¿Qué es un microscopio electrónico (EM) y cómo funciona?
aquí comparamos dos tipos básicos de microscopios – microscopios ópticos y electrónicos.
el microscopio electrónico utiliza un haz de electrones y sus características de onda para magnificar la imagen de un objeto, a diferencia del microscopio óptico que utiliza luz visible para magnificar imágenes., Los microscopios ópticos convencionales pueden aumentar entre 40 y 2000 veces, pero recientemente se han desarrollado lo que se conoce como microscopios de luz de «súper resolución» que pueden aumentar las células biológicas vivas hasta 20,000 veces o más. Sin embargo, el microscopio electrónico puede resolver características que son más de 1 millón de veces más pequeñas.
Los microscopios electrónicos (EMs) funcionan como sus homólogos ópticos, excepto que utilizan un haz de electrones enfocado en lugar de fotones para «captar» la muestra y obtener información sobre su estructura y composición.,
Los pasos básicos involucrados en todos los EMs:
- Una corriente de electrones de alto voltaje (generalmente 5-100 KeV) se forma por la fuente de electrones (generalmente un filamento de tungsteno calentado o de emisión de campo) y se acelera en un vacío hacia la muestra utilizando un potencial eléctrico positivo.
- Esta corriente está confinada y enfocada usando aberturas metálicas y lentes magnéticas en un haz delgado, enfocado y monocromático.
- Este haz se enfoca sobre la muestra usando una lente magnética.
- Las interacciones ocurren dentro de la muestra irradiada, afectando el haz de electrones.,
- estas interacciones y efectos se detectan y transforman en una imagen.
a finales del siglo XIX, los físicos se dieron cuenta de que la única manera de mejorar el microscopio de luz era usar radiación de una longitud de onda mucho más corta. J. J. Thompson en 1897 descubrió el electrón; otros consideraron sus propiedades ondulatorias., En 1924, Louis deBroglie demostró que un haz de electrones que viajan en el vacío se comporta como una forma de radiación de longitud de onda muy corta, pero fue Ernst Ruska quien dio el salto para usar estas propiedades ondulatorias de los electrones para construir el primer EM y mejorar el microscopio de luz.,configuración del arco: el microscopio electrónico de transmisión (TEM) y el microscopio electrónico de barrido (SEM); a veces el TEM y el SEM se combinan en un instrumento, el microscopio electrónico de transmisión de barrido (STEM):
- TEM: aumenta de 50 a ~50 millones de veces; la muestra aparece plana
- SEM: aumenta de 5 a ~ 500,000 veces; imágenes nítidas de características superficiales
- STEM: aumenta de 5 a ~50 millones de veces; la>
en el tem, los electrones de la pistola de electrones pasan a través de una lente de condensador antes de encontrar la muestra, cerca de la lente del objetivo., La mayor parte del aumento se logra mediante el sistema de lentes objetivo. La imagen es vista a través de una ventana en la base de la columna y fotografiada usando una película, o más recientemente una cámara CCD, levantando la pantalla de visualización fluorescente con bisagras.
en el SEM, los electrones de la pistola de electrones se enfocan a un punto fino en la superficie de la muestra por medio del sistema de lentes. Este punto se escanea a través de la muestra bajo el control de las corrientes en las bobinas de escaneo situadas dentro de la lente final., Los electrones secundarios de baja tensión se emiten desde la superficie de la muestra y son atraídos al detector. El detector transmite señales a una consola electrónica, y la imagen aparece en una pantalla de computadora.
a veces se detectan rayos x y se utilizan para mostrar los elementos atómicos dentro de las muestras. Esto puede ser muy útil en el análisis del contenido elemental celular o sub-celular de los tejidos., Los TEMs y SEMs equipados con detectores de rayos x se conocen como microscopios electrónicos analíticos (AEMs); los análisis que utilizan estos instrumentos se describen con varios Términos, por ejemplo, microanálisis de rayos X con sonda de electrones (EPMA o EPXMA) o Análisis de rayos X dispersivos de energía (EDX).
Las imágenes tomográficas (3-dimensionales o 3-D) se pueden obtener inclinando y / o girando la muestra mientras se adquiere una imagen. Los avances recientes en el corte de secciones muy delgadas de tejidos y la obtención de imágenes de la cara del bloque de tejido han permitido obtener imágenes 3D subcelulares de alta resolución.
