Door Harvey Sells, bijgewerkt op 24 maart 2022

Transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) en scanning-elektronenmicroscopie (SEM) zijn krachtige hulpmiddelen voor het visualiseren van structuren op nanometerschaal. Hoewel beide afhankelijk zijn van elektronenbundels, verschillen ze aanzienlijk wat betreft preparaatvoorbereiding, beeldvormingsprincipes en typische toepassingen.

TEM

TEM exciteert een monster met een gefocusseerde elektronenbundel die door het monster gaat. Omdat elektronen het monster moeten doorkruisen, heeft TEM ultradunne secties nodig (doorgaans <100 nm dik) en wordt vaak gebruik gemaakt van kleuring met zware metalen om het contrast te verbeteren. Deze aanpak maakt TEM ideaal voor het visualiseren van de interne architectuur van virussen, cellen en weefselsecties met een resolutie van minder dan nanometer.

SEM

SEM scant daarentegen een gefocusseerde elektronenbundel over het oppervlak van een monster. Om ladingsopbouw te voorkomen en terugverstrooide of secundaire elektronen te detecteren, worden monsters bedekt met een dunne geleidende laag, meestal goud-palladium, koolstof of platina. SEM blinkt uit in het onthullen van oppervlaktetopografie en wordt routinematig gebruikt om macromoleculaire aggregaten, weefseloppervlakken en technische materialen te onderzoeken.

TEM-proces

Een elektronenkanon genereert een hoogenergetische straal die eerst wordt gecondenseerd door een condensorlens. De resulterende smalle straal wordt door het monster gericht; elektronen die niet worden geabsorbeerd, vormen via een objectieflens een beeld op een fosforscherm. Gebieden die donkerder lijken, komen overeen met dikkere gebieden waar minder elektronen doorheen gaan.

SEM-proces

Ook SEM begint met een elektronenkanon en een condensorlens, maar de straal wordt vervolgens door een tweede lens op een fijn plekje gefocusseerd. Magnetische spoelen rasteren vervolgens de straal over het preparaat, terwijl een derde lens de elektronen naar het interessegebied stuurt. Door de verblijftijd en de scansnelheid aan te passen (doorgaans 30 scans per seconde) legt SEM oppervlaktebeelden met hoge resolutie vast.