Просвечивающий электронный микроскоп

В просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ) вместо света применяют пучок электронов (рис. 1-6). При создаваемой высокой разности потенциалов (ускоряющем напряжении 50−600 кВ) электроны, составляющие пучок, имеют очень малую длину волны, что позволяет получать изображение изучаемого объекта с высоким разрешением. Теоретически разрешение просвечивающего электронного микроскопа составляет 0,002 нм. Реальное разрешение современных микроскопов приближается к 0,1 нм. Для биологических объектов разрешение ПЭМ на практике составляет 2 нм.

Рис. 1-6. Просвечивающий электронный микроскоп. [120]

В качестве источника электронов используют термоионные электронные пушки или пушки автоэлектронной эмиссии. При этом источник должен обладать небольшими размерами и высокой мощностью, чтобы получить изображение образца достаточно ярким. Изучаемый образец устанавливают на сетчатой подложке. Сетчатые подложки для ПЭМ не должны электризоваться, иначе это может исказить траекторию электрона. Обычно подложки изготавливают из проводящих химически инертных и не испаряющихся в вакууме материалов, таких, как вольфрам, молибден, нержавеющая сталь, титан, серебро, платина, платино-иридиевые сплавы.

Электроны, испускаемые пушкой в виде пучка с высокой энергией, проходят в вакууме через систему комбинированных фокусирующих электронных линз. Комбинированные линзы состоят из магнитных и электростатических линз, которые обеспечивают упорядоченное движение электронов в пучке (по спирали) и уменьшают диаметр пучка. Прежде чем провзаимодействовать с изучаемым объектом, пучок замедляется, а далее проходит сквозь объект. Прошедший сквозь объект луч с помощью линз проецируется на люминесцирующий экран, на котором создаётся видимое увеличенное изображение объекта. Изображение регистрируют различными детекторами.

Электронная томография. Этим методом с помощью серии микрографий, сделанных под разными углами, можно получить суммарную картину трёхмерной структуры исследуемого объекта (например, клеточных органелл).