Elektronmikroskopi Flashcards
Inom vilka områden använder man sig av elektronmikroskopi?
- Används både inom biologi- och materialforskning
- Medicinsk diagnostik
- Industriell materialkontroll
Det finns 2 typer av elektronmikroskopi, vad heter dessa?
Transmissionselektronmikroskopi (TEM) Svepelektronmikroskopi (SEM)
Vad är skillnaden på Transmissionselektronmikroskopi (TEM) Svepelektronmikroskopi (SEM)?
TEM
• Genomstrålning av tunna objekt
• I biologin oftast tunna snitt
• Ger en 2-D bild
SEM
• Bestrålningsteknik för att studera objekts topografi
•Ger en 3-D bild
Varför skall man använda sig av EM med tanke på ljusmikroskop, TEM och SEM?
LM (ljusmikroskopi)
Ger en översiktsbild av vävnaden eller av hundratals celler
TEM
Visar en detaljerad bild av celler och dess organeller
SEM
Visar ytstrukturen på celler och vävnader
Vad menas med upplösning?
minsta distans mellan två punkter som kan ses åtskilda
Vilken upplösning har ett ljusmikroskop resp elektronmikroskop ?
- LM≈200nm
* EM≈0,1nm
Vad betyder upplösningsförmåga?
Minsta möjliga avstånd när två objekt kan ses som skilda, snarare än som ett enda sammanflytande
Vad ger bild i ljusmikroskop resp elektronmikroskop?
LM
Glödlampa – fotoner
EM
Elektroner (e–)
Hur är bilden om vi har en låg frekvens resp hög ?
Vid låg frekvens har vi dålig upplösning och vid hög frekvens en fin upplösning
Vad består ett transmissionsmikroskop av?
- Elektronkanon
- Högspänning
- Elektromagnetiska linser
- Vakuum
- Objektkammare
- Bildregistrering
Berätta om elektronkanonen hos TEM
Elektronkällor:
• Glödtråd, Wolframtråd upphettas till vitglödning, e- lossnaroch det bildas ett elektronmoln
• LaB6
• FEG
Wehneltcylindern (catod-cap):
Sitter runt glödtråden, samlar elektronerna och låter dessa strömma genom ett litet hål mot anoden.
Anoden
är en smal cylinder mitt emot katoden, som är starkt positivt laddad, liksom resten av instrumentet.
Beskriv Högspänning (accelerationsspänning) i TEM
Elektronerna är i sig själv ganska energifattiga och har därför dålig förmåga att genomstråla ett objekt
Stark spänning nödvändig för att öka elektronernas rörelsehastighet
Ju högre spänning – desto högre energi och desto högre hastighet
Varför finns ett högvakumsystem i TEM?
Högvakuum för att undvika
• kollision mellan e- och luftmolekyler, vilket leder till minskad rörelseenergi hos e- och bildning av fotoner
• kontamination av glödtråden och de elektromagnetiska linserna
Berätta om linssystemet i TEM
Linserna i elektronmikroskopet består av elektromagnetiska fält
Med hjälp av elström, som genomströmmar en spole med en kärna av järn, riktas elektronen mot en bestämd punkt.
Hur uppför sig e- i ett elektromagnetiskt fält?
Elektroner som ej är i rörelse påverkas inte av magnetfältet
Elektroner som rör sig parallellt med magnetfältet påverkas
inte heller
Elektroner som passerar vinkelrätt igenom ett magnetfält påverkas så att de kommer att röra sig i en spiralbana runt magnetfältets axel och kommer att korsa axeln i en bestämd punkt = fokalplunkten
Hur samspelar förstoring och fokallängd?
- Fokalpunktens läge i förhållande till linsområdet är viktigt för förstoringsgraden.
- Ju kortare fokalavstånd desto högre förstoring.
- För att nå högupplösning behöver man hög accelerationshastighet på e-, vilket leder till stor fokallängd. Detta kompenseras genom att man ökar magnetfältsstyrkan.
Berätta om objektkammaren i TEM
Objektkammaren ligger under kondensor-linsen, isolerad från omvärlden och kolonnen genom ett vakuumlås.
Kammaren fungerar som en sluss. Med hjälp av vakuumpumpar erhålles tillräckligt vakuum innan man för objektet vidare in i kolonnen.
Berätta om Elektronens påverkan av atomerna i preparatet
1.Ett visst antal elektroner penetrerar preparatet nästan opåverkade, ju tunnare preparat desto mindre påverkan.
Dessa elektroner ger ”bakgrundsljus”.
- Elektroner som kolliderar eller attraheras av en atomkärna i preparatet genomgår en sk. elastisk spridning (scattering) utan energiförlust.
Ju högre atomvikt desto starkare avlänkning.
I TEM sorteras dessa bort, vilket leder till kontrast i bilden.
För ökad kontrast behandlas preparaten med tungmetaller - Elektroner som kolliderar med e- i skalet av preparatets atomer genomgår en sk. inelastisk spridning (scattering).
I TEM fortsätter samma e– sin väg genom mikroskopet, dock med minskad energi.
Vid samma process kan så väl sekundär strålning (används i SEM) som röntgen-strålning uppstå.
Röntgenstrålningens uppkomna energi är grundämnes specifik och kan därför användas vid ämnesanalys.
Vad finns de för aberrationer dvs avbildningsfel? Berätta om dessa.
Sfärisk aberration
Avböjningsförmågan ökar i periferin, vilket gör att de yttre elektron-strålarna inte bryts till samma fokalpunkt , som de centrala. Aperturbländare avskärmar de perifera strålarna.
Kromatisk aberration
är beroende av elektronens hastighet. En instabil spänning ändrar fokalavståndet hela tiden och förorsakar oskärpa.
Astigmatism
Cirkulära strukturer avbildas som oskarpa ovala strukturer.
Hur sker bildregistreringen i TEM ?
Fotografisk film
SEM - uppbyggnad?
Elektronkanon Högspänning 0,5-30 kV Vakuumsystem Linssystem Svepspolar Objektkammare Detektor Bildregistrerande system
Berätta om svepelektronmikroskop
Har inga förstorande linser utan endast en belysningsdel.
Elektronstrålen fokuseras till objektet med hjälp av elektromagnetiska linser till en tunn stråle, s k ”spot”. Ju finare ”spot”– desto bättre mikroskop.
Förstoringsgraden bestäms av hur stor yta som ”spoten” sveps över.
Berätta om svepspolar som används i SEM
För att få bild används i SEM svepspolar och detektorer.
Elektronstrålen sveper över objektet i räta linjer och avbildar objektet punkt för punkt längs efter varje linje – scanning coils.
Scanning coils är synkroniserade med ett oscilloskop.
Hur sker bildregistering i SEM?
Bild återges på TV-skärm
