MICROSCOPIA ELECTRONICA

Microscopia electronica constituie un exemplu de felul cum au fost aplicate in practica unele din marile descoperiri facute in fizica la sfarsitul secolului trecut.

Fizicianul francez Louis de Broglie a emis in 1924 ipoteze ca electronii au proprietati ondulatorii, adica le este asociata o unda. Aceasta lungime de unda, “lungimea de unda Broglie” are formula: ᵧUnde: h=constanta lui Planck m=masa electronilor v= viteza electronica

Astfel s-a demonstrat asemanarea dintre radiatiile electronice si cele luminoase. Electronii generatii de tun electronic si supusi unor tensiuni de accelerare la alegere, sunt focalizati si dispersati pentru a forma o imagine prin trecerea lor prin campuri electrosatice sau electromagnetice. Lungimea de unda e in functie de tensiunea de accelerare de la 0,0859 Å la 20 KV, la 0,0028Å la 40 KV.Microscoapele electronice pot fi: 1. Microscoapele electronice de transmisie(TEM)2. Microscoapele electronice de baleiaj(SEM)3. Micros coapele electronice de transmisie si

baleiaj(STEM)

4. Microscoapele electronice analitice de transmisie (TEAM)5. Microscoapele electronice sistemice6. Microscoapele electronice cu fotoemisie (PEM)7. Microscoapele electronice EPI8. Microscoapele ionice cu emisie de camp FIM

Microscopul de transmisie- TEM

Este dat pe de o parte de interactiunea campurilor electromagnetice produse de lentile cu electronii, influentand parametrii electronooptici si pe de alta parte de interactiunea electronilor cu proba.

Astfel se deosebesc microscoapele electronice de transmisie conventionale (TEM, a caror tensiune de accelerare a electronilor=20-125kV (pentru probe biologice, tensiunea este de 80 kV) si microscoapele de voltaj inalt HVEM cu tensiunea de 3mV (3000 kV)

Elemente constructive:• Sistem vidare• Tunul electronic• Camera probei• Ecranul fluorescent• Dispozitiv de fotografiat• Blocuri speciale pentru aliniat

Sistemul electronooptic

Localizat in coloana microscopului si alcatuit din:* sistem de iluminare* camera pentru preparat* sistem de formare a imaginii* camera de observatie* camera fotograficaEste necesara o sursa de radiatii tot de natura

electromagnetica, asa numita radiatie x cu lungime de unda de mai mica decat a radiatiei verzi , aflata jumatatea spectrului vizibil (ᵧX=0,1-0,01 Å; ᵧV=5500 Å), deci sub 0,1 Å ceea ce va permite detalieri morfostructurale de ordinul angströmului.

Sistemul electronic si consola de comanda

Alcatuit in principal la microscoapele moderne din 2 blocuri: unul responsabil de realizare unei tensiuni inalte, bine stabilizate, care sa permita obtinerea rezolutiei propuse sub 10Å, al doilea fiind responsabil de realizarea unui curent bine stabilizat pentru alimentarea lentilelor.

Sistemul de vid

Pentru impiedicarea interactiunii dintre radiatiile X si moleculele de aer, deci obtinerea unui fascicul coerent ce o deplasare perfect rectilinie, este necesara realizarea in coloana microscopului a unui vid inalt de ≈ - torr.

Microscopul electronic cu voltaj inalt

Foloseste o tensiune mai mare de 300.000V, la unele fiind 3-5 Mev. Se bazeaza pe acelasi principiu constructiv ca si la cele conventionale de 100 kV. Tensiunea inalta utilizata presupune realizarea unei coloane cu mult mai inalta, iar inlaturarea vibratiilor din coloana necesita si realizarea unei fundatii cu mult mai stabila. Lentilele sunt mai puternice iar curentul absorbit de ele si de sistemul de accelerare a fluxului conduc la utilizarea unor blocuri de alimentare electrica mai perfectionate.

Microscopul electronic analitic de transmisie – TEAM

Format dintr-un microscop electronic de transmisie de inalta rezolutie la care se ataseaza un microanalizator de raze x din clasa spectometrelor.

Noutatea este in posibilitatea de culegere si a informatiilor cu privire la elemente chimice cuprinse in preparat, pe langa cele de ordin morfo-structural, prin difractie de electroni continute de CTEM.

Directii de cercetare:• Localizarea elementelor chimice existente in conditii

normale in tesuturi, in special a ionilor de Na si Ka.• Detectarea unor elemente in anumite stari patologice

cum ar fi intoxicatii, carente fizice, etc.• Aprecierea distributiei unor elemente poluante in

diferite verigi ale lantului biologic• Identificarea unor reactii chimice intre diferite

elemente pe baza analizarii unor precipitate ce se formeaza in tesuturi.

Microscopul electronic de baleiaj- SEM

Furnizeaza imagini tridimensionale ale suprafetelor probelor cercetate ale caror dimensiuni sunt de ordinul centimetrilor dar nu pot furnia informatii morfo-structurale ce se regasesc in grosimea materialului.

Formarea imaginii se bazeaza pe principiul formarii electronilor secundari, reflectati in urma bombardarii probei de catre fasciculul primar de radiatii X.

Are in plus un detector al electronilor secundari emisi in urma intercatiunii cu suprafata probei. Curentul produs de aceasta e modulat si trimis in final spre blocul de baleiere al unui tub cinescopic dintr-un monitor.

Pregatirea probei pentru analiza este mai usoara nefiind necesare sectiunile ultrafine. Rezolutia este mai mica de 10 ori fata de TEM. Conditia principala impusa probelor examinate printr-o astfel de metoda este ca suprafetele acestora sa fie conductoare pentru evitarea acumularii de sarcini electrice pe suprafata.

BIBLIOGRAFIE

“Manual de lucrari practice de Biologie Celulara” ( Constantin Cotrutz, Carmen Cotrutz, Maria Kocsis, Cezar Radu Ionescu)