ผลต่างระหว่างรุ่นของ "กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน"
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
ไม่มีความย่อการแก้ไข |
|||
บรรทัด 69:
ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสะท้อน ({{lang-en|Reflection electron microscope (REM)}}) เช่นเดียวกับใน TEM ลำแสงอิเล็กตรอนตกลงบนพื้นผิว แต่แทนที่จะใช้การส่องผ่าน (ใน TEM) หรืออิเล็กตรอนทุติยภูมิ (ใน SEM) ลำแสงที่สะท้อนของอิเล็กตรอนที่กระจายอย่างยืดหยุ่นจะถูกตรวจพบ เทคนิคนี้จะมักจะเชื่อมต่อเข้ากับการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนพลังงานสูงสะท้อน ({{lang-en|reflection high energy electron diffraction (RHEED)}}) และเครื่องสเปกโทรสโกปีแบบสะท้อนการสูญเสียพลังงานสูง ({{lang-en|reflection high-energy loss spectroscopy (RHELS)}}) การแปรเปลี่ยนอีกประการหนึ่งคือกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนพลังงานต่ำแบบขั้วหมุน ({{lang-en|spin-polarized low-energy electron microscopy (SPLEEM)}}) ซึ่งจะใช้สำหรับการมองหาจุลภาคของโดเมนแม่เหล็ก<ref>{{cite web |url=http://ncem.lbl.gov/frames/spleem.html |publisher=National Center for Electron Microscopy (NCEM)| title= SPLEEM |accessdate=2010-01-31}}</ref>
===กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านและส่องกราด ({{lang-en|Scanning transmission electron microscopy (STEM)}})===
บทความหลัก: กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านและส่องกราด
เครื่อง STEM นี้จะสแกนลำแสงที่โฟกัสแล้วให้ตกกระทบทั่วชิ้นงาน (เช่นเดียวกับ TEM) ชิ้นงานจะถูกทำให้บางเพื่ออำนวยความสะดวกในการตรวจจับอิเล็กตรอนที่กระจาย"ผ่าน"ชิ้นงาน
ความละเอียดสูงของ TEM จึงสามารถเป็นไปได้ใน STEM การดำเนินการ (และความผิดปรกติ) จากการโฟกัสจะเกิดขึ้นก่อนที่อิเล็กตรอนจะกระทบชิ้นงานใน STEM แต่ใน TEM จะเกิดทีหลัง STEM จะใช้การสแกนลำแสงเหมือนกับ SEM เพื่อลดความยุ่งยากในการถ่ายภาพเป็นรูปวงแหวนสนามมืด ({{lang-en|annular dark-field imaging}}) (ซึ่งเป็นเทคนิคการวิเคราะห์อีกอันหนึ่ง) แต่ยังหมายถึงว่าข้อมูลภาพจำเป็นต้องอยู่ในรูปอนุกรมมากกว่าอยู่ในรูปขนาน บ่อยครั้งที่ TEM สามารถถูกติดตั้งด้วยตัวเลือกการสแกน มันจึงสามารถทำงานได้ทั้งแบบ TEM และ STEM
==การเตรียมชิ้นงาน==
[[File:Golden insect 01 Pengo.jpg|thumb|แมลงถูกเคลือบด้วยทองสำหรับการดูด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด]]
วัสดุที่จะดูด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนอาจจำเป็นต้องผ่านกระบวนการเพื่อผลิตเป็นตัวอย่างชิ้นงานที่เหมาะสม เทคนิคที่จำเป็นจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชิ้นงานและการวิเคราะห์ที่จำเป็น ได้แก่:
*"fixation ทางเคมี" (fixation เป็นขั้นตอนที่สำคัญในวิทยาการด้านเนื้อเยื่อ ด้านพยาธิวิทยา และด้านชีววิทยาในการเตรียมเซ็กชั่นของเนื้อเยื่อไม่ให้เน่าสลาย) - สำหรับตัวอย่างทางชีวภาพที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างความมั่นคงของโครงสร้างจุลโมเลกุลเคลื่อนที่ของตัวอย่างชิ้นงานโดยการเชื่อมขวางทางเคมีของโปรตีนที่มีอัลดีไฮด์เช่นฟอร์มาลดีไฮด์และ glutaraldehyde และไขมันที่มีออสเมียม tetroxide
*"การย้อมสีเชิงลบ" - สารแขวนลอยที่มีอนุภาคนาโนหรือวัสดุชีวภาพที่ละเอียด (เช่นไวรัสและแบคทีเรีย) จะถูกผสมในเวลาสั้นๆเข้ากับสารละลายเจือจางของสารละลายทึบอิเล็กตรอน ({{lang-en|electron-opaque solution}}) เช่น ammonium molybdate หรือ uranyl acetate (หรือ formate) หรือ phosphotungstic acid ส่วนผสมนี้จะถูกนำไปใช้กับกริดของ EM ที่เคลือบอย่างเหมาะสมจากนั้นจะถูกย้อมสีแล้วปล่อยให้แห้ง TEM จะถูกใช้เพื่อดูการเตรียมความพร้อมโดยไม่ชักช้าเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด วิธีการมีความสำคัญในทางจุลชีววิทยาเพื่อชี้ชัดเกี่ยวกับโครงสร้างของสัตว์และพืชได้อย่างรวดเร็วแต่คร่าวๆ แต่ยังสามารถนำมาใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการฟื้นฟู 3 มิติความละเอียดสูงโดยใช้วิธีการสร้างภาพด้วย EM อีกด้วยเมื่อฟิล์มคาร์บอนถูกใช้สำหรับการสนับสนุน นอกจากนี้การย้อมสีเชิงลบยังใช้สำหรับการสังเกตอนุภาคนาโนอีกด้วย
*"fixation ด้วยความเย็นยิ่งยวด" ({{lang-en|Cryofixation}}) - การแช่แข็งตัวอย่างชิ้นงานอย่างรวดเร็วมากๆในอีเทนเหลวและรักษาสภาวะที่อุณหภูมิไนโตรเจนเหลวหรือแม้แต่ฮีเลียมเหลวเพื่อให้น้ำก่อรูปเป็นน้ำแข็ง(ไม่ใช่ผลึก)แบบใสเหมือนแก้ว วิธีนี้จะเก็บรักษาชิ้นงานในช่วงเวลาสั้นๆของสภาวะสารละลายของมัน สาขาในภาพรวมทั้งหมดที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเย็นยิ่งยวด ({{lang-en|cryo-electron microscopy}}) ได้แยกสาขาออกจากเทคนิคนี้ ด้วยการพัฒนาของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเย็นยิ่งยวดของเซ็กชั่นที่ใสเหมือนแก้ว ({{lang-en|cryo-electron microscopy of vitreous sections (CEMOVIS)}}) ตอนนี้มันเป็นไปได้ที่จะสังเกตเห็นตัวอย่างชิ้นงานได้จากตัวอย่างทางชีวภาพใดๆที่ใกล้เคียงกับสภาวะแรกเริ่ม{{Citation needed|date=July 2008}}
*"การขจัดน้ำออก" ({{lang-en|Dehydration}}) - การอบแห้งแช่แข็งหรือการแทนที่น้ำด้วยตัวทำละลายอินทรีย์เช่นเอทานอลหรืออะซิโตน ตามด้วยการอบแห้งที่จุดวิกฤตหรือการแทรกซึมด้วยการฝังเรซิ่น
*"การฝัง-ตัวอย่างทางชีวภาพ" - หลังจากการขจัดน้ำออก เนื้อเยื่อที่จะส่องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านจะถูกฝังเพื่อที่จะสามารถแบ่งเป็นหลายๆเซ็กชั่นให้พร้อมสำหรับการส่องดู ในการทำเช่นนี้เนื้อเยื่อจะถูกส่งผ่าน 'ตัวทำละลายถ่ายโอน' เช่นโพรพิลีนออกไซด์ (epoxypropane) จากนั้นก็แทรกซึมด้วยอีพอกซีเรซินเช่น Araldite, Epon หรือ Durcupan<ref>{{cite article
|title=Improvements in epoxy resin embedding methods
|author=Luft, J.H.
|journal=The Journal of biophysical and biochemical cytology
|volume=9
|issue=2
|page=409
|year=1961
|pmc=2224998|pmid=13764136}}
</ref>; เนื้อเยื่อก็อาจจะถูกฝังโดยตรงในน้ำอะคริลิกเรซินที่ผสมกับน้ำได้ หลังจากเรซินกลายเป็นโพลิเมอร์ (แข็งตัว) ชิ้นตัวอย่างจะถูกตัดแบ่งให้เป็นชิ้นบางๆ (เซ็กชั่นที่บางเฉียบ) และย้อมสี - มันจะพร้อมสำหรับการส่องดู
*"การฝัง-วัสดุ" - หลังจากที่ฝังไว้ในเรซิน ชิ้นตัวอย่างมักจะถูกเจียและขัดผิวให้มันเหมือนกระจกโดยใช้วัสดุขัดแบบละเอียด กระบวนการขัดจะต้องดำเนินการอย่างระมัดระวังเพื่อลดรอยขีดข่วนและสิ่งแปลกปลอมอื่นๆที่จะลดคุณภาพของภาพ
*"การบังเงาด้วยโลหะ" ({{lang-en|Metal shadowing}}) - โลหะ (เช่นทองคำขาว) จะถูกทำให้ระเหยจากอิเล็กโทรดเหนือหัวและจ่ายให้กับผิวหน้าของตัวอย่างชิ้นงานทางชีวภาพที่มุมมุมหนึ่ง ตามด้วยการสลายตัวของวัสดุชีวภาพในอ่างกรดเหลือไว้แต่เพียงพื้นผิวโลหะจำลองที่เหมือนเดิม จากนั้นแบบจำลองพื้นผิวโลหะนี้จะถูกตรวจสอบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน การแปรเปลี่ยนความหนาและมุมของพื้นผิวโลหะที่ช่วยให้ภาพเกิดขึ้นเนื่องจากอิเล็กตรอนที่ตกกระทบจะกระจายไปในทิศทางที่แตกต่างกันมากกว่าที่จะผ่านตัวมัน
*"การตัด section" - เป็นการสร้างชิ้นบางๆของชิ้นงาน กึ่งโปร่งใสให้กับอิเล็กตรอน โดยสามารถตัดบนเครื่องตัดชิ้นเนื้อขนาดจิ๋ว ({{lang-en|ultramicrotome}}) ด้วยมีดทำด้วยเพชรเพื่อผลิตชิ้นบางเฉียบหนาประมาณ 60-90 นาโนเมตร มีดทำด้วยแก้วใช้แล้วทิ้งยังสามารถนำมาใช้ได้เช่นกันเพราะพวกมันสามารถทำขึ้นในห้องปฏิบัติการและถูกกว่ามาก
*"การย้อมสี" - ใช้โลหะหนักเช่นตะกั่วหรือยูเรเนียมหรือทังสเตนเพื่อกระจายอิเล็กตรอนที่ใช้สร้าง จึงได้ความสว่างที่ตัดกันระหว่างโครงสร้างที่แตกต่างกันอันเนื่องมาจากวัสดุหลายอย่าง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งทางชีวภาพ) เกือบจะ "โปร่งใส" ต่ออิเล็กตรอน (วัตถุที่มีเฟสอ่อนแอ) ในทางชีววิทยาตัวอย่างหลายชิ้นงานสามารถนำมาย้อมสี "พร้อมกัน" ก่อนที่จะฝังและทำหลังจากการตัด section ก้ได้ โดยปกติ section ที่บางจะถูกย้อมเป็นเวลาหลายนาทีด้วยสารละลายที่ประกอบด้วยน้ำหรือแอลกอฮอล์ของอะซิเตท uranyl ตามด้วยซิเตรตตะกั่วที่ประกอบด้วยน้ำ
*"เศษแตกหักแช่แข็งหรือรอยเจาะแช่แข็ง" - วิธีการเตรียมอย่างหนึ่งที่เป็นประโยชน์อย่างยิ่งเฉพาะสำหรับการตรวจสอบเยื่อไขมันและส่วนที่เป็นโปรตีนของมันในมุมมอง "ด้านหน้า" เนื้อเยื่อสดหรือเซลล์แขวนลอยจะถูกแช่แข็งอย่างรวดเร็ว (ด้วยความเย็นยิ่งยวด) จากนั้นทำให้แตกเป็นชิ้นเล็กๆโดยเพียงแค่เคาะให้แตกหรือโดยการใช้เครื่องตัดชิ้นเนื้อในขณะที่มีการคงระดับที่อุณหภูมิไนโตรเจนเหลว จากนั้นพื้นผิวที่แตกร้าวและเย็น (บางครั้ง "ถูกเจาะ" โดยการเพิ่มอุณหภูมิไปที่ประมาณ -100 องศาเซลเซียสเป็นเวลาหลายนาทีเพื่อรอให้น้ำแข็งบางส่วนระเหิด) จะถูกบังเงาด้วยไอระเหยของทองคำขาวหรือทองที่มุมเฉลี่ย 45° ในเครื่องสร้างไอระเหยสูญญากาศสูง ชั้นเคลือบที่สองของคาร์บอนที่ระเหยตั้งฉากกับระนาบพื้นผิวเฉลี่ยมักจะดำเนินการเพื่อปรับปรุงเสถียรภาพของสารเคลือบผิวจำลอง ตัวอย่างชิ้นงานจะถูกทำกลับไปที่อุณหภูมิและความดันห้อง จากนั้นแบบจำลองโลหะที่ถูก "บังเงาล่วงหน้า" ที่เปราะบางมากของพื้นผิวที่แตกหักจะถูกปล่อยออกมาจากวัสดุชีวภาพต้นแบบโดยการย่อยทางเคมีอย่างระมัดระวังด้วยกรดหรือสารละลายไฮโปคลอไรต์หรือผงซักฟอก Sodium dodecyl sulfate (SDS) แบบจำลองที่ยังคงลอยอยู่จะถูกล้างให้สะอาดให้ปราศจากสารเคมีตกค้างแล้วเกี่ยวอย่างระมัดระวังบนกริดละเอียด ทำให้แห้งแล้วส่องดูใน TEM
*"การสีลำแสงไอออน" ({{lang-en|ion beam milling}}) - ชิ้นตัวอย่างจะถูกทำให้บางจนกระทั่งพวกมันจะโปร่งใสกับอิเล็กตรอนโดยการยิงไอออน (ปกติเป็นอาร์กอน) ไปที่ผิวจากมุมมุมหนึ่งและด้วยการพ่นวัสดุจากพื้นผิว ชั้นระดับรองนี้คือการสีแบบลำแสงไอออนที่เน้นเฉพาะจุด ({{lang-en|focused ion beam milling}}) ที่ไอออนของแกลเลียมจะถูกใช้ในการผลิตเยื่อที่โปร่งใสต่ออิเล็กตรอนในพื้นที่เฉพาะเจาะจงของชิ้นตัวอย่าง เช่นผ่านอุปกรณ์ภายในไมโครโปรเซสเซอร์ การสีลำแสงไอออนยังอาจนำไปใช้สำหรับการขัดภาคตัดขวางก่อนการที่จะมีการวิเคราะห์ด้วย SEM ของวัสดุที่ยากต่อการเตรียมความพร้อมโดยการใช้เครื่องขัดด้วยกลไกทั่วไป
*"การเคลือบให้เป็นตัวนำ" ({{lang-en|Conductive coating}}) - การเคลือบอย่างบางเฉียบด้วยวัสดุที่นำไฟฟ้า โดยให้ติดแน่นโดยการระเหยแบบสูญญากาศสูงหรือโดยการเคลือบแบบพ่นในสูญญากาศต่ำของชิ้นตัวอย่าง การทำแบบนี้ก็เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการสะสมของสนามไฟฟ้าสถิตย์บนตัวอย่างอันเนื่องมาจากการฉายรังสีอิเล็กตรอนที่จำเป็นในระหว่างการถ่ายภาพ วัสดุที่ใช้เคลือบได้แก่ทองหรือทอง/แพลเลเดียมหรือแพลทินัมหรือทังสเตนหรือกราไฟท์ ฯลฯ
*"การต่อสายดิน" - เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมประจุไฟฟ้าบนตัวอย่างที่เคลือบด้วยสารตัวนำ มักจะเป็นการเชื่อมต่อแบบไฟฟ้ากับผู้ถือตัวอย่างที่เป็นโลหะ บ่อยครั้งที่กาวที่นำไฟฟ้าได้จะถูกนำมาใช้เพื่อการนี้
==ข้อเสีย==
==อ้างอิง==
| |||