De scanning-transmissie-elektronenmicroscoop is in de jaren vijftig ontwikkeld. In plaats van licht gebruikt de transmissie-elektronenmicroscoop een gefocusseerde elektronenbundel, die deze door een monster zendt om een ​​beeld te vormen. Het voordeel van de transmissie-elektronenmicroscoop boven een optische microscoop is het vermogen om een ​​veel grotere vergroting te produceren en details te laten zien die niet door optische microscopen kunnen.

Hoe de microscoop werkt

Transmissie-elektronenmicroscopen werken op dezelfde manier als optisch microscopen, maar in plaats van licht of fotonen gebruiken ze een bundel elektronen. Een elektronenkanon is de bron van de elektronen en functioneert als een lichtbron in een optische microscoop. De negatief geladen elektronen worden aangetrokken door een anode, een ringvormig apparaat met een positieve elektrische lading. Een magnetische lens concentreert de stroom van elektronen terwijl ze door het vacuüm binnen de microscoop reizen. Deze gefocusseerde elektronen slaan het monster op het podium en stuiteren van het monster af, waardoor röntgenstralen in het proces worden gecreëerd. De gestuiterde of verstrooide elektronen, evenals de röntgenstralen, worden omgezet in een signaal dat een afbeelding naar een televisiescherm voedt, waar de wetenschapper het monster bekijkt.

Voordelen van de transmissie-elektronenmicroscoop

Zowel de optische microscoop als de transmissie-elektronenmicroscoop gebruiken dun gesneden monsters. Het voordeel van de transmissie-elektronenmicroscoop is dat het exemplaren in veel hogere mate vergroot dan een optische microscoop. Vergroting van 10.000 keer of meer is mogelijk, waardoor wetenschappers extreem kleine structuren kunnen zien. Voor biologen zijn de binnenwerkingen van cellen, zoals mitochondria en organellen, duidelijk zichtbaar.

De transmissie-elektronenmicroscoop biedt een uitstekende resolutie van de kristallografische structuur van monsters, en kan zelfs de rangschikking van atomen in een monster laten zien .

Grenzen van de transmissie-elektronenmicroscoop

De transmissie-elektronenmicroscoop vereist dat monsters in een vacuümkamer worden geplaatst. Vanwege deze vereiste kan de microscoop niet worden gebruikt om levende exemplaren te observeren, zoals protozoa. Sommige delicate monsters kunnen ook worden beschadigd door de elektronenstraal en moeten eerst worden gekleurd of gecoat met een chemische stof om ze te beschermen. Deze behandeling vernietigt echter soms het monster.

Een beetje geschiedenis

Gewone microscopen gebruiken gericht licht om een ​​beeld te vergroten, maar ze hebben een ingebouwde fysieke beperking van ongeveer 1.000x vergroting. Deze limiet werd bereikt in de jaren 1930, maar wetenschappers wilden het vergrotingspotentieel van hun microscopen kunnen vergroten, zodat ze de binnenstructuur van cellen en andere microscopische structuren konden verkennen.

In 1931, Max Knoll en Ernst Ruska ontwikkelde de eerste transmissie-elektronenmicroscoop. Vanwege de complexiteit van de noodzakelijke elektronische apparaten die bij de microscoop zijn betrokken, was het pas in het midden van de jaren zestig dat de eerste in de handel verkrijgbare transmissie-elektronenmicroscopen beschikbaar waren voor wetenschappers.

Ernst Ruska ontving de Nobelprijs van 1986 in 1986 Fysica voor zijn werk rond de ontwikkeling van de elektronenmicroscoop en elektronenmicroscopie.