المجهر الإلكتروني: 5 حقائق مثيرة للاهتمام يجب معرفتها


المحتويات

ما هو المجهر الإلكتروني؟

يشير المجهر الإلكتروني (EM) إلى طريقة تسمح بتحليل ومراقبة الصور عالية الدقة للعديد من العينات الحية وغير الحية. تُستخدم هذه الأنواع من المجاهر في البحوث الطبية الحيوية من أجل فحص الشكل التفصيلي وبنية الأنسجة والخلايا والعضيات والمجمعات الجزيئية الأخرى. الإلكترونات (التي تعمل كمصدر لإضاءة الإشعاع في هذه الحالة) لها أطوال موجية قصيرة جدًا تساعد في إنتاج دقة عالية للصور بالمجهر الإلكتروني. بشكل عام ، يتم دمج المجهر الإلكتروني مع عدد من التقنيات المساعدة مثل الوسم المناعي ، والتقطيع الرقيق ، والتلوين السلبي ، وما إلى ذلك لفحص بعض الهياكل المحددة. يمكن أن توفر الصور المجهرية الإلكترونية بيانات مهمة عن الأساس الهيكلي لوظيفة الخلية / الأنسجة ومرض الخلية.  

ميكروسكوب الكتروني
مجهر إلكتروني مبكر. مصدر الصورة: J المشروب، تم تحميله على ويكيبيديا الناطقة باللغة الإنجليزية بواسطة ar: المستخدم: Hat'nCoat., مجهر إرنست روسكا للإلكترون - المتحف الألماني - تحرير ميونيخCC BY-SA 3.0

ما هي أنواع المجهر الإلكتروني؟

يمكن أن يكون المجهر الإلكتروني من نوعين مختلفين:

مجهر الإرسال الإلكتروني (TEM): يتم استخدام المجهر الإلكتروني للإرسال لمشاهدة العينات الرقيقة للغاية مثل الجزيئات وأقسام الأنسجة وما إلى ذلك. في هذا ، يمكن للإلكترونات المرور عبر هذه الأنسجة لعرض صورة. يشبه TEM المجهر الضوئي المركب النموذجي من نواح كثيرة. مثل المجهر المركب ، يتم استخدام TEM لتصوير الجزء الداخلي من الخلايا البيولوجية في طبقات رقيقة للغاية ، وهي بنية جزيئات البروتين التي تتناقض مع مساعدة التظليل المعدني ، وتنظيم الجزيء الهيكلي في خيوط الهيكل الخلوي باستخدام تقنية التلوين السلبي ، وترتيب جزيء البروتين الهيكلي في أغشية الخلايا باستخدام تقنية كسر التجميد.

مجهر الكتروني ناقل حديث. مصدر الصورة؛ ديفيد جيه مورغان من كامبريدج ، المملكة المتحدة ، ميكروسكوب الكترونيCC BY-SA 2.0

مجهر المسح الإلكتروني (SEM): المجهر الإلكتروني المسح أو SEM يعتمد على انبعاث الإلكترون الثانوي من الطبقة العليا للعينة. يمكن أن توفر المجاهر الإلكترونية الماسحة عمقًا كبيرًا من التركيز الذي يمكن استخدامه كمجهر ضوئي استريو. يساعدنا هذا في تصوير الخصائص الهيكلية والفيزيائية الدقيقة والمفصلة للغاية للخلايا والأنسجة والعضيات والمجمعات الجزيئية الأخرى التي لا يمكن إجراؤها باستخدام TEM. تعمل المجاهر الإلكترونية الماسحة على دعم تطبيقاتها في عد الخلايا وتحديد الحجم وأحجام المجمعات الجزيئية والتحكم في العمليات.

تم تسمية تصميم المجهر باسم مجهر المسح الإلكتروني لأن هذا المجهر يولد صورًا عن طريق مسح سطح العينة باستخدام شعاع إلكتروني. ثم يتم جمع الانبعاثات السطحية المتناثرة باستخدام أجهزة الكشف. يمكن تصنيف SEMs إلى نوعين ، مسح المجهر النفقي ، ومسح المجهر الإلكتروني للإرسال.

مجهر مسح الكتروني. مصدر الصورة: الدكتور جراهام بيردزنقل Jeol ومسح EMCC BY-SA 4.0

كيف يعمل المجهر الإلكتروني؟

عرض توضيحي للظاهرة الناتجة بعد تفاعل شعاع إلكتروني متحمس مع عينة. مصدر الصورة: كلوديونيكو ~ كومونسويكيتفاعل الإلكترون مع المادةCC BY-SA 4.0

يشبه عمل المجهر الإلكتروني عمل المجهر الضوئي باستثناء حقيقة أن المجهر الإلكتروني يتضمن استخدام حزم إلكترونية لتكوين الصورة بدلاً من الفوتونات. تعمل خيوط التنجستن المسخنة أو الانبعاث الميداني كمصدر لحزمة الإلكترون وتنبعث منها تيار من إلكترونات الجهد العالي بحوالي 5-100 كيلوفولت. يعمل الجهد الكهربي الموجب على تسريع شعاع الإلكترون في الفراغ. يتم بعد ذلك تركيز تيار الإلكترونات هذا في حزمة رقيقة أحادية اللون باستخدام العدسات المغناطيسية. تقع الحزمة المركزة على عينة العينة التي تتفاعل مع المادة. يتم ملاحظة أنماط التفاعل هذه واكتشافها بواسطة شاشة الفلورسنت والكاميرا لتكوين الصور.

ما هي مميزات المجهر الإلكتروني؟

يتميز المجهر الإلكتروني بمجموعة من المزايا مثل:

  • يساعد الفحص المجهري الإلكتروني على تحليل ومراقبة الصور عالية الدقة للعديد من العينات الحية وغير الحية.
  • يمكن أن توفر الصور المجهرية الإلكترونية بيانات مهمة عن الأساس الهيكلي لوظيفة الخلية / الأنسجة ومرض الخلية الذي لم يتم حله بواسطة أنواع أخرى من المجاهر بشكل صحيح.
  • يسمح الفحص المجهري الإلكتروني بتصوير الهياكل البيولوجية الدقيقة للغاية دون إلحاق أي نوع من الضرر بها.
  • يوفر المجهر الإلكتروني صورًا دقيقة للغاية إذا تم إعداده بشكل صحيح.

ما هي عيوب المجهر الإلكتروني؟

المجهر الإلكتروني له مجموعة من العيوب مثل:

  • قد يكون بناء وصيانة تكلفة تشغيل وإعداد المجاهر الإلكترونية مكلفًا.
  • تتطلب هذه المجاهر وضعها في مبانٍ مستقرة مزودة بأدوات لإلغاء الحقول المغناطيسية من أجل الحصول على صور عالية الدقة.
  • يجب أن تبقى العينات المستخدمة في المجهر الإلكتروني في فراغ لتجنب جزيئات الهواء لتشتت الإلكترونات وتتداخل مع تكوين الصورة.
  • تعمل هذه المجاهر بشكل عام مع العينات الموصلة. لذلك ، تتطلب المواد غير الموصلة طلاءًا موصلًا من سبائك الذهب / البلاديوم والكربون والأوزميوم وما إلى ذلك من أجل التصوير المناسب.

ما هي تطبيقات المجهر الإلكتروني؟

يمكن أن يجد المجهر الإلكتروني تطبيقاته في مجالات مختلفة مثل:

  1. تخزين البيانات وأشباه الموصلات: يستخدم المجهر الإلكتروني على نطاق واسع في مختلف عمليات تخزين أشباه الموصلات والبيانات مثل تحرير الدائرة وتحليل الفشل وتحليل العيوب.
  2. صناعة: يستخدم المجهر الإلكتروني على نطاق واسع في عدد من الأعمال الصناعية مثل التصنيع المباشر لكتابة الحزمة ، والتوصيف الدقيق ، ومراقبة الجودة الصيدلانية ، والتعدين (تحليل تحرير المعادن) ، والفراكوغرافيا ، وأبحاث علوم الأغذية ، وأبحاث الطب الشرعي ، والتحليل الكيميائي أو البتروكيماوي.
  3. علم الأحياء وعلوم الحياة: يستخدم المجهر الإلكتروني على نطاق واسع لعدد من أعمال البحث البيولوجي مثل علم الأحياء المجهرية ، المجهر الإلكتروني بالتبريد ، أبحاث الأدوية (مثل المضادات الحيوية) ، الفحص المجهري الإلكتروني التشخيصي ، علم الفيروسات (مثل مراقبة الحمل الفيروسي) ، التصوير المقطعي الإلكتروني ، توطين البروتين ، تحليل الجسيمات ، البيولوجيا الهيكلية ، وكشف الجسيمات ، وتصوير الأنسجة ، وعلم السموم.
  4. بحوث المواد: يستخدم المجهر الإلكتروني على نطاق واسع في أغراض بحث المواد المختلفة مثل تجارب المواد الديناميكية ، واختبار الجهاز ، والتوصيف ، والتوصيف في الموقع ، الترسب الناجم عن شعاع الإلكترون، والبحوث الطبية ، وتأهيل المواد ، والنمذجة النانوية ، و نانومترولوجي.

لمعرفة المزيد عن زيارة الفحص المجهري https://lambdageeks.com/optical-microscope/

سانشاري تشاكرابورتي

أنا متعلم شغوف ، مستثمر حاليًا في مجال البصريات التطبيقية والضوئيات. أنا أيضًا عضو نشط في SPIE (الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات) و OSI (الجمعية البصرية في الهند). تهدف مقالاتي إلى تسليط الضوء على موضوعات البحث العلمي عالية الجودة بطريقة بسيطة ولكنها غنية بالمعلومات. العلم يتطور منذ زمن سحيق. لذا ، أحاول أن أستفيد من التطور وأقدمه للقراء. دعنا نتواصل من خلال https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

آخر المقالات