электроны притягиваются к аноду, который представляет собой положительно заряженное кольцевое устройство. Когда электроны проходят через вакуум внутри микроскопа, магнитная линза фокусирует поток электронов. Эти сфокусированные электроны попадают на образец на предметный столик и отражаются от образца, генерируя рентгеновские лучи. Отраженные или рассеянные электроны и рентгеновские лучи преобразуются в сигналы, которые передают изображение на экран, где ученый исследует образец.
Преимущества просвечивающих микроскопов.
Просвечивающие микроскопы считаются идеальными устройствами для визуализации. Технология позволяет рассмотреть молекулы и вирусы. Вирионы или целые вирусы обычно имеют размер от 20 до 300 нм, хотя некоторые гигантские штаммы вирусов могут иметь длину до 1400 нм. Из-за возможности высокого разрешения устройства становятся возможны жизненно важные визуализации новых клеточных органелл и ассоциаций между ними. В медицине они показывают динамику, которая происходит между человеческими клетками, бактериями, паразитами и вирусами. Например, именно трансмиссионная микроскопия позволяет лучше понять развитие форм малярийного паразита и то, как именно он взаимодействует с нашими клетками. Как выглядят вирусы, и как они взаимодействуют с поверхностными клетками.
Криотрансмиссионная микроскопия – это отрасль просвечивающей электронной микроскопии, которая имеет большое значение в структурной биологии, поскольку не требует фиксации или окрашивания для правильного изображения образца. Это выгодно, так как позволяет визуализировать образец в его естественной среде, что в противном случае невозможно в стандартных препаратах для просвечивающего электронного микроскопа.
И наконец, ключевым преимуществом технологии просвечивающего электронного микроскопа является наличие методов, которые позволяют визуализировать внутренние структуры. Таким образом, этот метод в сочетании с электронной микроскопией имеет большое значение для понимания содержания липидов, белков и углеводов в клеточной мембране.
Сегодня просвечивающие микроскопы стали необходимостью для изучения биологических и молекулярных ультраструктур, некоторые университеты сотрудничают, чтобы иметь доступ к этому оборудованию. Абсолютная детализация и точность изображения, которые стали возможны с помощью этих микроскопов, делают их уникальным продуктом в арсенале структурных и молекулярных биологов.
