Zasady, struktura i wady mikroskopu elektronicznego

<p>Mikroskopia elektronowa opiera się na zasadzie optyki elektronowej, która zastępuje wiązki światła i soczewki optyczne wiązkami elektronów i soczewkami elektronowymi w celu uzyskania delikatnej struktury materii w przyrządzie do obrazowania przy bardzo dużym powiększeniu.<br><br> W ostatnich latach badania i produkcja mikroskopów elektronowych znacznie się rozwinęły: z jednej strony wzrosła rozdzielczość mikroskopów elektronowych, a z drugiej strony wzrósł punkt transmisji mikroskopu elektronowego. <br><br>Rozdzielczość osiągnęła 0,2-0,3nm, rozdzielczość siatki osiągnęła około 0,1nm, a dzięki mikroskopowi elektronowemu udało się z jednej strony, oprócz transmisyjnego mikroskopu elektronowego, rozwinąć różne mikroskopy elektronowe, takie jak skaningowy mikroskop elektronowy, analityczny mikroskop elektronowy itp. <br><br>Chociaż zdolność rozdzielcza mikroskopu elektronowego znacznie przewyższa mikroskop optyczny, mikroskop elektronowy musi pracować w próżni, więc jest trudny w użyciu. Chociaż zdolność rozdzielcza mikroskopu elektronowego jest znacznie lepsza niż mikroskopu optycznego, ale mikroskop elektronowy musi pracować w próżni, więc trudno jest obserwować żywych organizmów, a także ekspozycja wiązki elektronów może uszkodzić próbki biologiczne przez napromieniowanie.</p> <p>Hereunder, porozmawiajmy o mikroskopie elektronowym, w tym: mikroskopu elektronowego zasady, strukturę, wady i zastosowania. Różnica między mikroskopem elektronowym a mikroskopem optycznym, oraz jego zastosowanie w rolnictwie.<br><br><strong>Zasada Mikroskopu Elektronowego<br></strong><br>Obecnie mikroskop elektronowy stał się ważnym środkiem badania mikrostruktury ciała. Powszechnie stosowane są transmisyjny mikroskop elektronowy i skaningowy mikroskop elektronowy. Poniżej przedstawiono zasady działania tych dwóch typów mikroskopów elektronowych.<br><br><strong>I. Transmisyjny mikroskop elektronowy<br></strong><br>Transmisyjny mikroskop elektronowy, czyli transmisyjny mikroskop elektronowy jest zwykle nazywany mikroskopem elektronowym lub mikroskopem elektronowym (EM), jest najczęściej stosowaną klasą mikroskopu elektronowego.<br><br>1、Zasada pracy: W warunkach próżni, wiązka elektronów jest przyspieszany przez wysokie ciśnienie do tworzenia rozproszonych elektronów i elektronów transmisyjnych, gdy przenika do próbki. Obrazowanie na ekranie fluorescencyjnym pod działaniem soczewki elektromagnetycznej. Kiedy wiązka elektronów jest rzutowana na próbkę, emisja elektronów może mieć miejsce wraz z gęstością składników tkanki, tak jak w przypadku, gdy wiązka elektronów jest rzutowana na masę Gdy struktura jest duża, elektrony są bardziej rozproszone, więc elektrony rzutowane na ekran fluorescencyjny są nieliczne i ciemne, podczas gdy zdjęcia elektroniczne są czarne. <br><br>2、główne zalety: wysoka rozdzielczość, może być stosowany do obserwacji wewnętrznej ultrastruktury tkanek i komórek, jak również ogólny obraz mikroorganizmów i biomolekuł. <br><br><strong>II. Skaningowy mikroskop elektronowy</strong><br>Skaningowy mikroskop elektronowy, czyli skaningowy mikroskop elektronowy, jest stosowany głównie do obserwacji morfologii powierzchni próbki, struktury powierzchni cięcia, struktury wewnętrznej powierzchni lumenu rury.<br><br>1、Zasada pracy: skaningowy mikroskop elektronowy jest zastosowanie wtórnego obrazowania sygnału elektronowego do obserwacji morfologii powierzchni próbki. Skanowanie z bardzo drobną wiązką elektronów na powierzchni próbki, wzbudzenie powierzchni próbki, aby uwolnić wtórne elektrony, elektrony wtórne generowane przez specjalny detektor. Zebrany w celu utworzenia sygnału elektrycznego dostarczonego do kineskopu, aby wyświetlić obiekty na ekranie fluorescencyjnym. Trójwymiarowa konformacja powierzchni obiektu (komórki, tkanki) mogą być fotografowane.<br><br>2、Main zalety: długa głębia ostrości, silny trójwymiarowy sens uzyskanego obrazu, mogą być wykorzystywane do obserwacji różnych cech morfologicznych próbek biologicznych. <br><br><strong>Struktura mikroskopu elektronowego<br></strong><br>Mikroskop elektronowy składa się z optycznego systemu elektronowego, systemu próżniowego i systemu zasilania, z których każdy jest opisany poniżej.<br><br><strong>I. Electro-optyczne systemy</strong><br>1、elektro-optyczne systemy mają głównie elementy, takie jak elektronowy pistolet, obiektyw elektronowy, uchwyt próbki, ekran fluorescencyjny i mechanizm kamery, elementy te są zazwyczaj montowane w kolumnie od góry do dołu.<br>Pistolet elektronowy jest składnik składający się z gorącej katody wolframu, bramy i katody. Może on uruchomić i utworzyć wiązkę elektronów o jednolitej prędkości, więc stabilność napięcia przyspieszania jest wymagane, aby być nie mniej niż jeden dziesiąty tysięczny.<br><br>2<span>、</span>Soczewka elektronowa jest najważniejszym składnikiem rurki mikroskopu elektronowego, który wykorzystuje przestrzeń pole elektryczne lub magnetyczne symetryczne do osi lufy obiektywu tak, że soczewka elektronowa jest najważniejszym elementem mikroskopu elektronowego. Trajektoria elektronowa jest wygięta w kierunku osi, aby utworzyć ognisko, które jest podobne do działania wypukłej szklanej soczewki do ogniskowania wiązki światła, a więc nazywane jest soczewką elektronową. Większość nowoczesnych mikroskopów elektronowych wykorzystuje soczewki elektromagnetyczne, w których silne pole magnetyczne wytwarzane przez bardzo stabilny prąd wzbudzenia DC przez cewkę z butem polarnym powoduje ogniskowanie wiązki elektronów. Electronic Focus.<br><br><strong>II. System próżniowy</strong><br>W celu zapewnienia, że prawdziwy tylko oddziałuje z próbką w całym kanale i nie koliduje z cząsteczkami powietrza, tak, że cały elektron Kanał od wyrzutni elektronów do podstawy aparatu musi być umieszczony w systemie próżniowym, zwykle 10-4 do 10-7 mm Hg. <br><br><strong>III. Systemy zasilania elektrycznego</strong><br>Przekaźnikowy mikroskop elektronowy wymaga dwuczęściowego zasilacza: części wysokonapięciowej, która zasila wyrzutnię elektronową, oraz części niskonapięciowej regulatora prądu, która zasila obiektyw elektromagnetyczny. Stabilność zasilacza jest niezwykle ważnym wskaźnikiem wydajności mikroskopu elektronowego. Dlatego głównym wymogiem systemu zasilania jest wytwarzanie wysokiego i stabilnego napięcia przyspieszającego oraz prądu wzbudzającego soczewkę. Oprócz wyżej wymienionego zasilacza, nowoczesne instrumenty nadal posiadają automatyczny system kontroli programu operacyjnego i system komputerowy do przetwarzania danych.<br><br><strong>Wady mikroskopu elektronowego<br></strong><br>1、W mikroskopie elektronowym próbka musi być obserwowana w próżni, więc nie jest możliwe, aby obserwować żywą próbkę, wraz z postępem technologii, środowisko Skanowanie mikroskop elektronowy stopniowo umożliwi bezpośrednią obserwację żywych próbek.<br><br>2. Przetwarzanie próbki może wytworzyć strukturę, której próbka nie miałaby, co pogłębia trudności z analizą obrazu po nim.</p> <p>3. Ze względu na silną zdolność do rozpraszania elektronów, łatwo jest wystąpić dyfrakcja wtórna, itp.</p> <p>4. Czasami obraz nie jest wyjątkowy, ponieważ jest dwuwymiarowy rzutowany obraz trójwymiarowego obiektu.<br><br>5、Jak mikroskop elektronowy transmisyjny może obserwować tylko bardzo cienką próbkę, możliwe jest, że struktura powierzchni substancji jest inna od struktury wnętrza substancji. (a).<br><br>6. Ultra cienkie próbki (poniżej 100 nm), złożone, trudne i szkodliwe przygotowanie próbki.<br><br>7. Wiązka elektronów może zniszczyć próbkę poprzez kolizję i ogrzewanie.<br><br>8、 Ponadto, zakup i utrzymanie mikroskopów elektronowych są droższe.<br><br><strong>Pola aplikacji mikroskopu elektronowego<br></strong><br>I. Sektor przemysłowy.<br>1. Kontrola przemysłowa.<br>2. Kontrola nadruków, kontrola spawania SMT.<br>3. Kontrola tekstyliów.<br>4. Kontrola powierzchni IC.<br>II. Piękno.<br>1. Badanie skóry.<br>2. Badanie korzeni.<br>3. Fizjoterapia podczerwienią (określone produkty).<br>III. Zastosowania biologiczne.<br>1. Obserwacje mikrobiologiczne.<br>2. Obserwacje sekcji zwierzęcych.<br>3. Obserwacje chorób roślin i owadów.<br>IV. Inne.<br>1. Wizualny wzmacniacz wspomagający osoby niepełnosprawne intelektualnie w czytaniu.<br>2. Identyfikacja klejnotów.<br>3. Identyfikacja antyków, obrazów, jadeitów itp...<br>4. Inne obszary analizy obrazu wideo.<br><br><br><strong>Różnica między mikroskopem elektronowym a mikroskopem optycznym<br></strong><br>1. Różne źródła oświetlenia.<br>Źródłem oświetlenia używanym w mikroskopie elektronowym jest strumień elektronów emitowany przez działko elektronowe, podczas gdy źródłem oświetlenia w mikroskopie świetlnym jest światło widzialne (światło dzienne lub światło), dzięki strumieniowi elektronów. Długość fali świetlnej jest znacznie krótsza niż długość fali świetlnej, więc powiększenie i rozdzielczość mikroskopu elektronowego jest znacznie większa niż mikroskopu świetlnego.</p> <p><br>2, soczewka jest inna.<br> Obiektywem w mikroskopie elektronowym, który działa jak soczewka powiększająca jest soczewka elektromagnetyczna (toroidalna cewka elektromagnetyczna, która generuje pole magnetyczne w środkowej części), podczas gdy obiektyw w lustrze optycznym jest to soczewka optyczna wykonana ze szkła szlifowanego. Istnieją trzy grupy soczewek elektromagnetycznych w mikroskopie elektronowym, które są funkcjonalnie równoważne z soczewką skupiającą, obiektywem i okularem w mikroskopie świetlnym.</p> <p><br>3, zasada obrazowania jest inna.<br>W mikroskopie elektronowym, wiązka elektronów przyłożona do próbki jest wzmacniana przez soczewkę elektromagnetyczną i obrazowana na ekranie fluorescencyjnym lub na błonie fotograficznej. . Mechanizm różnicy w natężeniu elektronów polega na tym, że kiedy wiązka elektronów jest przyłożona do próbki, padający elektron zderza się z atomem substancji, aby wytworzyć wiązkę elektronów. Rozproszenie, ze względu na różne części próbki, ma różne stopnie rozproszenia w stosunku do elektronów, więc obraz elektronów próbki jest przedstawiony w odcieniach. I obraz obiektu próbki w mikroskopie świetlnym do różnicy jasności, jest to spowodowane przez różne struktury próbki do zbadania przez ilość absorpcji światła różnych.</p> <p><br>4、Resolution.<br>Z powodu zakłóceń i dyfrakcji światła, rozdzielczość mikroskopu optycznego jest ograniczona do 02-05um. Ponieważ mikroskop elektronowy wykorzystuje wiązkę elektronów jako źródło światła, jego rozdzielczość może osiągnąć między 1-3nm, więc tkanka mikroskopu optycznego może być łatwo rozwiązany. Obserwacje są analizą w skali mikronowej, a obserwacje tkanek pod mikroskopem elektronowym są analizą w skali nano.</p> <p>5. głębokość pola.<br>Głębokość pola zwykłego mikroskopu optycznego wynosi pomiędzy 2-3um, więc gładkość powierzchni próbki jest bardzo wysoka, więc przygotowanie próbki jest bardzo ważne. Proces ten jest stosunkowo skomplikowany. Skaningowy mikroskop elektronowy może mieć wysokość nawet kilku milimetrów, więc nie ma wymogu gładkiej geometrii powierzchni, a proces przygotowania próbki jest stosunkowo skomplikowany. Jest on stosunkowo prosty, a niektóre geometrie próbek nie wymagają ich przygotowania. Mikroskopy korpusowe również mają większą głębokość pola widzenia, ale ich rozdzielczość jest bardzo niska. Powiększenie: 1000X dla mikroskopu optycznego, 1000X dla mikroskopu elektronowego. </p> <p><br>6、Używane metody przygotowania próbek są różne.<br>Mikroskop elektronowy Procedury przygotowania próbek komórek tkankowych do obserwacji są złożone, technicznie trudne i kosztowne, z wysokim stopniem trudności w uzyskaniu, mocowanie, odwodnienie i Specjalne odczynniki i operacje są wymagane do osadzania, i wreszcie, osadzony blok tkankowy należy umieścić w ultra-cienkim mikrotomie i pociąć na 50~50 mm kawałki. Ultracienkie szkiełka mikroskopowe o grubości 100 nm. Próbki pod mikroskopem świetlnym umieszcza się zazwyczaj na szkiełkach mikroskopowych, takich jak próbki gładkich sekcji tkankowych, próbki wymazu komórkowego, próbki wycisku tkankowego i próbki tkankowe. Próbki do zrzutu komórkowego. Do 1,000,000X</p> <p>7. zastosowań.<br>Mikroskop optyczny jest stosowany głównie do obserwacji i pomiarów tkanek o wielkości mikrona na gładkich powierzchniach. Można również obserwować tkanki na powierzchni próbki, ale w pewnym zakresie poniżej powierzchni, a mikroskop optyczny posiada bardzo dobre zrozumienie koloru. Identyfikacja jest bardzo czuła i dokładna. Mikroskop elektronowy jest używany głównie do obserwacji topografii powierzchni próbek w nanoskali, ponieważ SEM polega na intensywności sygnału fizycznego w celu rozróżnienia tkanek. Obrazy skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) są czarno-białe, dlatego SEM nie jest w stanie rozpoznać obrazów kolorowych. Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) jest w stanie nie tylko wizualizować topografię powierzchni próbki, ale także, dzięki zastosowaniu różnych akcesoriów, takich jak EDS, WDS, EBSD, itp. możliwe jest rozpoznanie kolorowego obrazu próbki. wyposażenie, skaningowy mikroskop elektronowy może być dalej rozbudowywany do użytku. Dzięki zastosowaniu wyposażenia pomocniczego EDS, WDS, skaningowy mikroskop elektronowy może analizować skład chemiczny mikroskopów, co jest niezbędne do analizy uszkodzeń. Obszar badań jest zdecydowanie najważniejszy. Korzystając z EBSD, skaningowy mikroskop elektronowy pozwala badać orientację sieciową materiałów.<br><br><br><br><strong>Aplikacje mikroskopu elektronowego w rolnictwie<br></strong><br><strong>Aplikacje i postępy mikroskopu elektronowego w rolnictwie<br></strong><br>1、Skanujący mikroskop elektronowy zastosowanie w dziedzinie rolnictwa<br>Skanujący mikroskop elektronowy (SEM) ma dużą głębię ostrości, stereoskopowy obraz, wysoką rozdzielczość, duży zakres obrazu i proces przygotowania próbki. Zalety skaningowego mikroskopu elektronowego, takie jak jego porównywalna prostota, przyciągnęły dużą uwagę i przychylność badaczy z dziedziny rolnictwa. Skaningowy mikroskop elektronowy wykorzystywany jest głównie w badaniach rolniczych do badania morfologii powierzchni różnych tkanek i mikroskopijnych organów roślin i zwierząt, mikroorganizmów i owadów, a także struktury wewnętrznej, pogłębiając tym samym zrozumienie ich zastosowania w funkcjach fizjologicznych i poznawanie zasad życia organizmów. Na przykład, u owadów, głównym celem jest poprawa zdolności do rozróżniania i klasyfikacji ich mikroskopijnych organów, jak również dalsze wyjaśnienie roli organów. Scharakteryzowanie i porównanie zewnętrznej morfologii owadów oraz zbadanie zmian ich kształtu i charakterystyki ich wzorów i struktur w celu głębszego zrozumienia ich cech. . U roślin badanie takich cech, jak: pyłek kwiatowy, perykarp, wzór powierzchni okrywy nasiennej i wewnętrznej struktury nasiennej roślin, które mają znaczenie taksonomiczne. W mikrobiologii odgrywa ona większą rolę w badaniu klasyfikacji grzybów, aktynomiocytów i bakterii, identyfikacji rodzin i określaniu źródła choroby, szczególnie zadowalające wyniki można uzyskać na temat aktywności zarazków, kiełkowania zarodników, inwazji żywicieli itp. przez skaningowy mikroskop elektronowy.<br><br><strong>2、Transmisyjny mikroskop elektronowy zastosowań w rolnictwie<br></strong><br>A transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) składa się z optycznego układu elektronowego, systemu próżniowego, systemu zasilania i systemu pomocniczego. Zasada obrazowania pod mikroskopem elektronowym transmisyjnym opiera się na wykorzystaniu promieni elektronowych bez informacji, które oddziałują na próbkę w trakcie jej przechodzenia. Druga strona próbki pojawia się już ponownie z informacją o próbce, która jest następnie powiększana tak, aby mikroskopowe wnętrze było widoczne. informacje do interpretacji. Gdy wiązka elektronów wchodzi w interakcję z materiałem próbki, może ona generować wiele informacji o próbce, takich jak elektrony przekazywane, elektrony rozproszone, elektrony wtórne itp. Kontrast obrazu w transmisyjnym mikroskopie elektronowym jest określony przez różnicę absorpcji rozpraszania, różnicę dyfrakcji i aberrację, która występuje, gdy padający elektron przechodzi przez próbkę. W obserwacji próbek biologicznych w rolnictwie, ponieważ rozdzielczość mikroskopu elektronowego wzrosła, przejrzystość obrazu mikroskopu elektronowego jest niedoskonała Zależy ona od rozdzielczości mikroskopu elektronowego i w dużym stopniu od technik stosowanych do przygotowania próbki. Powszechnie stosowanymi technikami przygotowania próbek biologicznych do mikroskopu elektronowego transmisyjnego w rolnictwie są: ultracienki sekcjoner, mikroskop immunoelektronowy, barwienie ujemne, biologiczny mikroskop elektronowy makromolekularny itp. Wirusy roślinne jako ważna grupa patogenów atakujących okrytozalążkowe, nagie rozgałęzienia i paprocie, powodujące klęskę upraw na całym świecie. Choroby drzew owocowych, kwiatów, pastwisk i roślin leczniczych powodują spadek plonów i jakości, poważnie wpływając na produkcję i życie ludzi. Zastosowanie technologii mikroskopu elektronowego jest przydatne w określaniu struktury morfologicznej, struktury i funkcji genów, procesu replikacji wirusa, wirusa i gospodarza oraz funkcji wirusa. Głębokie zrozumienie zależności między komórkową ultrastrukturą a obserwacją zmian chorobowych w ultrastrukturze komórkowej odgrywa niezastąpioną rolę w innych metodach, zapewniając krok po kroku podstawę do rozwoju Reveal charakter wirusa, a ostatecznie rozwiązać problem wirusów i chorób, aby położyć fundament.<br><br>Powyżej jest małe wprowadzenie do zasady mikroskopu elektronowego, strukturę, wady, zastosowania i różnicę między mikroskopem optycznym, w rolnictwie Na aplikacji. Wraz z ciągłym rozwojem nowoczesnej nauki i technologii. Poza tym, zastosowanie technologiczne mikroskopu elektronowego również staje się coraz bardziej rozległe, ponieważ obserwacja mikroskopowego świata nazywana jest "okiem nauki" - mikroskop elektronowy posiada cechy wysokiej rozdzielczości i intuicyjności, których nie można zastąpić żadnym innym instrumentem naukowym. Mikroskop elektronowy odegrał wybitną rolę w rozwoju dziedzin medycyny, biologii, fizyki, chemii, hutnictwa i materiałoznawstwa i stał się niezbędnym i rutynowym instrumentem w pracy badawczej wielu dyscyplin.</p> <p> </p> <p> </p>


Zostaw komentarz

Language
English
Open drop down