Elektronska mikroskopija

Kod obje tehnike koriste se elektroni za dobijanje slike uzorka. SEM koristi sistem elektromagnetnih zavojnica za skeniranje snopa elektrona po površini uzorka i prikuplja rasijane elektrone, pružajući informacije o površini i sastavu materijala.

TEM koristi transmisijske elektrone koji prolaze kroz uzorak, pružajući informacije o unutrašnjoj strukturi, kao što su kristalna struktura i morfologija.

Rezolucija SEM-a ograničena je na približno 0,5 nm, dok aberaciono korigovani TEM sistemi postižu rezoluciju manju od 50 pm.

Odgovor zavisi od vrste uzorka i cilja analize. Za informacije o površini uzorka (hrapavost, detekcija kontaminacije) koristi se SEM. Za određivanje kristalne strukture, mogućih strukturnih defekata ili nečistoća, TEM predstavlja jedino odgovarajuće rješenje.

Procjena kvaliteta prevlaka zahtijeva detaljnu morfološku analizu. SEM koristi detektor povratno rasijanih elektrona (BSE) za snimanje slika visokog uvećanja i kontrasta koje precizno prikazuju gdje je prevlaka nanesena, odnosno gdje nije. Područja bez prevlake, čak i veličine svega nekoliko mikrometara, mogu predstavljati početne tačke korozije.

Kod SEM-a se najčešće detektuju tri vrste signala: povratno rasijani elektroni (BSE), sekundarni elektroni (SE) i karakteristično rendgensko zračenje (EDS). Svaki od ovih signala pruža različite korisne informacije o uzorku.

BSE elektroni nastaju nakon elastičnih interakcija i potiču iz dubljih slojeva uzorka, zbog čega pokazuju visoku osjetljivost na razlike u atomskom broju.

SE elektroni nastaju usljed neelastičnih interakcija i potiču iz površinskog sloja uzorka, pružajući detaljne informacije o topografiji površine.

Thermo Scientific™ ChemiSEM™ tehnologija omogućava potpunu kontrolu svih SEM i EDS funkcija kroz jedinstven korisnički interfejs. Sistem je uvijek aktivan i kontinuirano prikuplja EDS signal tokom rada SEM-a.

Omogućava brži pristup informacijama o elementnom sastavu zahvaljujući pristupu zasnovanom na mašinskom učenju, precizna mjerenja u širokom rasponu postavki mikroskopa te jednostavno rukovanje za sve operatere.

Thermo Scientific™ ChemiPhase™ predstavlja novu funkcionalnost Thermo Scientific™ ChemiSEM™ sistema koja omogućava analizu faza u odabranoj oblasti korištenjem statističke analize velikog broja podataka, s ciljem detekcije svih statistički značajnih spektara.

Otkrivanje i karakterizacija različitih faza sada su znatno jednostavniji i intuitivniji, bez pogrešnih rezultata izazvanih preklapanjem spektralnih maksimuma ili nedovoljnim intenzitetom signala.

Single Particle Cryo-EM ili Single Particle Analysis (SPA) predstavlja cryo-EM tehniku koja omogućava proučavanje biomolekula pri atomskoj ili gotovo atomskoj rezoluciji, otkrivajući dinamičke biološke procese i strukturu biomolekularnih kompleksa.

Prečišćeni proteini ili proteinski kompleksi suspenduju se u amorfnom ledu postupkom brzog zamrzavanja, čime se čuva njihova prirodna struktura.

Pomoću transmisionog elektronskog mikroskopa (TEM) snima se veliki broj 2D slika uzorka. Budući da su zamrznuti proteini nasumično orijentisani, 2D slike prikazuju uzorak iz različitih uglova, što omogućava njihovu rekonstrukciju u trodimenzionalni model visoke rezolucije.

Cryo-elektronska tomografija (cryo-ET) omogućava trodimenzionalnu vizualizaciju ćelija, organela i makromolekulskih kompleksa u stanju koje je vrlo blisko njihovom prirodnom.

Kombinacijom kriogene prezervacije, serijskog snimanja pod različitim uglovima i računarske rekonstrukcije, cryo-ET povezuje ćelijski nivo sa rezolucijom na molekulskom nivou, otkrivajući biološku arhitekturu kakva postoji in situ.

Kontinuirani razvoj mikroskopskih tehnologija, preciznog inženjerstva i integrisanih radnih tokova doveo je do značajnog proširenja primjene cryo-ET tehnike u istraživanjima iz oblasti strukturne biologije, ćelijske biologije i razvoja lijekova.

MicroED je tehnika koja omogućava brzo određivanje strukture malih molekula i proteina u visokoj rezoluciji.

Omogućava dobijanje detalja na atomskom nivou iz pojedinačnih nanokristala (<200 nm), čak i kada se nalaze u heterogenoj smjesi. Akvizicija MicroED podataka izvodi se na cryo-TEM mikroskopu korištenjem elektrona primarnog snopa.

Budući da je riječ o difrakcionoj tehnici, uzorci moraju biti u kristalnom obliku. Proces kristalizacije isti je kao kod rendgenske kristalografije, ali se mogu koristiti znatno manji kristali jer elektroni ostvaruju mnogo jaču interakciju s kristalom nego rendgenski zraci.

Kristali veličine svega 100 nm mogu se jednostavno analizirati. Time se pojednostavljuje priprema uzorka i omogućava analiza kristala koji su premali za difrakciju drugim metodama.

Sama akvizicija može biti završena za svega nekoliko minuta, a trodimenzionalna struktura određuje se uz atomsku rezoluciju.