Виды микроскопических исследований. История создания, принцип работы и возможности электронной микроскопии.

В ряде случаев, например, полупроводники или люминесцирующие материалы, возникает еще и световое излучение. Регистрация электронов, отраженных от объекта, а также различных других видов излучения, например, рентгеновского, светового дает информацию о различных свойствах микроучастков изучаемого объекта. Именно поэтому системы индикации и другие элементы растровых микроскопов отличаются в зависимости от вида регистрируемого излучения.[5]Из электронных микроскопов также упомянем зеркальный. Его основной особенностью является чувствительность к микроскопическим магнитным и электрическим полям на отражающем массивном объекте. Егоработу можно описать как действие микроскопических магнитных и электрических полей на поток электронов. Такой микроскоп позволяет изучить структуру сегнетоэлектриков или доменную структуру ферромагнитных материалов. В теневом микроскопе то же образуется электронный зонд, однако его положение остается постоянным. Электронные лучи в этом случае нужны для того чтобы получить увеличенное теневое изображение объекта, помещенное близко от зонда. Образование такого изображения возможно благодаря рассеянию и поглощению электронов разными участками объекта. Нужно отметить, что интенсивность конечного изображения в такоммикроскопе отнюдь невелика. В этих устройствах, обычно, используются усилители света по типу электронно-оптических преобразователей.[3]6. Особенности работы с электронным микроскопомРассмотрим основные приемы работы электронной микроскопии. Разумеется они своеобразны, учитывая то, что объекты, подлежащие исследованию, микроскопических размеров. Например, в гистологическихисследованиях применяются "сверхтонкие ножи" - микротомы, которые позволяют получить срезы различных объектов толщиной менее 1 мкм.Основная методика заключается в необходимости поместить объект исследования внутрь колонны электронного микроскопа. Таким образом объект окажется в вакууме и ему будут обеспечены особые условия чистоты.Это очень важное условие правильного исследования, т.к. при его несоблюдении, загрязнения могут исказить результаты. Для просвечивающего микроскопа объект готовится в виде тонких пленок. Ими могут служить разные лаки, пленки полупроводников и металлов, ультратонкие срезы разных препаратов. Также в качестве объекта исследования могут выступать тонко измельченные совокупности частиц. Различные биологические объекты чаще всего приходится "окрашивать" солями тяжелых металлов, либо оттенять напылением металлов, а также использовать другие доступные методы. Эта необходимость окрашивания вызвана тем, что большинство естественных объектов содержит различные атомы элементов, с малым атомным весом. Среди них – углерод, водород, азот, кислород.Если этого не сделать, мы получим размытые пятна, даже при исследовании структуры. А если говорить об отдельных молекулах, так они вообще не прослеживаются. Поэтому использование окрашивания является необходимым этапом работы с электронным микроскопом. Особенно это важно при исследовании биологических объектов, в частности макромолекул. Если мы исследуем влажные объекты, то используем вакуумно-изолированные газовые микрокамеры. В таком случае все объекты данного исследования помещаются в микроскопах на тончайшие пленки – подложки.Они, в свою очередь, крепятся на специальных сетках, которые изготавливаются чаще всего из меди электролитическим способом. Пленки должны соответствовать ряду требований. Если пленка будет достаточно большой толщины или слишком сильно будет рассеивать электроны, это приведет к резкому ухудшению качества изображения. Также, материал, из которого изготавливают пленки должен хорошо проводить тепло и обладать высокой стойкостью к электронной бомбардировке.Электронный микроскоп чаще всего используется для микрохимического анализа исследуемого вещества по методу М. И. Земляновой и Ю. М. Кушнира. В сущности этот метод сродни методу микрохимического анализа по средством оптического микроскопа. Электронный микроскоп будет использоваться в качестве устройства, которое способно обнаружить совсем малые количества искомого вещества. Итак, на поверхность водного раствора, в котором предполагается определить наличие искомых ионов, наносится капля 1 - 1,5% раствора нитроклетчатки в амилацетате. Эта капля должна растекаться по поверхности жидкости и образовывать коллодиевую пленку, на которую наносится капля реагента. Ионы реагента диффундируют сквозь пленку и взаимодействуют с раствором.Они образуют на поверхности кристаллы, содержащие ионы, которые нужно обнаружить. После очистки кусочек этой пленки с кристалликами помещается в микроскоп. Кристаллы изучаются и выдается заключение о наличии или отсутствии искомых элементов. В ряде случаев также возможно оценить и концентрацию ионов. Именно такой метод данного анализа считается наиболее точным и обладает высокой чувствительностью.[2]Заключение.Насколько нам еще удастся продвинуться в изучении микромира? В ходе нашего исследования мы поняли, что за достаточно короткий срок, используя новейшие достижения различных наук, электронная микроскопия превратилась в основной метод исследования природы. Наука будет двигаться дальше, а значит и, электронная микроскопия, будет все больше развиваться. Разумеется не все еще ясно и на пути прогресса встречаются различные сложности, но мы уже вплотную подошли к пониманию о необходимости детального изучения микромира. А значит все трудности будут преодолены. Кончено же современные микроскопы являются гораздо более сложными, чем микроскопы в недавнем прошлом.Уже сейчас мы сталкиваемся с очевидным фактом: приборы микроскопии становятся всё более сложными и громоздкими по мере проникновения в ранее недосягаемые тайны мира малых объектов. Дальнейшее усложнение этих приборов, увеличение затрат на их изготовление определяются необходимостью разрешения новых всё более сложных проблем.Здесь уместно провести аналогию с развитием экспериментальной ядерной физики, где получение информации о свойствах микрочастиц вещества, из которых состоят ядра атомов, связано с созданием сложнейших и, как правило, чрезвычайно громоздких и дорогих приборов и установок.Получение информации, раскрывающей тайны микромира, оплачивается высокой ценой. Однако происходящие при этом затраты интеллектуальных и материальных ресурсов, как показывает опыт истории науки, безусловно, окупаются теми возможностями, которые открываются при этом в технике, физике, химии, биологии и медицине.Список литературы.1.Дмоховский В.В.: Основы рентгенотехники. - М.: Медгиз, 2014. – 260 с.2.Кантор Ч.: Биофизическая химия. - М.: Мир, 2011. – 20 – 36 с.3. Криштал М.М.: Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ в примерах практического применения. - М.: ТЕХНОСФЕРА, 2009. – 354 с.4. Соколова О.С.: Электронная микроскопия нанобиообъектов. - М.: НОУДПО "Институт АйТи", 2011. – 506 с.5. Чаплыгин Ю. А.: Нанотехнологии в электронике. - М.: Техносфера, 2015. – 200 – 246 с.