Pomimo tego, że jest doskonałym narzędziem do badania ultrastruktury, skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) jest rzadziej stosowana niż transmisyjna mikroskopia elektronowa do wykrywania drobnoustrojów, takich jak wirusy czy bakterie. Tutaj opisujemy szybkie metody, które umożliwiają obrazowanie SEM w pełni uwodnionych, nieutrwalonych drobnoustrojów bez stosowania konwencjonalnych metod przygotowania próbek. Wykazaliśmy ulepszoną konserwację ultrastrukturalną, ze znacznie zmniejszonym odwodnieniem i skurczem, dla próbek, w tym bakterii i wirusów, takich jak wirus Ebola, stosując infiltrację cieczą jonową na przewodzących podłożach filtrów do SEM.
Jak działa SEM?
W skaningowej mikroskopii elektronowej MikroskopElektronowy.pl wiązka elektronów skanuje próbkę w układzie rastrowym. Najpierw elektrony są generowane na szczycie kolumny przez źródło elektronów. Są one emitowane, gdy ich energia cieplna pokonuje funkcję pracy materiału źródłowego. Następnie są one przyspieszane i przyciągane przez dodatnio naładowaną anodę. Skaningowe mikroskopy elektronowe (SEM) stały się potężnymi i wszechstronnymi narzędziami do charakteryzowania materiałów, zwłaszcza w ostatnich latach, ponieważ rozmiary materiałów używanych w różnych zastosowaniach wciąż się kurczą.
Mikroskopy elektronowe wykorzystują elektrony do obrazowania w podobny sposób, w jaki mikroskopy świetlne wykorzystują światło widzialne. W przeciwieństwie do transmisyjnych mikroskopów elektronowych (TEM), które wykrywają elektrony przechodzące przez bardzo cienką próbkę, SEM wykorzystują elektrony odbite lub odbite od bliskiej powierzchni próbki do stworzenia obrazu. Ponieważ długość fali elektronów jest znacznie mniejsza niż długość fali światła, rozdzielczość SEM jest lepsza niż w przypadku mikroskopu świetlnego.
Elektrony
Cała kolumna elektronów musi być pod próżnią. Podobnie jak wszystkie elementy mikroskopu elektronowego, źródło elektronów jest zamknięte w specjalnej komorze w celu zachowania próżni i ochrony przed zanieczyszczeniem, wibracjami i hałasem. Oprócz ochrony źródła elektronów przed zanieczyszczeniem, próżnia pozwala również użytkownikowi uzyskać obraz o wysokiej rozdzielczości. W przypadku braku próżni w kolumnie mogą znajdować się inne atomy i cząsteczki. Ich oddziaływanie z elektronami powoduje odchylenie wiązki elektronów i obniżenie jakości obrazu. Wysoka próżnia zwiększa również skuteczność zbierania elektronów przez detektory znajdujące się w kolumnie.
