Электронный микроскоп фото: 30 фантастических фотографий предметов и существ под микроскопом

Содержание

Фото с электронного микроскопа... (23 фото)

Исследователи из Мичиганского университета сделали несколько фото, которые получили при рассмотрении в электронный микроскоп некоторых видов растений и насекомых. Джон Харт, руководитель исследовательской группы говорит, что это попытка обратить внимание на то, что возможно увидеть на сегодняшний момент с помощью нанотехнологий. Ниже представлено несколько фото очень маленьких вещей в нашем мире. Для визуализации масштаба большинство измерений приведено в микронах — один микрон равен одной миллионной метра (человеческий волос составляет примерно 100 микрон).

Долгоносик (его морда чуть более 100 мкм. в ширину) из семейства жуков, которых насчитывается более 70 тысяч видов. Длиной они от 30 до 50 мм.

Изображение листа из черного дерева грецкого ореха, на котором показано сечение среза листа. Выступ в центре составляет чуть более 50 микрон в высоту.

Микроводоросли из океана.

Пыльца подсолнечника, мальвы, лилии, первоцвета. Самая большая из них составляет около 100 микрон в ширину.

Увеличенная в 94 раза когтистая нога взрослого жука.

Увеличенная в 598 раз спинка вши, скелет которой состоит из множества взаимосвязанных пластинок.

Муравей, глаза которого составляют около 300 микрон в ширину.

Глаз большой восковой моли, которая встречается везде, где развито пчеловодство. Ее длина около 40 мм. Эти моли откладывают яйца в ульях медоносных пчел, появившиеся на свет гусеницы питаются пчелиным воском (одна личинка наносит вред сотням пчелиных ячеек).

Отображение в 3D клеток меланомы (злокачественная опухоль), полученных с помощью ионной сканирующей электронной микроскопии.

Изображение нижней поверхности листа.

Изображение моли, вид головы сбоку. Ее глаз составляет около 800 микрон в ширину.

Передние дыхательные отверстия личинок плодовых мух, увеличенные в 1500 раз.

Скелет одной из шести ног шершня, найденного в Грузии. Увеличено в 87 раз.

Увеличенный в 765 раз кончик верхней челюсти взрослого жука.

Изображение нижней поверхности листа. Большая трихома внизу составляет около 50 мкм в ширину у основания.

«Антенна» комара (от основания) покрыта сенсорными щетинками, которые замечают все изменения в окружающей среде. Увеличено в 1504 раз.

При низком увеличении в 58 раз изображение области головы жука. То, что кажется на первый взгляд волосиками, на самом деле является сенсорными органами, которые обеспечивают жука информацией об окружающей его среде, включая изменение температуры и направление ветра.

Сегмент левой антенны комара, увеличенная в 500 раз.

Зерно, расположенное на пыльнике цветка, которое составляет около 40 мкм в ширину.

Тычинка цветка, около 140 микрон в ширину.

Это изображение шистосома — кровяного сосальщика, паразита. Живет в тропических открытых водоёмах, проникает в организм человека через кожу, обитает и спаривается в венозной крови. Шистосомы безвредны до попадания в печень или мочевой пузырь (вызывают рак).

Изображенный клетки рака молочной железы, которое сделано с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Изображение нижней поверхности листа, показывающее различные трихомы (наружные выросты). Считается, что они защищают ткань листа от перегрева, от повреждения насекомыми, а также способствуют уменьшению испарения влаги и выведению солей из тканей листа.

Смотрите другие интересные фотографии в категории «макро«

Поделиться в социальных сетях

25 макрофотографий, которые доказывают, что тело человека – это невероятная вселенная 

25 макрофотографий, которые доказывают, что тело человека – это невероятная вселенная 

Известно, что масштабы наблюдаемой Вселенной поражают – 46 млрд световых лет. А как насчет микромира? Он тоже удивляет, а его микроразмеры атомов, ядер, нейтронов, бозонов и виртуальных частиц также не укладываются в голове. Например, размер протона составляет 10−15 м.

 

Да что там говорить, организм человека – это целая масштабная макровселенная, которую нам еще изучать и изучать. Вы только вдумайтесь в эти цифры: у человека диаметр эритроцита (клетка крови) составляет 6,2-8,2 мкм

. Нейрон состоит из тела диаметром от 3 до 130 мкм. Диаметр двойной спирали ДНК составляет 2 нм (нм – нанометр, равен 10-9 метра). Вы представляете эти микроразмеры? Да это целый космос внутри человека. 

 

Мы собрали для вас 25 макрофотографий, сделанных учеными и другими специалистами с помощью электронного микроскопа, которые откроют вам удивительный микромир человеческого организма. 

 

1. Ресница человека под микроскопом

СТИВ ГШМЕЙССНЕР / SPL / East News

Увеличение: х350

 

На фото – ресница на веке. На поверхности ресницы видны сквамозные клетки, которые отслаиваются от кожи и прилипают к волосу.  

Ресницы – это волосы, растущие от век. Стоит отметить, что ресницы выполняют защитную роль для глаз, представляя собой сенсоры, предупреждающие о том, что рядом с глазами находится какой-то объект, в результате чего в целях безопасности глаз рефлекторно закрывается для того, чтобы защитить себя от попадания инородных тел. 

 

2. Внутренняя поверхность радужки глаза и ресничных отростков глаза под увеличением

РИЧАРД КЕССЕЛЬ И ДР. ГЕН ШИХ / SPL / East News

3. Клетка крови на кончике иглы. Это эритроциты – часть клеток крови, которые переносят в организме кислород (из легких в ткани)

СТИВ ГШМЕЙССНЕР / SPL/ East News

Также эритроциты являются обратными переносчиками диоксида углерода из тканей после их поглощения кислорода. Диоксид углерода выходит через легкие, когда мы выдыхаем после цикла вдоха. 

Обратите внимание на дисковидную двояковогнутую форму эритроцита, диаметр которого составляет от 7 до 10 мкм. Благодаря своей эластичности обеспечивается их беспрепятственное движение по капиллярам. За счет своих размеров (формы) эритроциты могут переносить больше кислорода и диоксида углерода, осуществляя в организме цикл газообмена. 

 

Смотрите также

 

4. Камень в почке под увеличением

СУСУМУ НИШИНАГА / SPL / East News

На фото можно увидеть поверхность камня в почке человека. Камни в почках, как правило, образуются в результате осадка минеральной соли оксалата кальция в моче. Из-за осаждения солей со временем образуются камни, которые могут причинять человеку боль (нередко сильную) и дискомфорт. В большинстве случаев камни выходят естественным путем. В некоторых случаях камни приходится удалять хирургическим путем. Иногда их дробят ультразвуком. 

 

5. Потовая железа на ладони человека под увеличением и цветным раскрашиванием

View this post on Instagram

Coloured scanning electron micrograph (SEM) of a sweat gland pore (yellow) opening onto the surface of a human palm. Sweat pores bring sweat from a sweat gland to the skin surface. The sweat evaporates, removing heat and playing a vital role in cooling the body and preventing it from overheating. Skin cells can be seen flaking off the skin around the pore opening. Sweat pores vary in shape and size over the body. Цветная сканирующая электронная микрофотография (SEM) поры потовой железы (желтого цвета), открывающаяся на поверхность ладони человека. Поры пота выводят пот из потовой железы на поверхность кожи. Пот испаряется, отводит тепло и играет жизненно важную роль в охлаждении тела и предотвращении его перегрева. Эпидермис виден, как отслаивающиеся чешуйки кожи вокруг отверстия пор. В разных частях тела потовые поры различаются по форме и размеру.

Пот — водный раствор солей и органических веществ, выделяемый потовыми железами. Испарение пота служит для терморегуляции у многих видов млекопитающих. Также пот играет значительную роль в социально-биологических процессах передачи информации между млекопитающими. С потом переносятся феромоны и множество биологически активных веществ. У человека больше всего потовых желез на ладонях — до 2500 на один квадратный сантиметр. Запах пота бывает как отталкивающим, так и притягательным в зависимости от половой принадлежности субъекта и готовности к спариванию. У здорового человека запах свежего пота практически не различим. Выраженный, характерный запах появляется только по прошествии времени, когда бактерии (живущие на теле у человека и на одежде), начинают размножаться и использовать пот в своей жизнедеятельности. Именно продукты жизнедеятельности этих бактерий и образуют запах. #медицина #биология #здоровье #наука #диета #science #research #university #исследование #wildlife #животные #растения #vegan #insects #medicine #biology #micro #macro #butterfly #макросъемка #wild #wildanimal #natgeowild #nationalgeographic #birds #fungi #sciencephotolibrary

A post shared by micro/macro pictures (@macro_world_pic) on

На поверхности тела человека есть специальные поры, которые выводят пот из потовых желез. При испарении пота наш организм отводит от тела лишнее тепло. Это очень важная функция терморегуляции организма, которая защищает нас не только от перегрева, но и от переохлаждения.

Don’t sweat the small stuff! #TuesdayMotivationhttps://t.co/HXdSh42Zfu

Cred: Tsutomu Tomita & Shun Miyazaki pic.twitter.com/n5uCtpBiJA

— Nikon Small World (@NikonSmallWorld) January 21, 2020
 

Обратите внимание, как вокруг поры отслаиваются частицы кожи. У человека больше всего потовых желез на ладонях – до 2500 на один кв. сантиметр. 

 

6. Микрофотография нового коронавируса SARS-CoV-2 (2019-нCoV) – вируса, вызывающего COVID-19, выходящего с поверхности клеток

 reddit.com

Коронавирусы (CoV) представляют собой большое семейство вирусов, которые вызывают заболевания, начиная от обычной простуды и заканчивая более тяжелыми заболеваниями, такими как ближневосточный респираторный синдром (MERS-CoV) и тяжелый острый респираторный синдром (SARS-CoV).  Новый коронавирус (nCoV) представляет собой новый штамм, который ранее не был идентифицирован у людей. Коронавирусы являются зоонозными, что означает, что они могут передаваться между животными и людьми (WHO, 2019) .

 

7.  Поверхность языка человека под микроскопом

 СУСУМУ НИШИНАГА / SPL / East News

Как можно видеть под увеличением, наш язык покрыт необычными загнутыми выступами, которые называют нитевидными сосочками. Эти выступы образуют своеобразные папиллы. Именно они ощущают давление на язык. Кстати, эти папиллы имеют чешуйчатый вид, так как они постоянно теряют свой верхний слой кожи. 

 

8. Лейкоциты преследуют бактерии

reddit.com/r/MicroPorn/

 

Лейкоциты в переводе с греческого означают белые клетки крови. Также эти клетки крови называют белыми кровяными тельцами. Эти клетки захватывают попавшие в организм бактерии и обезвреживают их. Именно поэтому главная роль лейкоцитов в том, чтобы защитить наш организм от заболеваний.

View this post on Instagram

A white blood cell eating a damaged and ill red blood cell. Credit video : @polymimestudio #science #sciencemm #scientific #research #biology #blood #white #redblood #video #science #biology #animation #loop #medicalanimation #3Danimation #medical #biotechnology #scientificvideo #videooftheday #visualscience Сам термин «лейкоциты» в переводе с греческого звучит как «белые клетки крови». Их также называют белыми кровяными тельцами. Они захватывают и обезвреживают бактерии, поэтому главная роль лейкоцитов в том, чтобы защитить организм от заболевания. Наряду с красными кровяными клетками (эритроцитами) и кровяными пластинами (тромбоцитами) лейкоциты относятся к форменным элементам крови, которые составляют не менее 45% всего объема крови. Оставшиеся 65% приходятся на ее жидкую часть. Все эти форменные элементы крови в виде крохотных телец разных форм и очертаний хорошо видны под микроскопом, и в зависимости от изменения их уровня в крови врачи получают информацию о том, что в организме что-то не в порядке. Лейкоциты по своему строению напоминают белые или бесцветные шарики. Каждый «шарик» – это одна клетка. В 1 мл крови их примерно 5000-8000, и это число может варьироваться в зависимости от того, сыт человек или голоден, работает ли он физически или отдыхает, болен – здоров. На количество лейкоцитов влияет даже время суток. Красные и белые кровяные тельца вырабатываются в красном веществе костного мозга, лимфатических узлах и селезенке.

A post shared by micro/macro pictures (@macro_world_pic) on

Лейкоциты по своему строению напоминают белые или бесцветные шарики. Каждый «шарик» – это одна клетка. В 1 мл крови их примерно 5000-8000 шт., и это число может варьироваться в зависимости от того, сыт человек или голоден, работает ли он физически или отдыхает, болен – здоров. На количество лейкоцитов влияет даже время суток. Красные и белые кровяные тельца вырабатываются в красном веществе костного мозга, лимфатических узлах и селезенке.

 

9. Восьминедельный плод 

 SGS / SPL / East News

 

Увеличение: х12

 

Перед вами фотография восьминедельного человеческого плода. Удивительно, но уже на этом сроке видны глаз, нос и руки. Кстати, именно восьмая неделя беременности – это конец формирующей стадии развития. Именно на этом этапе эмбрион становится плодом. Плод на этом сроке беременности уже похож на человека: большая голова, которая пропорциональна телу. Также к восьмой неделе у плода уже сформировываются все основные системы органов. С этого момента тело плода начинает расти. К восьмой неделе длина плода составляет 3 сантиметра. 

 

Смотрите также

 

10. Долгосрочная (40 ч) визуализация живых мезенхимальных стволовых клеток человека

 https://www. facebook.com/3dnanolive/videos/139055754146614/

 

11. Щетина зубной щетки, покрытая зубным налетом и эпителиальными клетками

  СТИВ ГШМЕЙССНЕР / SPL / East News

 

Увеличение: х1000

 

Налет на зубах – это бактериальная пленка, встроенная в гликопротеиновую матрицу, которая формируется из слюны и из продуктов жизнедеятельности бактерий. Кстати, именно зубной налет основной виновник разрушения зубов. Бактерии, живущие во рту, питаются сахарами, содержащимися в пище. В результате переработки сахара бактерии выделяют кислоту, которая, в свою очередь, разъедает эмаль зубов. Так появляется кариес. Мало того, накопление зубного налета нередко приводит к воспалениям и инфицированию десен, что может привести к выпадению зубов. 

 

12. Кристаллы альбумина в сгустке крови

  SGS / SPL / East News

 

В плазме крови альбумин является распространенным белком, который помогает остановить кровь при порезах и ранах. Так, когда кожа порезана, в результате чего происходит разрыв маленьких кровеносных сосудов, альбумин, содержащийся в крови, затвердевает в воздухе, образуя розовые кристаллы над раной. Другие же белки крови также помогают образовать сгусток на ране, что способствует предотвращению чрезмерной потери крови, а также защищает рану от бактерий. Стоит отметить, что альбумин также необходим для поддержания уровня гормонов и кальция. 

 

13. Волосы на голове человека под электронным микроскопом

KELOS GmbH / Dr. Кристофер Б. Джексон / SPL / East News

Обратите внимание на чешуйки на стержне волоса. Это кератин. Считается, что кератин предотвращает волосы от спутывания. По мере того как луковица вырабатывает больше кератина, образуется стержень волоса, который выталкивается наружу из кожи.

 

14. Кожа кончика пальца человека под увеличением

СТИВ ГШМЕЙССНЕР / SPL / East News

Увеличение: х 150

 

Кожа на ладонях рук и подошвах ног достаточно толстая по сравнению с другими частями тела. Но это и логично. Организм адаптируется к внешней среде, наращивая толщину кожи в тех местах, где происходит повышенное трение и износ. 

 

15. Жировые клетки, которые так волнуют человечество

 СТИВ ГШМЕЙССНЕР / SPL / East News

Увеличение: х 330

 

Это жировые клетки, которые являются одними из крупнейших клеток организма человека. Каждая клетка имеет диаметр от 100 до 120 микрон. Жировая клетка преимущественно состоит из одной липидной капли. Жировая ткань состоит из жировых клеток и поддерживающей соединительной ткани. Жировая ткань образуется в виде слоя под кожей человека, накапливающей энергию в виде жира, который берется из излишка пищи, съеденной человеком. 

 

16. Сперматозоиды (синего цвета) пытаются проникнуть в яйцеклетку человека 

OME / SPL / East News

Увеличение: x6500

 

Каждый сперматозоид имеет длинный хвост и овальную голову. Примечательно, что женщины обычно вырабатывают одно яйцо (яйцеклетку) в месяц, тогда как мужчины вырабатывают миллионы сперматозоидов. Но что самое удивительное – что только один из миллиона сперматозоидов сможет проникнуть в наружный слой яйцеклетки и оплодотворить ее. 

Оплодотворением считается, когда генетический материал сперматозоида (дезоксирибонуклеиновая кислота, ДНК) сольется с ДНК яйцеклетки. Как только это происходит, яйцеклетка сразу же образует барьер для проникновения других сперматозоидов. 

 

17.  Поврежденный кровеносный сосуд и эритроциты 

Энн Уэстон, EM STP, Институт Фрэнсиса Крика / SPL / East News

 

Увеличение: x1950

 

Кровеносные сосуды обеспечивают транспортировку крови в организме человека по всему телу. На фотографии вы можете видеть разрыв кровеносного сосуда, в результате чего из него выходят эритроциты (клетки крови). Эритроциты содержат богатый железом гемоглобин, который связывает кислород, поступаемый из внешней среды через легкие. Благодаря эритроцитам осуществляется транспортировка кислорода из легких в ткани. 

 

18. Волосы бровей и кожи под электронным увеличением

СТИВ ГШМЕЙССНЕР, EM STP, Институт Фрэнсиса Крика / SPL / East News

 

Увеличение: х100

 

Волосы закреплены в отдельных волосяных фолликулах (на фото не видно), возвышаясь над кожей человека. Волосы состоят из волокнистого белка, называемого кератином. На фотографии также виден роговой слой кожи, который состоит из ороговевших мертвых клеток, отделяющихся от тела. 

 

19. Хромосома

View this post on Instagram

Хромосо́мы — нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки, в которых сосредоточена бо́льшая часть наследственной информации и которые предназначены для её хранения, реализации и передачи. Хромосомы чётко различимы в световом микроскопе только в период митотического или мейотического деления клетки. Человеческий геном состоит из 23 пар хромосом, находящихся в ядре, а также митохондриальной ДНК. Двадцать две аутосомы, две половые хромосомы Х и Y, а также митохондриальная ДНК человека содержат вместе примерно 3,1 млрд пар оснований. В ходе выполнения проекта «Геном человека» была определена последовательность ДНК всех хромосом и митохондриальной ДНК. В настоящее время эти данные активно используются по всему миру в биомедицинских исследованиях. Полное секвенирование выявило, что человеческий геном содержит 20—25 тыс. активных генов, что значительно меньше, чем ожидалось в начале проекта (порядка 100 тыс.) — то есть только 1,5 % всего генетического материала кодирует белки или функциональные РНК. Остальная часть является некодирующей ДНК, которую часто называют мусорной ДНК, но которая, как оказалось, играет важную роль в регуляции активности генов. #nutrition #microbe #microbes #microscopic #microorganisms #health #microscopy #nikonsmallworld #nikon #ziess #canon #science #art #sciart #biocraftlab #science #nature #biotech #laboratory #student #university #study #medicine #funny #biology #chemistry #dna #bacteria #virus #molecular #human

A post shared by micro/macro pictures (@macro_world_pic) on

Хромосо́мы – нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки, в которых сосредоточена бо́льшая часть наследственной информации и которые предназначены для ее хранения, реализации и передачи.

Хромосомы четко различимы в световом микроскопе только в период митотического или мейотического деления клетки. Геном человека состоит из 23 пар хромосом, которые содержатся в ядре, а также митохондриальной ДНК. 

В ходе выполнения проекта «Геном человека» была определена последовательность ДНК всех хромосом и митохондриальной ДНК. В настоящее время эти данные активно используются по всему миру в биомедицинских исследованиях.

 

20. Движение эритроцитов в крови под микроскопом

imgur.com/a/KQnBoUh

 

21. Ноготь под большим увеличением

View this post on Instagram

Ноготь под большим увеличением. Интересно: Уход за ногтями неслучайно требуется нам так часто: они растут со скоростью примерно 0,1 мм в сутки. Скорость роста ногтей не всегда одинакова. Летом, в сезон открытой обуви они растут быстрее, а зимой — медленнее. 30% — почти треть длины ногтя приходится на его корневую часть. Она, кстати, скрыта под кожей. «Здоровая» толщина ногтевой пластины составляет около 0,3 мм. Это около 100-150 слоев кератина (из него состоят не только волосы, но и ногти). Вредная привычка грызть ногти однажды принесла пользу. Чтобы избавить от нее своих пациентов, стоматолог по имени Максвелл Лаппе в 1934 году придумал специальные пластинки, которые вскоре стали популярны как накладные ногти Есть еще одно нейл-изобретение, появившееся благодаря стоматологу: в 1955 году зубной врач по имени Фредерик Слэк решил «отремонтировать» сломавшийся ноготь акрилом (он в ходу у дантистов). Вскоре этот материал стали использовать для создания акрилового маникюра. Французский маникюр появился в США. А известное каждому название получил потому, что поначалу был очень популярен у французских актрис. Американский маникюр отличается от французского лишь тем, что на кончике вместо белого цвета используют бежевый. Можно сказать, что это более мягкая версия классического френча. Второе название такого маникюра — маникюр «Беверли-Хиллз». В 1920-30 годы широкое распространение получил лунный маникюр. Женщины опасались закрашивать ногти лаком полностью, считая, что полноценное покрытие не позволит им «дышать». Изобретением, которое подтолкнуло только зарождавшуюся в начале XX века бьюти-индустрию к созданию лаков для ногтей, стала краска для автомобилей. Первый цветной лак, наиболее близкий по форме выпуска и составу к современным, был красным. Он появился в начале 1930-х. У лака была водостойкая формула, которая позволяла средству держаться на ногтях около трех дней. #медицина #биология #здоровье #наука #диета #science #research #university #исследование #wildlife #животные #растения #vegan #insects #medicine #biology #micro #macro #butterfly #макросъемка #wild #wildanimal #natgeowild #nationalgeographic #наука #учеба #sciencephotolibrary

A post shared by micro/macro pictures (@macro_world_pic) on

Скорость роста ногтей составляет в среднем 0,1 мм за 24 часа. Летом она больше, чем зимой. Примечательно, что 30% длины ногтя остается невидимыми, часть которого скрыта под кожей. Если ногти здоровы, их толщина должна быть примерно 0,3 мм. Вы не поверите, но ногти, также как и волосы, состоят из кератина. Только в ногтях около 100-150 слоев кератина. 

 

22. Интраокулярная линза в глазу

View this post on Instagram

Интраокулярная линза в глазу. Линза, помещенная внутрь глаза, может выполнять роль природного хрусталика и обеспечивать все необходимые функции зрения. (Фото Mark Bartley | Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust | Wellcome Images). ИОЛ, или интраокулярная линза, это искусственный хрусталик (оптическая линза), которая вживляется пациенту вместо пораженного катарактой хрусталика. На сегодняшний день это единственный известный медицине способ вернуть зрение больному катарактой. Без вживления ИОЛ после удаления хрусталика пациенту пожизненно потребуются сильные очки. Стоит отметить, что лицензионные (официальные) ИОЛ абсолютно безопасны для глаз и не доставляют никаких неприятных ощущений. Тем не менее, линзы существенно отличаются друг от друга в основном тем, какие именно дефекты зрения они устраняют. Только специалист может правильно подобрать нужную ИОЛ. Однако перед прохождением лечения стоит изучить возможные варианты, чтобы иметь представление, на какую сумму рассчитывать. Большая часть стоимости операции – факоэмульсификации – это стоимость самой линзы. #медицина #биология #здоровье #наука #диета #science #research #university #исследование #wildlife #животные #растения #vegan #insects #medicine #biology #micro #macro #butterfly #макросъемка #wild #wildanimal #natgeowild #nationalgeographic #birds #fungi #sciencephotolibrary

A post shared by micro/macro pictures (@macro_world_pic) on

Линза, помещенная внутрь глаза, может выполнять роль природного хрусталика и обеспечивать все необходимые функции зрения.

 

23. Нейроны, которые выглядят как инопланетное создание

Neurons really are a bit creepy-looking. #cellfie

(18DIV ippocampal dissociated culture, DiI, inverted) pic.twitter.com/hjmNHOFLbp

— chanchanok chaichim (@cocculin) July 17, 2018

 

24. Мозговая активность в голове 

June is Alzheimer's Awareness Month. Thank you to all of the researchers working to understand the mind-bogglingly complex and ceaselessly fascinating human brain.https://t.co/Kqlw372TSS

Photo cred: Brad Miller pic.twitter.com/OZ0r27dkIa

— Nikon Small World (@NikonSmallWorld) June 18, 2019

Фотография сделана группой ученых, изучающих болезнь Альцгеймера. 

 

25. Наглядная анимационная модель, как работает сердце

Эта великолепная анимация была создана для того, чтобы визуализировать, как сердце качает кровь по кровеносным сосудам, повторяя ритмичные сокращения.

⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
Дезоксигенированная кровь (синего цвета) поступает в сердце из тела через полую вену и попадает в правый желудочек (нижний центр), откуда она перекачивается в легкие. ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
Кровь возвращается в сердце через легочные вены (красный, вверху слева) и проходит в левый желудочек (внизу справа), откуда она перекачивается в остальную часть тела через аорту (красный, верхний центр).

Снимки, сделанные с помощью электронного микроскопа

Победители конкурса Nikon Macro Photo. Традиционно на конкурс подаются фотографии, сделанные с помощью электронного микроскопа.

В этом году в Nikon Macro Photo Contest приняло участие более 2000 человек из 70 стран. Победителями стали снимки хоботка бабочки, клеток головного мозга, зародыша аквариумной рыбки и многое другое, не видимое невооружённым глазом.

Подведены итоги одного из самых красочных фотоконкурсов мира – Nikon Macro Photo Contest. Традиционно на конкурс подаются фотографии, сделанные с помощью электронного микроскопа. В этом году в Nikon Macro Photo Contest приняло участие более 2000 человек из 70 стран.


1 место
Четырехнедельный зародыш аквариумной рыбки данио-рерио (10-кратное увеличение)
2016 PHOTOMICROGRAPHY COMPETITION
Dr. Oscar Ruiz


2 место
Срез агата (90-кратное увеличение)
Douglas L. Moore

3 место

Клетки мозга (20-кратное увеличение)

Rebecca Nutbrown


4 место

Хоботок бабочки (6,3-кратное увеличение)

Jochen Schroeder


5 место

Передняя лапка жука-плавунца (100-кратное увеличение)

Dr. Igor Siwanowicz

6 место

Пузырьки воздуха в аскорбиновой кислоте (50-кратное увеличение)

Marek Miś

7 место

Листья растения селагинелла (40-кратное увеличение)

Dr. David Maitland

8 место

Цветок (40-кратное увеличение)

Samuel Silberman

место

Кофе

Vin Kitayama & Sanae Kitayama

10 место

Инфузория фронтония (200-кратное увеличение)

Rogelio Moreno Gill

11 место

Крыло бабочки (10-кратное увеличение)

Francis Sneyers

12 место

Деление клеток (60-кратное увеличение)

Dr. Dylan Burnette

13 место

Челюсти сколопендры (Lithobius erythrocephalus) (16-кратное увеличение)

Walter Piorkowski

14 место

Слой нервных клеток в глазу мыши (40-кратное увеличение)

Dr. Keunyoung Kim

Фото, сделанные при помощи электронного микроскопа. // ОПТИМИСТ

≡  10 Июнь 2011

← Доброе утро)не люблю политику.. →

А А А

Фотографии были номинированы на международном конкурсе макрофотографий, конкурс был объявлен компанией Nikon.


Пучки актина – белка мышечных волокон.


Бутон мака.

Крем для бритья и вода.

Семидневные мальки.

Клетки мозга мыши.

Лишайник.

Стволовые клетки человека.

Коловратка.

Чешуя тихоокеанского малорота.

Основание рыбьей чешуи.

Серый чугун.

Саламандра в икринке.

Нейроны.

Тихоходка в разных позициях во время движения.

Ротовое отверстие морского ежа.

Зернышки пыльцы примулы.

Личинка мокрицы.

Эмбрион рыбки гуппи.

Кость динозавра юрского периода.

Лист папоротника.

Гидры закрепились на густой пленке, которая укрывает икринки саламандры.

Капля дождя на крыле бабочки.

Очень отшлифованный кусок агата.

Головка личинки мушки.

Сосновая кора.

Ландыш.

Одноклеточные.

Коробка для компакт-диска.

Передняя лапка жука-плавунца.

Кристаллы витамина C.

Зоопланктон.

Оплодотворенные икринки рыбы.

Поверхность листа сои, зараженного грибком.

Поверхность крыльев моли.

Узор на мыльной пленке.

Снежинка.

Эмбрионы кальмара, которым 5 дней.

Хлоропласты в ткани водоросли.

Эмбрион мыши.

Щетинки многощетинкового червя.

Тонкая полистироловая пленка с капельками воды.

Капля морской воды с зоопланктоном и швейная игла.

Паучье яйцо.

Пресноводная пиявка.

Кварц.

Кишечник мыши.

Сетчатка крысы с астрацитами и кровеносными сосудами.

Зеленые водоросли.

Поверхность крыла моли.

Зрачок пресноводной креветки.

Простейшее.

Жидкие кристаллы.

Ворсинки на поверхности кишечника мыши.

Смесь масла, воды и сурфактанта.

Семена моркови.

Рыбья чешуя.

Кристаллы витамина А.

Волокна ковра.

Морская водоросль.

Виноград.

Одежная липучка.

Личинки омара.

Кристаллы аскорбиновой кислоты и сахарозы.

Головка ленточного червя.

Фрагмент крыла муравьиной матки.

Мушки, пойманные росянкой.

Червь-нематода.

Поверхность меди.

Снежинка.

Крылышко мадагаскарской лунной моли.

Окрашенные ткани мозга мыши.

Аскорбиновая кислота.

Скрученные личинки в икринках.

Тестикула зяблика.




Комментарии:

Комментарии для сайта Cackle

Портативные цифровые микроскопы и фотография

Сегодня такая странная тема для блога, посвященного преимущественного фотографии, но я сейчас объясню связь.

Дело в том, что многие современные микроскопы позволяют подсоединять их к компьютеру и делать фото. Микроскоп+фото и получается макросъемка. То устойство, о котором я хочу рассказать сложно отнести к какой-то определенной категории.

Про мои предыдущие эксперименты можно почитать на этой странице «Макросъемка — теория и практика»

Вообще системы на основе связки микроскоп+фотокамера существовали уже очень давно, просто сейчас стало возможно приобрести сильно увеличивающее устройство задешево.

сфотографировал белый цвет на своём мониторе. увеличение около 400х

Итак, товарищи хитрые американцы совместили мини-видеокамеру с макрообъективом и крошечным цифровым сенсором.
Тут же у них изделие было скопировано «трудолюбивыми» китайцами и рассматривать мы будем уже только его. Американский аналог я в руках не держал по причине его дороговизны.

Заявленные технические характеристики микроскопа

— увеличение от 20х до 800х (2 Мпикс)
— светодиодная подсветка
— подключение под USB, видеозапись и снимки
— металлический стенд

Проверим, что мы можем получить от данного микроскопа.

Для наглядности сфотографирую вместе объекты съемки. Размер карточки SD всем известен, а рядом сингапурские 50 центов.

Сначала поснимаем на небольшом увеличении (.

экран монитор с кадрами программы захвата

Теперь переключаем на увеличение 20х

Вижу, что разрешение стремительно падает. Т.е. похоже, что 20х на самом деле интерполированное «увеличение чуть меньше 20х».
Из чего следует, что нужно снимать как раз на этом «чуть меньше». Оно вполне приемлимое в плане увеличения и разрешения снимков.
На нем и нужно инспектировать печатные платы.

Но идём дальше. На заявлено плавное увеличение от 20х до 800х, но, «чудесным образом» мы не имеем всех этих промежуточных значений по причине смещения фокуса внутрь пластикового защитного колпачка (будем называть его далее блендой).

При вращении кольца значений увеличения, объектив находящийся внутри постепенно выдвигается наружу и точка фокусировки тоже выдвигается наружу. Таким образом на 800х мы уже имеем возможность фокусироваться на расстоянии около 2-3мм от «бленды».

коврик для мыши razer, в том месте где зеленым написан бренд

Светло-зеленое плетение это и есть начало надписи Razer.

Видно значительное увеличение, но и дальнейшее падение разрешения.

матрица монитора Samsung (TN+FILM), 800x

В другом месте экрана, где другой цвет (серый)

матрица монитора Samsung (TN+FILM), 800x

матрица монитора NEC (S-IPS, 800x)

журнальный растр, 800х

растр на бамажной наклейке на карточке памяти SD (вы помните, какая она маленькая?)

контакты для подключения СИМ-карты в телефоне

а вот рассматривать печатную плату ГРИП уже слишком мала

контакты SD-карты

чёрный цвет на мониторе, увеличение 800х

шарик гелевой ручки

лезвие небольшого складного ножа

плетение волокон на материале обшивки моей звуковой колонки

линия от карандаша на бумаге

Этот «микроскоп» довольно интересная игрушка.

Оставим на китайской совести заявление про 2 Мпикс и 800 крат увеличения. Тем не менее этот портативный микроскоп (питается от порта USB) увеличивает все-таки довольно сильно и во многих случаях может оказаться полезен, особенно учитывая встроенную подсветку из светодиодов (2 режима яркости + отключение подсветки).

По ходу тестирования я сделал вывод, что микро-стенд прилагающийся в комплекте не особо полезен, удобнее подбирать фокус рукой, варьируя расстояние до объекта съемки. Делать это на 800х (хоть там и не 800) весьма проблематично, потому рекомендую использовать макрорельсы. Я просто поленился их использовать тк пришлось бы идти в студию.

Снимал я в основном в разрешении 1024×768 так как бОльшие разрешения мне показались интерполированными и не дающими новых деталей. Может я неправ — желающие попробуют сами.

Если данный микроскоп использовать с макрорельсами, то весьма вероятно получить более-менее приличный снимок объекта размером в 3мм. Так, чтобы он занимал в кадре 70-80%. Для юных биологов с ноутбуком — вещь незаменимая 🙂

Теперь о нюансах. Китайцами данный прибор поставляется «as is», т.е. без инструкции и софта захвата. Только драйвер. Сначала меня это несколько покоробило, но на то и русский человек... Довольно быстро нашёл подходящий софт. Можно захватывать кадры до 5мпикс, делать видео и измерения объектов в кадре.

В замешательство поставил пока только один момент. Измерения можно делать зная кратность увеличения микроскопа. Но из-за мухлежа китайцев кратность непонятна. В программе можно поставить максимальную кратность в 400х. Думаю, более и не понадобится. Чтобы выяснить реальное увеличение, нужно замерить известный по размеру объект. Можно линейку. Дерзайте!

А если у кого был интересный опыт работы с микроскопами — будет интересно почитать ваши комментарии!

Данный цифровой микроскоп можно приобрести у меня в магазинчике

Человеческий организм под микроскопом (17 фото)

Организм человека – это настолько сложный и слаженный "механизм", что большинство из нас даже представить не может! Эта серия фотографий, сделанных с помощью электронной микроскопии, поможет вам чуть больше узнать о своём организме и увидеть то, что мы в своей обычной жизни увидеть не можем. Добро пожаловать в органы!


Альвеолы лёгких с двумя красными кровяными тельцами (эритроцитами). (фото CMEABG-UCBL / Phanie)


30-кратное увеличение основания ногтя.


Радужная оболочка глаза и прилегающие структуры. В правом нижнем углу – край зрачка (синим цветом). (фото STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY)


Красные кровяные тельца вываливаются (если можно так сказать) из разорванного капилляра.


Нервное окончание. Это нервное окончание было вскрыто, чтобы увидеть везикулы (оранжевого и синего цветов), содержащие химические вещества, которые используются для передачи сигналов в нервной системе. (фото TINA CARVALHO)


Свернувшаяся кровь.


Красные кровяные тельца в артерии.


Лёгкие человека.


Рецепторы вкуса на языке.


Ресницы, 50-кратное увеличение.


Подушечка пальца, 35-кратное увеличение. (фото Richard Kessel)


Потовая пора, выходящая на поверхность кожи.


Кровеносные сосуды, идущие от соска зрительного нерва (места вступления зрительного нерва в сетчатку).


Яйцеклетка, дающая начало новому организму, является самой большой клеткой в человеческом организме: её вес равен весу 600 сперматозоидов.


Сперматозоиды. Лишь один сперматозоид проникает в яйцеклетку, преодолевая слой небольших клеток, которые её окружают. Как только он в неё попадает, уже никакой другой сперматозоид сделать это уже не сможет.


Эмбрион человека и сперматозоиды. Яйцеклетка была оплодотворена 5 дней назад, при этом некоторые оставшиеся сперматозоиды всё ещё к ней прилипают.


8-дневный эмбрион в начале своего жизненного цикла...

25 удивительных изображений, полученных с помощью электронного микроскопа | Журнал Top Design

Все обычные объекты кажутся скучными, когда на них смотришь, но ситуация меняется, когда в сцене появляется потрясающий электронный микроскоп. Я имею в виду, взгляните на изображение Salt and pepper . Разве это не круто? Как будто вы едите массивные камни и куски дерева. Затем посмотрите изображение с 50-кратным увеличением волос человеческих ресниц . Боже мой, у нас какие-то некрасивые ресницы! Во всяком случае, в этой статье вы можете увидеть 25 удивительных супер-увеличенных изображений, которые смотрят с другой планеты.

Головка чтения / записи жесткого диска компьютера

Увеличение: x20 при размере 6x7 см. Фото: Power And Syred / Science Photo Library

Соль и перец

20,000-кратное увеличение на компакт-диске

Личинка синей мухи

Изображение: EYE OF SCIENCE / SPL / BARCROFT MEDIA

1000-кратное увеличение на виниловом диске

Игольное ушко с красной хлопковой нитью.

Увеличение: x16 при размере 35 мм; x32 при размере 5x7 см. Фото: Power And Syred / Science Photo Library.

Кисть для туши

Увеличение: x4 при размере 5x7 см. Фото: Power And Syred / Science Photo Library

Цветная электронно-сканирующая микрофотография кошачьей блохи

Изображение: EYE OF SCIENCE / SPL / BARCROFT MEDIA

Кристаллы рафинированного сахара и сахара-сырца

Увеличение x85 при ширине 10 см.Фото: Power And Syred / Science Photo Library.

Струна для гитары

Цветная сканирующая электронная микрофотография (СЭМ) гитарной струны с суперобмоткой (конструкция с фортепианной струной). Увеличение: x60 при размере 6x7 см. x148 при размере 8 × 6 ″, x78 при размере мастера 10x7 см. Фото: Power And Syred / Science Photo Library.

Комнатная муха обыкновенная

Изображение: EYE OF SCIENCE / SPL / BARCROFT MEDIA

Щетина зубной щетки

Увеличение: x40 при печати 10 сантиметров в поперечнике. Фото: Стив Гшмайсснер / Science Photo Library.

липучка

Увеличение: x15 при размере 6x7 см. Фото: Power And Syred / Science Photo Library.

Голова человеческой блохи

Фото: СТИВ ГШМЕЙССНЕР / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА / BARCROFT MEDIA

Ушной воск, собранный на волокнах ватной палочки

Фото: Power And Syred / Science Photo Library.

Пыль, увеличенная в 22 миллиона раз

Использованная зубная нить

Увеличение: x525 при печати шириной 10 сантиметров. Фото: Power And Syred / Science Photo Library

Почтовая марка рваная

Увеличение: x26 при размере 6x7 см. Фото: Power And Syred / Science Photo Library.

50-кратное увеличение волосков человеческих ресниц

Кристаллы сгустка крови

Кристаллы сгустка крови. Цветная сканирующая электронная микрофотография (SEM) кристаллов альбумина из сгустка крови. Альбумин - это самый распространенный белок в плазме крови. Когда кожа разрезается, мелкие кровеносные сосуды разрываются, выделяя кровь. Некоторые белки плазмы крови (например, альбумин) затвердевают на воздухе с образованием кристаллов (розового цвета) над раной. Кредит: СТИВ ГШМЕЙССНЕР / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА

Разрыв капилляра

Разрыв капилляра. Цветная сканирующая электронная микрофотография (SEM) эритроцита, выдавленного из разорванного капилляра.Капилляр - это самый маленький тип кровеносных сосудов, часто достаточно большой, чтобы через них могли пройти красные кровяные тельца. Красные кровяные тельца (эритроциты) представляют собой двояковогнутые, дискообразные клетки, которые переносят кислород из легких в клетки организма. Кредит: СТИВ ГШМЕЙССНЕР / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА

Материал футболки

Материал футболки, цветной снимок, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Этот материал был разработан, чтобы позволить коже дышать.Увеличение: x40 при печати шириной 10 сантиметров. Кредит: НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА EYE OF SCIENCE

Секреция ушной серы

Секреция ушной серы. Цветная сканирующая электронная микрофотография (СЭМ) ушной серы или серы, секретируемой железой в слуховом проходе. Ушная сера помогает очистить и смазать слуховой проход и предотвратить проникновение бактерий, воды и посторонних предметов. Увеличение: x4000 при печати шириной 10 сантиметров. Кредит: СТИВ ГШМЕЙССНЕР / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА

Растворимый кофе в гранулах

Гранулы растворимого кофе, цветная сканирующая электронная микрофотография (СЭМ).Растворимый кофе - это высушенный водный раствор обжаренного кофе. В процессе сушки получаются полые частицы низкой плотности с помощью распылительной сушки или сублимационной сушки. Оба процесса избегают пищевых и функциональных повреждений, и получаемый напиток обычно содержит 400 граммов кофе на литр. Увеличение x26 при ширине 10 см. Кредит: СИЛА И СИРЕД / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА

Зашитая рана

Цветная электронная микроскопия (СЭМ) шва в ране на коже собаки.Увеличение: x20 при печати шириной 10 сантиметров. Кредит: СТИВ ГШМЕЙССНЕР / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА

Шоколад

Цветная электронная микрофотография (SEM) среза мятного шоколада с воздушными пузырьками. Кредит: ДЭВИД МАККАРТИ / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА

Капсула для доставки лекарств с энтеросолюбильным покрытием

Цветная сканирующая электронная микрофотография (SEM) открытой капсулы для доставки лекарства (синяя), на которой видны частицы лекарства (оранжевые) внутри.Внешний слой (синий) имеет энтеросолюбильное покрытие, препятствующее перевариванию желудком. Когда он достигает тонкой кишки, покрытие разрушается и высвобождает частицы лекарства внутри. Это позволяет доставить лекарство в нужную часть кишечника. Такие системы доставки микрочастиц используются для лечения таких состояний, как болезнь Крона. Кредит: ДЭВИД МАККАРТИ / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА

Как работают электронные микроскопы?

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 26 июля 2020 г.

Какая самая маленькая вещь, которую вы когда-либо видели? видел? Может быть, волосы, булавочная головка или пыль? Если вы поменяли глаза на пару самых мощных микроскопов в мире, вы сможете увидеть вещи в 100 миллионов раз меньше: бактерии, вирусы, молекулы - даже атомы в кристаллах были бы вам хорошо видны!

Обычные оптические микроскопы (световые микроскопы), подобные тем, которые вы найдете в школе лаборатории, далеко не достаточно хороши, чтобы рассмотреть вещи в таких деталях.Это требуется гораздо более мощный электронный микроскоп - с использованием лучей электроны вместо лучей света - чтобы увести нас в наноразмеры. Возьмем познакомьтесь с электронными микроскопами и принципами их работы!

Фото: Электронный микроскоп в Аргонне. Национальная лаборатория может создавать изображения в 1000 раз резче, чем любой обычный оптический (световой) микроскоп. Предоставлено Министерством энергетики США.

Зрение электронами

Фото: Внутри атома: электроны - частицы в оболочках (орбиталях) вокруг ядра (центра).

Мы можем видеть объекты в мире вокруг нас, потому что световые лучи (либо от Солнца, либо от другого источника света, например настольная лампа) отражаются от них в наши глаза. На самом деле никто не знает на что похож свет, но ученые пришли к выводу, что это имеет своего рода раздвоение личности. Они любят называть это дуальность волна-частица , но основная идея проще, чем кажется. Иногда свет ведет себя как поезд волн - подобно волнам, бегущим по морю.В других случаях это больше похоже на устойчивый поток частиц - бомбардировка микроскопических ядер, если тебе нравится. Вы можете прочитать эти слова на экране компьютера, потому что легкие частицы вылетают из дисплея в твои глаза в этакий массовый, горизонтальный град! Мы называем этих людей частицы света фотонов : каждая из них крошечный пакет электромагнитной энергии.

Видеть фотонами - это хорошо, если вы хотите смотреть на вещи, которые намного больше, чем атомы. Но если ты хочешь увидеть вещи фотоны меньшего размера оказываются довольно неуклюжими и бесполезными.Только представьте, если бы вы были мастером резьбы по дереву, известным во всем мире изящно вырезанную вами мебель. Чтобы вырезать такие мелкие детали, вам понадобятся маленькие, острые, точные инструменты меньшего размера чем узоры, которые вы хотели сделать. Если бы у вас были только кувалда и лопатой, вырезать сложную мебель было бы невозможно. Основное правило в том, что используемые вами инструменты должны быть меньше, чем то, что вы используя их.

То же самое и с наукой. Самое маленькое, что можно увидеть в микроскоп определяется (частично) светом, который проходит через него. Обычный световой микроскоп использует фотоны света, которые эквивалентны волнам с длиной волны примерно 400–700 нанометров. Это нормально для изучения чего-то вроде человеческого волоса, который В 100 раз больше (диаметр 50 000–100 000 нанометров). Но как насчет бактерий размером 200 нанометров? или белок длиной всего 10 нанометров? Если вы хотите видеть мелкие детали, которые "меньше света" (меньше длины волны фотонов), нужно использовать частицы которые имеют даже более короткую длину волны, чем фотоны: в других словами, нужно использовать электрона .Как вы, наверное, знаете, электроны - это мельчайшие заряженные частицы, которые занимают внешние области атомов. (Это также частицы, которые переносить электричество по цепям.) в электронном микроскопе поток электронов заменяет луч света. Электрон имеет эквивалентную длину волны чуть более 1 нанометра, что позволяет нам видеть вещи меньше, чем сам свет (меньше длины волны фотонов света).

Как работают электронные микроскопы

Если вы когда-либо использовали обычный микроскоп, вы знать, что основная идея проста. Внизу есть свет, который светится вверх через тонкий срез образца. Вы смотрите сквозь окуляр и мощный объектив, чтобы видеть в значительно увеличенном изображение образца (обычно в 10–200 раз больше). Так что по сути, четыре важные части обычного микроскопа:

  1. Источник света.
  2. Образец.
  3. Линзы, которые увеличивают образец.
  4. Увеличенное изображение образца, который вы видите.

В электронном микроскопе эти четыре объекта немного отличается.

  1. Источник света заменен лучом очень быстро движущиеся электроны.
  2. Образец обычно должен быть специально подготовлены и удерживаются внутри вакуумной камеры, из которой воздух был откачан (потому что электроны не очень далеко перемещаются в воздухе).
  3. Линзы заменены серией электромагниты в форме катушки, через которые проходит электронный луч. В обычном микроскопе стеклянные линзы изгибают (или преломляют) световые лучи, проходящие через них, производят увеличение. В В электронном микроскопе катушки изгибают электронные лучи таким же образом.
  4. Изображение сформировано в виде фотографии (называемой электронным микрофотография ) или в виде изображения на телевизоре экран.

Это основная общая идея электронного микроскопа. Но есть на самом деле довольно много разных типов электронов микроскопы, и все они работают по-разному. Три самых знакомые типы называются просвечивающими электронными микроскопами (ПЭМ), сканирующими электронные микроскопы (СЭМ) и сканирующие туннельные микроскопы (СТМ).

Фото: 1) Исследование образца с помощью просвечивающего электронного микроскопа. Электронная пушка находится в высокой серой трубке наверху. Предоставлено НАСА Исследовательский центр Гленна. 2) Типичный растровый электронный микроскоп. Основное оборудование микроскопа находится слева. Вы можете увидеть изображение на двух экранах. Предоставлено НАСА Исследовательский центр Лэнгли.

Просвечивающие электронные микроскопы (ПЭМ)

ТЕМ имеет много общего с обычным оптическим микроскоп. Вы должны подготовить тонкий срез образца достаточно осторожно (это довольно трудоемкий процесс) и посидите в вакууме камера в середине машины. Когда вы это сделаете, вы выстрелите электронный луч вниз через образец из гигантской электронной пушки на вершине. В пистолете используются электромагнитные катушки и высокое напряжение. (обычно от 50 000 до нескольких миллионов вольт) для ускорения электроны до очень высоких скоростей. Благодаря нашему старому другу волна-частица двойственность, электроны (которые мы обычно рассматривать как частицы) могут вести себя как волны (как волны света могут вести себя как частицы).Чем быстрее они движутся, тем меньше волны, которые они образуют, и тем более детализированными изображениями они появляются. Имея достигнув максимальной скорости, электроны проникают сквозь образец и удаляются другая сторона, где больше катушек фокусирует их, чтобы сформировать изображение на экран (для немедленного просмотра) или на фотопластинке (для изготовления постоянная запись изображения). ТЕМ - самые мощные электронные микроскопы: мы можем использовать их, чтобы видеть вещи всего на 1 нанометр в размер, поэтому они эффективно увеличиваются в миллион раз и более.

Сканирующие электронные микроскопы (СЭМ)

Большинство забавных изображений, полученных с помощью электронного микроскопа, увидеть в книгах такие вещи, как осы, держащие микрочипы в своих рты - сделаны не с помощью ПЭМ, а с помощью сканирующих электронных микроскопов (SEM), которые предназначены для получения изображений поверхностей из крошечные объекты. Как и в ПЭМ, вершина ПЭМ - это мощный электронная пушка, стреляющая электронным лучом в образец. А ряд электромагнитных катушек тянут луч вперед и назад, сканирование медленно и систематически по поверхности образца.Вместо того, чтобы проходить через образец, электронный луч эффективно отскакивает прямо от него. Отраженные электроны от образца (так называемые вторичные электроны) направлены на экран, похожий на экран электронно-лучевого телевизора, где они создают телевизионную картинку. SEM обычно около 10 раз менее мощные, чем ТЕА (поэтому мы можем использовать их, чтобы Размером 10 нанометров). С другой стороны, они создают очень четкое 3D-изображение. изображения (по сравнению с плоскими изображениями, полученными с помощью ПЭМ) и их образцы требуют меньше подготовки.


Фото: типичные изображения, полученные с помощью SEM. 1) Искусственно окрашенная микрофотография с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывающая сальмонеллу typhimurium (красный), проникающий в культивируемые клетки человека. 2) Сканирующая электронная микрофотография бактерий Escherichia coli. (Кишечная палочка). Фотографии любезно предоставлены лабораторией Rocky Mountain Laboratories, Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний США (NIAID), и Национальный институт здоровья США.

Сканирующие туннельные микроскопы (СТМ)

Фото: СТМ-изображение атомов на поверхности солнечная батарея.Любезно предоставлено США Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL).

Среди новейших электронных микроскопов СТМ были изобретен Гердом Биннигом и Генрихом Рорером в 1981 году. В отличие от ПЭМ, которые производят изображения внутренности материалов и SEM, которые показывают 3D-поверхности, STM предназначен для создания подробных изображений атомов или молекул на поверхность чего-то вроде кристалла. Они работают иначе, чем ТЕА и SEM: у них есть чрезвычайно острый металлический зонд, который сканирует назад и вперед по поверхности образца.При этом электроны пытаются вывернуться из образца и перепрыгнуть через зазор, в зонд с помощью необычного квантового явления, называемого «туннелирование». Чем ближе зонд к поверхность, тем легче электронам туннелировать в нее, тем больше электронов улетает, и тем больше туннельный ток. В микроскоп постоянно перемещает зонд вверх или вниз на крошечные суммы, чтобы поддерживать постоянный туннельный ток. Записывая, как зонд должен двигаться, он эффективно измеряет пики и впадины на поверхности образца.Компьютер превращает эту информацию в карту образца, которая показывает его подробные атомная структура. Один большой недостаток обычных электронных микроскопов в том, что они создают удивительные детали с помощью пучков электронов высокой энергии, которые имеют тенденцию повреждать объекты, которые они изображают. СТМ избегают этого проблема с использованием гораздо более низких энергий.

Иллюстрация: Как работает СТМ: 1) Образец (синий) запечатан внутри вакуумной камеры. 2) Камера охлаждается вплоть до почти абсолютного нуля с помощью криогенного источника, такого как холодильник с жидким гелием.3) Насос создает в камере очень высокий вакуум. 4) Сканируемый образец служит одним электродом. 5) Наконечник зонда, расположенный на невероятно маленьком расстоянии выше, служит другим электродом. Два электрода могут сканироваться друг за другом с помощью привода, который движется в трех измерениях. 6) Туннельный ток на выходе зонда анализируется измерительным устройством. 7) Результаты могут отображаться на экране или плоттере, показывая (в данном случае) узор атомов на поверхности образца. Изображение (значительно упрощенное!), Основанное на устройстве STM, описанном в патенте США 4343993: Сканирующий туннельный микроскоп Герда Биннига и Генриха Рорера, IBM Corporation, запатентован 10 августа 1982 г.

Атомно-силовые микроскопы (АСМ)

Если вы считаете СТМ удивительными, то АСМ (атомно-силовые микроскопы), также изобретенные Гердом Биннигом, даже лучше! Одним из больших недостатков СТМ является то, что они полагаются на электрические токи. (потоки электронов) проходят через материалы, поэтому они могут создавать изображения только проводников. AFM не страдают от этой проблемы, потому что, хотя они и используют туннелирование, они не полагаться на ток, протекающий между образцом и проблемой, поэтому мы можем использовать их для создания изображений в атомном масштабе таких материалов, как пластмассы, которые не проводят электричество.

АСМ - это микроскоп с маленькой ручкой, называемой кантилевером с острием на конце. сканирует поверхность образца. Когда острие скользит по поверхности, сила между атомами, из которых он сделан и атомы на поверхности постоянно меняются, заставляя кантилевер изгибаться на незначительные величины. Степень изгиба кантилевера определяется путем отражения лазерного луча от его поверхности. Измеряя, насколько далеко распространяется лазерный луч, мы можем измерить, насколько кантилевер изгибается и силы действуя в соответствии с ней от момента к моменту, и эту информацию можно использовать для выяснения и построения графика контуры поверхности.Другие версии АСМ (например, показанная здесь) создают изображение, измеряя ток, который «туннелирует» между сканирующим зондом и туннельным зондом, установленным сразу за ним. АСМ могут создавать изображения вещей на атомном уровне, а также их можно использовать для управления отдельными атомами и молекулы - одна из ключевых идей в нанотехнологиях.

Изображение: Как работал оригинальный AFM Герда Биннига - значительно упрощено. Сканируемый образец (1) установлен на приводном механизме (2), который может перемещать его в трех измерениях. Чтобы предотвратить нежелательные вибрации, этот механизм закреплен на резиновой подушке (3), установленной на прочном алюминиевом основании (4), которое дополнительно смягчается несколькими слоями алюминиевых пластин и резиновых прокладок (не показаны). Для создания изображения образец медленно перемещается вокруг четкой фиксированной точки изображения (5), которая установлена ​​на пружинном кантилевере из тонкой золотой фольги (6), прикрепленном к пьезоэлектрический кристалл (7) и закреплен на том же алюминиевом основании. На другом конце устройства туннельный зонд (8) перемещается очень близко (с точностью до 0.3 нм) пружинной консоли вторым приводным механизмом (9), изолированным другой резиновой подушкой (10). Когда образец (1) движется вокруг точки визуализации (5), ток, проходящий между пружинным кантилевером (6) и туннельным наконечником (8), постоянно измеряется. Эти измерения преобразуются в данные, которые можно использовать для построения подробной карты поверхности образца. На основе оригинального рисунка из патента США № 4724318 Герда Биннига: атомно-силовой микроскоп и метод построения изображений поверхностей с атомным разрешением.

Кто изобрел электронные микроскопы?

Вот краткая история ключевых моментов электронной микроскопии - до сих пор!

  • 1924: французский физик Луи де Бройль (1892–1987) понял, что электронные пучки имеют волнообразную природу, как и зажечь. Пять лет спустя за эту работу он получает Нобелевскую премию по физике.
  • 1931: немецкие ученые Макс Нолл (1897–1969) и его ученик Эрнст Руска (1906–1988) построили первую экспериментальный ПЭМ в Берлине.
  • 1933: Эрнст Руска создает первый электронный микроскоп, мощнее оптического микроскопа.
  • 1935: Max Knoll строит первый неочищенный SEM.
  • 1935: Работая в Университете Торонто, James Hillier и Albert Prebus опираются на работу Руска по производству первого коммерчески успешного ТЕА для RCA в Северной Америке.
  • 1941: Немецкие инженеры-электрики Манфред фон Арденне и Бодо фон Боррис патентуют «электронный сканирующий микроскоп» (SEM).
  • 1965: Cambridge Instrument Company производит первый коммерческий SEM в Англии.
  • 1981: Герд Бинниг (1947–) и Генрих Рорер (1933–) из Цюрихской исследовательской лаборатории IBM изобрел СТМ и производят детальные изображения атомов на поверхности кристалла золота.
  • 1985: Бинниг и его коллега Кристоф Гербер создают первый атомно-силовой микроскоп (АСМ) прикрепив бриллиант к кусочку золотой фольги.
  • 1986: Бинниг и Рорер делят Нобелевскую премию по физике с первым пионером электронные микроскопы, Ernst Ruska.
  • 1989: Первый коммерческий AFM произведен на Sang-il Park (основатель Park Systems в Пало-Альто, Калифорния).

Узнать больше

На сайте

Сайты

Для младших читателей
  • Bugscope: Электронная микроскопия для школ.
Для читателей постарше
  • Mic-UK: Веб-сайт для энтузиастов микроскопов, включая отличную страницу о микроскопии под названием Самая маленькая страница в Интернете.
  • Эрнст Руска: Мемориальный комплекс, посвященный жизни и деятельности пионера электронного микроскопа (на немецком и английском языках).
  • Жизнь через линзу: история усилий Эрнста Руска по разработке электронного микроскопа.
Фотографии с электронного микроскопа
  • FEI: Галерея изображений электронного микроскопа: FEI - ведущий производитель электронных микроскопов, и на его веб-сайте есть галерея потрясающих фотографий, сделанных с его помощью!
  • Flickr: Сканирующая электронная микроскопия: группа Flickr из нескольких сотен изображений, полученных с помощью SEM.Некоторые из них защищены авторским правом, другие публикуются под различными лицензиями Creative Commons, что позволяет вам повторно использовать их при определенных условиях.

Видео

  • Атомно-силовой микроскоп (АСМ) в действии !: Отличное небольшое видео, показывающее кантилевер и наконечник атомно-силового микроскопа (АСМ) в действии. Обратите внимание на зеленую шкалу линейки слева, которая показывает вам масштаб, в котором мы работаем при увеличении и уменьшении масштаба.

Книги

Легкое чтение
  • Небо и Земля: невидимые невооруженным глазом: Дэвид Малин, Кэтрин Руку.Phaidon Press, 2007. Множество потрясающих фотографий очень больших и очень маленьких в эта превосходная книга журнального столика.
  • Cool Stuff и как это работает: Крис Вудфорд и др. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из моих собственных книг, она объясняет всевозможные повседневные предметы. с потрясающей фотографией (и немало электронных микрофотографий).
  • Cool Stuff 2.0 (Книга гаджетов): Крис Вудфорд и Джон Вудкок. Дорлинг Киндерсли, 2007. Продолжение Cool Stuff с более потрясающими фотографиями (и еще несколькими электронными микрофотографиями).
Более подробная техническая информация
История
  • Эволюция микроскопа С. Брэдбери. Elsevier, 2014. Переиздание книги 1967 года. Ранняя история, очевидно, все еще применима, но последняя глава об электронных микроскопах теперь немного устарела.

Статьи

Патенты

Патентный поиск - хороший способ найти более подробные технические детали и чертежи. Вот несколько ключевых патентов для начинающих:

  • Патент США 2234281: Экранированный электронный микроскоп Эрнста Руска, поданный 4 февраля 1939 г.Это один из усовершенствованных микроскопов Ruska конца 1930-х годов. Многочисленные более ранние патенты охватывают его различные усовершенствования электронных ламп и его систем для отклонения катодных лучей и отклонения электронных лучей с помощью электрических и магнитных полей.
  • Патент США 3,191,028: Электронный сканирующий микроскоп. Манфреда фон Арденна и Бодо фон Борриса, запатентовано 13 мая 1941 года. Я думаю, что это оригинальный патент на SEM, основанный на более ранней работе Ruska и Knoll.
  • Патент США 3,191,028: Растровый электронный микроскоп. Альберта В.Кру, Комиссия по атомной энергии США, запатентована 22 июня 1965 года. СЭМ с большим увеличением и разрешением, созданный в середине 1960-х годов. Это гораздо более подробное описание, чем патент Арденн, с некоторыми отличными техническими чертежами.
  • Патент США 4 343 993: Сканирующий туннельный микроскоп Герда Биннига и Генриха Рорера, корпорация IBM, запатентован 10 августа 1982 года. Оригинальный патент Биннига и Рорера на STM.
  • Патент США 4724318: Атомно-силовой микроскоп и метод построения изображений поверхностей с атомным разрешением Герда Биннига, корпорация IBM, запатентован 9 февраля 1988 г.Отличное техническое описание новаторского (и получившего Нобелевскую премию) AFM Биннига.

Выдающиеся примеры фотографии с электронного микроскопа

Когда дело доходит до фотографии, в наши дни у меня почти отвисла челюсть. Дело не в том, что все круто, дело в том, что я видел так много, что трудно выделиться. Что ж, эти фотографии, сделанные с помощью электронного микроскопа, поразили меня. Из-за их микроскопических размеров нам редко удается увидеть этих существ в таких поразительных деталях.Уметь видеть глаза гусеницы, волосы на задних лапах паразита или гребни червя просто непостижимо.

Количество микроорганизмов, составляющих целую экосистему, которая практически невидима, поражает воображение. Миллиарды и миллиарды крошечных существ населяют мир, который мы даже не можем видеть, а зачастую и вовсе не осознаем. Такая фотография переносит нас в их мир и делает их жизнь такой же реальной, как и наша.

Гидротермальный червь
Захвачено Филиппом Крассоусом

Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 57
Ширина горизонтального поля: 5.26 мм
Вакуум: 10-4 мбар
Напряжение: 5,0
Точечный: 5,0
Рабочее расстояние: 12 мм
Детектор: SE


Caterpillar
Снято Оливером Мекесом

Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 30x
Ширина горизонтального поля: 5 мм
Вакуум: высокий вакуум.
Детектор: SE + BSE


Голова паука
Снято Оливером Меккесом

Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 50x
Вакуум: низкий вакуум.
Напряжение: 7 кВ
Точечный: 3
Рабочее расстояние: около 12 мм
Детектор: LFD + BSE


Полихета червя
Захвачено Филиппом Крассоусом

Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 150
Ширина горизонтального поля: 1,99 мм
Вакуум: 10-4 мбар
Напряжение: 5
Пятно: 4
Рабочее расстояние: 11,4
Детектор: SE


Водяной клещ
Захвачено Николь Оттава

Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 700x
Ширина горизонтального поля: 183 мкм
Вакуум: 40 Па
Напряжение: 7 кВ
Пятно: 3
Рабочее расстояние: прибл.Детектор 10 мм
: SE + BSE


Паразитический клещ на личинке комара
Захвачено Николь Оттава

Используемый прибор: Quanta Family
Увеличение: 200
Ширина горизонтального поля: прибл. 500 мкм
Вакуум: высоковакуумный
Напряжение: 7 кВ
Пятно: 3
Рабочее расстояние: 9,8
Детектор: LFD, BSE


Личинка и паразит комара
Захвачено Николь Оттава

Используемый прибор: Quanta Family
Увеличение: 60
Ширина горизонтального поля: 2000 мкм
Вакуум: High-Vac
Напряжение: 7кВ
Пятно: 3
Рабочее расстояние: 10, 3
Детектор: LFD, BSE


Морской червь
Захвачено Филиппом Крассоусом

Используемый прибор: Quanta Family
Увеличение: 58
Ширина поля по горизонтали: 2 мм
Вакуум: 10-4 мбар
Напряжение: 5 кВ
Пятно: 4.0
Рабочее расстояние: 10,0 мм
Детектор: SE


Tardigr Pm kenianus
Эта тихоходка, впервые обнаруженная в Африке, питается бактериями и простейшими.
Снято Оливером Меккесом

Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 300x
Вакуум: высокий
Напряжение: 7 кВ
Точечный: 3
Рабочее расстояние: 9 мм
Детектор: SE + BSE + BSE


Ножка Gekko
Снято Оливером Меккесом

Детали изображения
Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 120x
Вакуум: режим низкого вакуума, 100 Па
Напряжение: 15 кВ
Точечный: 3
Рабочее расстояние: прибл. 8 мм
Детектор: LFD, BSE, BSE


[Через Twisted Sifter & FEI Company Flickr]

Сравнение электронных микроскопов и оптических (световых) микроскопов - Microbehunter Microscopy

Электронные и световые микроскопы: основные различия

У этих двух типов микроскопов не так много общего. И электронный, и световой микроскопы представляют собой технические устройства, которые используются для визуализации структур, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, и оба типа имеют соответствующие области применения в биологии и материаловедении.И это почти все. Метод визуализации структур очень разный. Электронные микроскопы используют для визуализации электроны, а не фотоны (световые лучи). Первый электронный микроскоп был построен в 1931 году, по сравнению с оптическими микроскопами они являются очень недавним изобретением.

>> Подробнее о различных микроскопах <<

Электронные микроскопы имеют определенные преимущества перед оптическими микроскопами:

  • Самым большим преимуществом является то, что они имеют более высокое разрешение и, следовательно, также могут иметь большее увеличение (до 2 миллионов раз). Световые микроскопы могут показать полезное увеличение только до 1000–2000 раз. Это физический предел, налагаемый длиной волны света. Таким образом, электронные микроскопы позволяют визуализировать структуры, которые обычно не видны при оптической микроскопии.
  • В зависимости от типа электронного микроскопа можно просматривать трехмерную внешнюю форму объекта (растровый электронный микроскоп, SEM).
  • В сканирующей электронной микроскопии (SEM) из-за природы электронов электронные микроскопы имеют большую глубину резкости по сравнению со световыми микроскопами.Более высокое разрешение может также дать человеческому глазу субъективное впечатление большей глубины резкости.

Электронные микроскопы также имеют ряд недостатков:

  • Они очень дорогие.
  • Подготовка проб часто требует больших усилий. Часто необходимо покрыть образец очень тонким слоем металла (например, золота). Металл способен отражать электроны.
  • Образец должен быть полностью сухим. Это делает невозможным наблюдение за живыми экземплярами.
  • Невозможно наблюдать движущиеся образцы (они мертвые).
  • Цвет наблюдать невозможно. Электроны не обладают цветом. Изображение только черно-белое. Иногда изображение окрашивается искусственно для лучшего визуального впечатления.
  • Им требуется дополнительное обучение и опыт в выявлении артефактов, которые могли быть внесены в процесс подготовки образца.
  • Энергия электронного луча очень высока. Таким образом, образец подвергается сильному воздействию радиации и поэтому не может жить.
  • Требования к площади высоки. Им может понадобиться целая комната.
  • Затраты на техническое обслуживание высоки.

Когда использовать оптические (световые) микроскопы?

Одним из больших преимуществ световых микроскопов является возможность наблюдать живые клетки. Можно наблюдать широкий спектр биологической активности, такой как поглощение пищи, деление и движение клеток. Кроме того, можно использовать методы окрашивания in vivo для наблюдения за поглощением цветных пигментов клетками.Эти процессы нельзя наблюдать в реальном времени с помощью электронных микроскопов, так как образец должен быть зафиксирован и полностью обезвожен (и поэтому мертв). Низкая стоимость оптических микроскопов делает их полезными в самых разных областях, таких как образование, медицина или для любителей. Как правило, оптические и электронные микроскопы имеют разные области применения и дополняют друг друга.

Электронные микроскопы разных типов

Существует два различных типа электронных микроскопов: сканирующие электронные микроскопы (SEM) и просвечивающие электронные микроскопы (TEM).В методе ПЭМ электронный пучок пропускается через очень тонкий участок образца. Вы получите двумерное поперечное сечение образца. СЭМ, напротив, визуализируют структуру поверхности образца, обеспечивая трехмерный слепок. Изображение выше было получено с помощью SEM.

Световые микроскопы разных типов

Двумя наиболее распространенными типами микроскопов являются составные микроскопы и стереомикроскопы (рассекающие микроскопы). Стереомикроскопы часто используются для наблюдения за более крупными непрозрачными образцами.Как правило, они не увеличивают так сильно, как сложные микроскопы (максимум около 40-70 раз), но дают действительно стереоскопическое изображение. Это потому, что изображение, получаемое каждым глазом, немного отличается. Стереомикроскопы не обязательно требуют сложной пробоподготовки.

Составные микроскопы увеличивают примерно до 1000 раз. Образец должен быть достаточно тонким и ярким, чтобы сквозь него проходил свет микроскопа. Образец помещают на предметное стекло. Составные микроскопы не способны создавать трехмерное (стереоскопическое) изображение, даже если у них есть два окуляра.Это потому, что каждый глаз получает одно и то же изображение от объектива. Луч света просто разделяется на две части.

молекулярных выражений: изображения с микроскопа

Секретные миры: Вселенная внутри - Взлетайте в космосе, начиная с 10 миллионов световых лет от Млечного Пути и заканчивая одиночным протоном во Флориде в порядке убывания (степени десяти). В этом руководстве исследуется использование экспоненциальной записи для понимания и сравнения размеров вещей в нашем мире и Вселенной, а также дается представление о двойственности между макромиром вокруг нас и скрытым микромиром внутри.

Электромагнитное излучение - Видимый свет - сложное явление, которое классически объясняется с помощью простой модели, основанной на распространяющихся лучах и волновых фронтах, концепции, впервые предложенной в конце 1600-х годов голландским физиком Кристианом Гюйгенсом. Электромагнитное излучение, более крупное семейство волновых явлений, к которым принадлежит видимый свет (также известное как лучистая энергия), является основным средством транспортировки энергии через обширные пространства Вселенной.Механизмы, с помощью которых видимый свет излучается или поглощается веществами, и то, как он предсказуемо реагирует в различных условиях при перемещении в пространстве и атмосфере, составляют основу существования цвета в нашей Вселенной

Конфокальная микроскопия с вращающимся диском - Микроскопия с вращающимся диском значительно продвинулась за последнее десятилетие и теперь представляет собой одно из оптимальных решений как для рутинных, так и для высокопроизводительных приложений визуализации живых клеток. Быстрое расширение биомедицинских исследований с использованием методов визуализации живых клеток за последние несколько лет было вызвано комбинацией событий, которые включают в себя драматические достижения в области конфокальной микроскопии с вращающимся диском в сочетании с внедрением новых сверхчувствительных детекторов и постоянным совершенствованием производительность генетически кодируемых флуоресцентных белков.

Спектральная визуализация и линейное расслоение - Спектральная визуализация и линейное рассмешивание становятся важной составляющей в наборе инструментов микроскописта, особенно когда она применяется для устранения автофлуоресценции и для исследований FRET. Инструменты, оборудованные для получения спектральных изображений, становятся все более популярными, и многие конфокальные микроскопы теперь предлагают эту возможность. Широкопольная флуоресценция и светлопольная микроскопия также все чаще используются для разделения сложных флуорофоров и смесей поглощающих красителей, и эта тенденция должна сохраниться и в будущем.

Технология флуоресцентного белка - Потребовалось более тридцати лет и появление рекомбинантной ДНК, а также значительно усовершенствованные молекулярно-биологические подходы, чтобы увидеть, как новаторская работа Осаму Шимомура превратилась в полезный инструмент для визуализации живых клеток Дугом Прашером и Мартином. Чалфи. Однако только за последнее десятилетие мы стали свидетелями поистине замечательного расширения палитры флуоресцентных белков, во многом благодаря новаторским исследованиям лаборатории Роджера Цзяня.Большинство флуоресцентных белков, которые обычно используются сегодня, были модифицированы путем мутагенеза для оптимизации их экспрессии в биологических системах. Постоянные усилия с использованием подходов направленной эволюции, несомненно, улучшат спектральные характеристики, фотостабильность, время созревания, яркость, кислотостойкость и полезность флуоресцентных белковых меток для визуализации клеток.

Интернет-кампус Carl Zeiss MicroImaging - Посетите новый веб-сайт ZEISS, который исследует увлекательный мир оптической микроскопии и предоставляет необходимую информацию для понимания как основных концепций, так и передовых принципов. Включены обзорные статьи, интерактивные руководства по Flash, справочные материалы и галереи изображений.

Источники света для оптической микроскопии - Характеристики различных источников освещения, доступных для оптической микроскопии, зависят от характеристик излучения и геометрии источника, а также от фокусного расстояния, увеличения и числовой апертуры системы коллекторных линз. При оценке пригодности конкретного источника света важными параметрами являются структура (пространственное распределение света, геометрия источника, когерентность и выравнивание), распределение длин волн, пространственная и временная стабильность, яркость и степень, в которой эти различные параметры могут быть под контролем.

Mag Lab U: Изучение электричества и магнетизма - Посетите наш дочерний веб-сайт, чтобы получить интерактивные учебные материалы по Java, хронологию исторических событий, музей старинных устройств и статьи по темам, связанным с электричеством и магнетизмом.

Визуализация живых клеток - Все большее количество исследований использует методы визуализации живых клеток для обеспечения критического понимания фундаментальной природы функции клеток и тканей, особенно в связи с быстрым прогрессом, который в настоящее время наблюдается в флуоресцентных белковых и синтетических технологиях. флуорофорная технология.Таким образом, визуализация живых клеток стала необходимым аналитическим инструментом в большинстве лабораторий клеточной биологии, а также рутинной методологией, которая практикуется в самых разных областях нейробиологии, биологии развития, фармакологии и многих других связанных биомедицинских исследовательских дисциплинах. . Одной из наиболее значительных технических проблем для выполнения успешных экспериментов по визуализации живых клеток является поддержание клеток в здоровом состоянии и нормального функционирования на предметном столике микроскопа при освещении в присутствии синтетических флуорофоров и / или флуоресцентных белков.

Сравнение конфокальной и широкопольной флуоресцентной микроскопии - Конфокальная микроскопия предлагает несколько явных преимуществ по сравнению с традиционной широкопольной флуоресцентной микроскопией, включая способность контролировать глубину резкости, устранение или уменьшение фоновой информации вдали от фокальной плоскости (что приводит к ухудшению качества изображения), и возможность собирать серийные оптические срезы из толстых образцов. Основным ключом к конфокальному подходу является использование методов пространственной фильтрации для устранения расфокусированного света или бликов в образцах, толщина которых превышает размеры фокальной плоскости.В этом интерактивном руководстве исследуются и сравниваются различия между образцами при просмотре в конфокальном и широкоугольном флуоресцентном микроскопе.

Флуоресцентный (Frster) резонансный перенос энергии с флуоресцентными белками - Флуоресцентные белки все чаще применяются в качестве неинвазивных зондов в живых клетках из-за их способности генетически слиться с интересующими белками для исследования локализации, транспорта и динамики. Кроме того, спектральные свойства флуоресцентных белков идеальны для измерения потенциала внутриклеточных молекулярных взаимодействий с использованием метода микроскопии резонансного переноса энергии Фрстера (или флуоресценции) ( FRET ).Поскольку передача энергии ограничена расстояниями менее 10 нанометров, обнаружение FRET предоставляет ценную информацию о пространственных отношениях гибридных белков в масштабе субразрешения. Это интерактивное руководство исследует различные комбинации флуоресцентных белков как потенциальных партнеров FRET и предоставляет информацию о критических параметрах резонансной передачи энергии, а также предложения по оптическому фильтру микроскопа и конфигурации источника света.

Цветовая палитра флуоресцентных белков - За последние несколько лет был разработан широкий спектр генетических вариантов флуоресцентных белков, которые имеют спектральные профили флуоресцентного излучения, охватывающие почти весь спектр видимого света.Обширные усилия по мутагенезу исходного белка медузы привели к появлению новых флуоресцентных зондов, цвет которых варьируется от синего до желтого, и они являются одними из наиболее широко используемых in vivo репортерных молекул в биологических исследованиях. Более длинноволновые флуоресцентные белки, излучающие в оранжевой и красной областях спектра, были получены из морского анемона Discosoma striata и рифовых кораллов, принадлежащих к классу Anthozoa .Еще другие виды были добыты для производства подобных белков, имеющих голубую, зеленую, желтую, оранжевую, красную и далекую красную флуоресценцию. В настоящее время ведутся разработки, направленные на улучшение яркости и стабильности флуоресцентных белков, тем самым повышая их общую полезность.

Введение в обработку и анализ изображений - Джон Расс в течение своей карьеры провел практические курсы и расширенные семинары по обработке и анализу изображений для более чем 3000 студентов по всему миру.Его однодневные уроки и лекции, спонсируемые различными профессиональными сообществами и другими организациями, достигли нескольких тысяч человек. Но потребность иметь базовое понимание этих тем намного шире, чем он может когда-либо достичь лично. Потенциально каждый, кто работает с изображениями, и, конечно, включая каждого микроскописта, должен знать о возможностях (и ограничениях) компьютерной обработки и измерения изображений. Описательные обзоры и интерактивные учебные пособия в этом разделе охватывают большинство тем, которые автор обсуждает в типичных однодневных учебниках.

Механизмы созревания флуоресцентного белкового флуорофора - Автокаталитическое образование флуорофора (также называемого хромофором ) в экранированной среде полипептидного остова во время созревания флуоресцентного белка следует по удивительно унифицированному механизму, особенно с учетом разнообразного природного происхождения этих полезные биологические зонды. Вскоре после синтеза большинство флуоресцентных белков медленно созревают в результате многоступенчатого процесса, который состоит из сворачивания, начальной циклизации флуорофорного кольца и последующих модификаций флуорофора.Спектральные свойства флуоресцентных белков зависят от структуры флуорофора, а также от локализованных взаимодействий аминокислотных остатков в непосредственной близости, а в некоторых случаях от остатков далеко от флуорофора. Интерактивные руководства в этом разделе исследуют образование флуорофора в широком спектре спектрально разнообразных флуоресцентных белков, выведенных из кристаллографических исследований.

Виртуальная крыса - Скромная крыса оказала огромное влияние на историю человечества.В средние века черную крысу ( Rattus rattus ) обвиняли в распространении черной чумы через своих блох - пандемии, которая унесла жизни трети населения Европы, примерно 34 миллиона человек. В наше время, однако, более крупная кузина, коричневая крыса ( Rattus norvegicus ) стала важным модельным организмом в биологических исследованиях. В результате селективного разведения бурой крысы была получена лабораторная крыса-альбинос. Крысы быстро достигают половой зрелости, их легко содержать и разводить в неволе.Ученые вывели множество линий или «линий» крыс специально для экспериментов. Как правило, эти линии не являются трансгенными, потому что простые методы генетической трансформации, которые работают на мышах, не работают также и на крысах. Это было проблемой для исследователей, которые считают, что поведение и физиология крыс более актуальны для людей и их легче наблюдать, чем у мышей. В октябре 2003 года исследователям удалось клонировать двух лабораторных крыс с помощью проблемной техники переноса ядер. По мере совершенствования методов клонирования крысы, вероятно, станут важным объектом генетических исследований.

Срезы тканей мозга крысы - Мозг крысы послужил отличной моделью для выяснения сложной анатомии и физиологических механизмов человеческого мозга. В результате значительный объем информации о заболеваниях головного мозга, таких как деменция и болезнь Паркинсона, был получен в результате исследований с использованием мозга крыс. Мозговая ткань была нанесена на карту на десятки основных и сотни второстепенных областей, которые анатомически и функционально различны. Отдельные клетки мозга разделяются на специализированные области, экспрессируя широкий спектр специфических белков, ферментов, переносчиков и рецепторов. В этой галерее цифровых изображений исследуются многие области мозга крысы, наблюдаемые с помощью иммунофлуоресценции в корональных, горизонтальных и сагиттальных толстых срезах с использованием лазерной сканирующей конфокальной микроскопии.

Клетки в движении - В многоклеточных тканях, таких как ткани животных и человека, отдельные клетки используют различные механизмы передвижения, чтобы маневрировать в пространствах внеклеточного матрикса и поверх поверхностей других клеток. Примерами являются быстрое перемещение клеток в развивающихся эмбрионах, распространение злокачественных раковых клеток от органа к органу и миграция нервных аксонов к синаптическим мишеням.В отличие от одноклеточных плавающих организмов, ползающие клетки в культуре не обладают ресничками или жгутиками, но имеют тенденцию перемещаться посредством скоординированной проекции цитоплазмы в повторяющихся циклах растяжения и ретракции, которые деформируют всю клетку. Цифровые видеоролики, представленные в этой галерее, исследуют паттерны подвижности клеток животных у самых разных морфологически различных образцов. Требуется подключаемый модуль браузера RealPlayer.

Имитатор лазерного сканирующего конфокального микроскопа - Возможно, наиболее значительным достижением в оптической микроскопии за последнее десятилетие стало усовершенствование основных методов лазерного сканирующего конфокального микроскопа ( LSCM ) с использованием улучшенных синтетических флуоресцентных зондов и генетически модифицированных белков, более широкого спектра лазерных источников света в сочетании с высокоточным акустооптическим настраиваемым фильтром, а также сочетание более совершенных пакетов программного обеспечения с современными высокопроизводительными компьютерами.В этом интерактивном руководстве рассматривается конфокальная визуализация мультилазерной флуоресценции и дифференциального интерференционного контраста ( DIC ) с использованием программного интерфейса конфокального микроскопа Olympus FluoView FV1000 в качестве модели.

Nikon MicroscopyU - Веб-сайт MicroscopyU предназначен для предоставления образовательного форума по всем аспектам оптической микроскопии, цифровой обработки изображений и микрофотографии. Вместе с учеными и программистами из Molecular Expressions микроскописты и инженеры Nikon предоставляют новейшую информацию в области оптики микроскопов и технологий визуализации, включая специализированные методы, такие как флуоресценция, дифференциальный интерференционный контраст (ДИК), фазовый контраст, отраженный световая микроскопия и микроскопия живых клеток.Мы приглашаем вас изучить MicroscopyU и узнать больше об увлекательном мире оптики и микроскопии.

Премия Olympus Image of the Year - Вдохновленная красотой и широтой изображений, представленных на премию Image of the Year 2018, проводимую в Европе, Olympus продолжает поиск лучших изображений световой микроскопии в 2019 году в глобальном масштабе. Премия Olympus first Image of the Year Global Life Science Light Microscopy присуждается лучшим мировым специалистам в области визуализации биологических наук.

Флуоресцентная микроскопия клеток в культуре - Серьезные попытки культивирования целых тканей и изолированных клеток были впервые предприняты в начале 1900-х годов как метод исследования поведения клеток животных в изолированной и строго контролируемой среде. Термин культура ткани возник потому, что большинство ранних клеток было получено из первичных тканевых эксплантатов, метод, который доминировал в этой области более 50 лет. По мере появления установленных клеточных линий применение четко определенных нормальных и трансформированных клеток в биомедицинских исследованиях стало важным продуктом в развитии клеточной и молекулярной биологии.В этой галерее флуоресцентных изображений исследуются более 30 наиболее распространенных клеточных линий, меченных различными флуорофорами с использованием как традиционных методов окрашивания, так и методов иммунофлуоресценции.

Патология человека Галерея цифровых изображений - Понятно, что исследование болезней человека было одним из основных направлений в медицине на протяжении тысяч лет. Галерея изображений, представленная в этом разделе, представляет собой попытку проиллюстрировать с помощью светлопольного микроскопа многие патологические состояния, которые легко наблюдаются на окрашенных образцах человека. Каждое изображение было выбрано за художественные достоинства, фотографическое качество и содержание. Обратите внимание, что некоторые изображения в этой галерее могут не отражать все аспекты патологического состояния, при котором они занесены в каталог.

Nikon Fluorescence Microscopy Digital Image Gallery - Широкопольный флуоресцентный микроскоп в отраженном свете был основным инструментом для исследования флуоресцентно меченных клеток и тканей с момента появления дихроматического зеркала в конце 1940-х годов.Кроме того, успехи в разработке синтетических флуорофоров в сочетании с широким спектром коммерчески доступных первичных и вторичных антител предоставили биологам мощный арсенал, позволяющий исследовать мельчайшие структурные детали живых организмов с помощью этой техники. В конце двадцатого века открытие и направленный мутагенез флуоресцентных белков пополнили ряд инструментов и открыли для ученых возможность исследовать динамику живых клеток в культуре. Эта галерея исследует флуоресцентную микроскопию как клеток, так и тканей с широким спектром флуоресцентных зондов.

Burgers 'n Fries - Присоединяйтесь к нам для микроскопического исследования кулинарных фаворитов Америки: вездесущих гамбургеров и картофеля фри. Узнайте, насколько прекрасна эта восхитительная классика и вкусна.

Химические кристаллы - Химические соединения могут существовать в трех основных фазах: газообразной, жидкой или твердой. Газы состоят из слабо связанных атомов и расширяются, заполняя все доступное пространство. Твердые тела характеризуются сильной атомной связью и имеют жесткую форму.Большинство из них кристаллические, с трехмерным периодическим расположением атомов. Некоторые из них, например стекло, не имеют такого периодического расположения и являются некристаллическими или аморфными. Жидкости имеют характеристики, которые находятся между газами и твердыми телами. Эта микрографическая коллекция представляет собой покадровую съемку различных химических соединений, изменяющих физическое состояние.

Сканирующая электронная микроскопия - Мы объединились с отмеченным наградами электронным микроскопистом Деннисом Кункелем для создания виртуального сканирующего электронного микроскопа (vSEM). Посетители могут регулировать фокусировку, контраст и увеличение микроскопических существ, видимых в тысячи раз больше их реального размера.

Лазерная сканирующая конфокальная микроскопия - (приблизительно 30-секундная загрузка на модемах 28,8K) Было разработано несколько методов для преодоления плохой контрастности, присущей визуализации толстых образцов в обычном микроскопе. Образцы, имеющие умеренную толщину (от 5 до 15 микрон), будут давать значительно улучшенные изображения с помощью конфокальных методов или методов деконволюции.Самые толстые образцы (20 микрон и выше) будут страдать от огромного количества постороннего света в областях вне фокуса, и, вероятно, лучше всего их можно получить с помощью конфокальных методов. В этом руководстве исследуется получение изображений образцов через последовательные оптические срезы по оси Z с использованием виртуального конфокального микроскопа.

Стереоскопическая микроскопия с увеличением - Многие стереоскопические микроскопы обладают способностью выполнять непрерывное изменение увеличения с помощью системы линз с переменным фокусным расстоянием, размещенной между объективом и окулярами. Изучите увеличение, фокусировку и интенсивность освещения в стереоскопических микроскопах с помощью этого интерактивного руководства по Flash.

Компьютерный веб-микроскоп QX3 на базе Java - Этот виртуальный микроскоп QX3 передает изображения через Интернет со скоростью 20 кадров в секунду, которые можно просматривать в специально разработанном Java-клиенте, запускаемом через веб-браузер с частотой кадров до 18 кадров / второй. Никакого дополнительного программного обеспечения не требуется, но не пытайтесь это сделать, если у вас нет быстрого соединения (10 Мбит / с Ethernet или выше).С помощью этого программного обеспечения вы можете захватывать отдельные цифровые изображения, записывать фильмы и проводить эксперименты с покадровой кинематографией.

Музей микроскопии - В этой уникальной галерее с изображениями древних микроскопов 3-D Studio Max представлены многие исторические микроскопы, созданные за последние четыре столетия. Посетите галерею и загрузите копию нашей заставки Windows, содержащей избранные изображения этих прекрасных микроскопов.

Silicon Zoo - В этой популярной галерее представлены изображения героев мультфильмов и других рисунков, размещенные их дизайнерами на компьютерных чипах.

Рекомендуемый микроскопист - Микроскопист, представленный на весну 2002 года, - известный голландский фотомикограф Лоэс Моддерман. Родившаяся в Амстердаме в 1944 году, Моддерман получила свой первый микроскоп к 13 годам и никогда не теряла чувства удивления перед красотой этого прибора. Много лет назад Лоес инициировала серию экспериментов по химической кристаллизации, которые позволили ей объединить давние интересы к природе, искусству, науке и фотографии, чтобы превратить свои абстрактные микрофотографии в красочное празднование формы и структуры.В этой галерее представлен широкий спектр этих микрофотографий.

Клеточная и вирусная структура - Хотя человеческое тело содержит более 75 триллионов клеток, большинство форм жизни существуют как отдельные клетки, которые выполняют все функции, необходимые для независимого существования. Большинство клеток слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, и для тщательного изучения требуется использование мощных оптических и электронных микроскопов.

Галерея цифровых изображений флуоресцентной микроскопии - Галерея флуоресценции включает образцы, собранные в широком спектре дисциплин, и множество примеров с использованием как специфических флуорохромных красителей, так и автофлуоресценции.Изображения были получены с помощью цифровой камеры Nikon DXM 1200, камеры Optronics MagnaFire с охлаждением Пельтье или классической микрофотографии на пленке с 35-миллиметровой прозрачной пленкой Fujichrome Provia.

Pond Life - Пруды с пресной водой являются домом для самых разных водных и полуводных растений, насекомых и животных. Однако подавляющее большинство обитателей пруда невидимы, пока их не увидят под микроскопом. Под безмятежной поверхностью любого пруда находится микроскопический мегаполис, кипящий жизнью, пока крошечные причудливые организмы преследуют свою жизнь; передвижение, питание, попытки не быть съеденными, выделение и размножение. В этой коллекции цифровых фильмов вы можете наблюдать за деятельностью микроскопических организмов, взятых из типичного пруда Северной Флориды.

Концепции технологии цифровой обработки изображений - Изучите основные концепции цифровой обработки изображений с помощью наших иллюстрированных обсуждений и интерактивных руководств. Обсуждаемые темы включают работу с ПЗС-матрицами, захват изображений, цифровую обработку изображений и широкий спектр других вопросов в этой развивающейся области.

Наука, оптика и вы - Ознакомьтесь с нашим пакетом учебных программ по естествознанию, который разрабатывается для учителей, студентов и родителей.Задания предназначены для того, чтобы задавать вопросы, связанные со светом, цветом и оптикой, и отвечать на них. Программа начинается с базовой информации об линзах, тенях, призмах и цвете, что приводит к использованию сложных инструментов, которые ученые используют, чтобы помочь им понять мир.

Компьютерный микроскоп Intel Play QX3 - Найдите минутку, чтобы ознакомиться с подробным описанием этого невероятного игрушечного микроскопа. Включенные темы включают оборудование QX3 (микроскоп) , программное обеспечение интерактивного микроскопа , предлагаемые специализированных методов и галереи цифровых изображений с микроскопа QX3.

Креативная микрофотография - Используя микрофотографию с множественной экспозицией, нам удалось создать серию необычных микрофотографий, которые мы назвали микрорельефами. Эти микрофотографии призваны напоминать сюрреалистические / инопланетные пейзажи.

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)

Susan Swapp, University of Wyoming

Что такое сканирующая электронная микроскопия (SEM)

Типичный прибор SEM, показывающий электронную колонку, камеру для образца, детектор EDS, электронную консоль и мониторы визуального отображения.В сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) используется сфокусированный пучок электронов высокой энергии для генерации различных сигналов на поверхности твердых образцов. Сигналы, возникающие при взаимодействии электронов с образцом, раскрывают информацию об образце, включая внешнюю морфологию (текстуру), химический состав, кристаллическую структуру и ориентацию материалов, составляющих образец. В большинстве приложений данные собираются по выбранной области поверхности образца, и создается двухмерное изображение, отображающее пространственные вариации этих свойств.Области шириной примерно от 1 см до 5 микрон могут быть отображены в режиме сканирования с использованием обычных методов SEM (увеличение от 20X до примерно 30,000X, пространственное разрешение от 50 до 100 нм). SEM также может выполнять анализ выбранных точек на образце; этот подход особенно полезен при качественном или полуколичественном определении химического состава (с использованием EDS), кристаллической структуры и ориентации кристаллов (с использованием EBSD). По конструкции и функциям SEM очень похож на EPMA, и возможности этих двух инструментов значительно перекрываются.

Фундаментальные принципы сканирующей электронной микроскопии (SEM)

Ускоренные электроны в SEM несут значительное количество кинетической энергии, и эта энергия рассеивается в виде множества сигналов, создаваемых взаимодействием электронов с образцом, когда падающие электроны замедляются в твердом образце. Эти сигналы включают вторичные электроны (которые создают изображения SEM), обратно рассеянные электроны (BSE), дифрагированные обратно рассеянные электроны (EBSD, которые используются для определения кристаллических структур и ориентации минералов), фотоны (характеристические рентгеновские лучи, которые используются для элементного анализа и континуума. Рентгеновские лучи), видимый свет (катодолюминесценция - КЛ) и тепло.Вторичные электроны и обратно рассеянные электроны обычно используются для визуализации образцов: вторичные электроны наиболее ценны для демонстрации морфологии и топографии образцов, а обратно рассеянные электроны наиболее ценны для иллюстрации контрастов в составе в многофазных образцах (то есть для быстрой фазовой дискриминации). Генерация рентгеновского излучения возникает в результате неупругих столкновений налетающих электронов с электронами в дискретных орбиталей (оболочках) атомов в образце. Когда возбужденные электроны возвращаются в состояния с более низкой энергией, они излучают рентгеновские лучи с фиксированной длиной волны (что связано с разницей в уровнях энергии электронов в разных оболочках для данного элемента).Таким образом, характерные рентгеновские лучи производятся для каждого элемента в минерале, который «возбуждается» электронным лучом. SEM-анализ считается «неразрушающим»; то есть рентгеновское излучение, генерируемое электронным взаимодействием, не приводит к потере объема образца, поэтому можно повторно анализировать одни и те же материалы.

Приборы для сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) - как они работают?

Основные компоненты всех SEM включают следующее:
  • Источник электронов («Пушка»)
  • Электронные линзы
  • Образец ступени
  • Детекторы всех интересующих сигналов
  • Устройства отображения / вывода данных
  • Требования к инфраструктуре:
    • Блок питания
    • Вакуумная система
    • Система охлаждения
    • Пол без вибрации
    • Помещение без внешних магнитных и электрических полей
SEM всегда имеют по крайней мере один детектор (обычно вторичный электронный детектор), и большинство из них имеют дополнительные детекторы.Конкретные возможности конкретного прибора в значительной степени зависят от того, какие детекторы он вмещает.

Приложения

СЭМ обычно используется для создания изображений форм объектов с высоким разрешением (SEI) и для отображения пространственных вариаций химического состава: 1) получение элементарных карт или точечный химический анализ с использованием EDS, 2) распознавание фаз на основе среднего атомного номера ( обычно связаны с относительной плотностью) с использованием BSE, и 3) композиционные карты, основанные на различиях в «активаторах» микроэлементов (обычно переходных металлов и редкоземельных элементов) с использованием CL.СЭМ также широко используется для идентификации фаз на основе качественного химического анализа и / или кристаллической структуры. Точное измерение очень мелких деталей и объектов размером до 50 нм также выполняется с помощью SEM. Электронные изображения с обратным рассеянием (BSE) можно использовать для быстрого различения фаз в многофазных образцах. СЭМ, оснащенные детекторами дифрагированных обратно рассеянных электронов (EBSD), можно использовать для исследования микротканей и кристаллографической ориентации многих материалов.

Сильные стороны и ограничения сканирующей электронной микроскопии (SEM)?

Сильные стороны

Пожалуй, нет другого инструмента с широтой применения в исследовании твердых материалов, который мог бы сравниться с SEM.SEM имеет решающее значение во всех областях, требующих определения характеристик твердых материалов. Хотя этот вклад в большей степени касается геологических приложений, важно отметить, что эти приложения представляют собой очень небольшую часть научных и промышленных приложений, которые существуют для этого оборудования. Большинство SEM сравнительно просты в эксплуатации, с удобными "интуитивно понятными" интерфейсами. Многие приложения требуют минимальной подготовки образца. Для многих приложений сбор данных происходит быстро (менее 5 минут / изображение для анализа SEI, BSE, точечного EDS.Современные SEM генерируют данные в цифровых форматах, которые легко переносимы.

Ограничения

Образцы должны быть твердыми и помещаться в камеру микроскопа. Максимальный размер по горизонтали обычно составляет порядка 10 см, вертикальные размеры обычно гораздо более ограничены и редко превышают 40 мм. Для большинства приборов образцы должны быть стабильными в вакууме порядка 10 -5 -10 -6 торр. Образцы, которые могут выделяться при низких давлениях (породы, насыщенные углеводородами, «влажные» образцы, такие как уголь, органические материалы или набухающие глины, а также образцы, которые могут декрепитировать при низком давлении), не подходят для исследования с помощью обычных SEM.Однако также существуют СЭМ «низкого вакуума» и «окружающей среды», и многие из этих типов образцов могут быть успешно исследованы с помощью этих специализированных инструментов. Детекторы EDS на SEM не могут обнаруживать очень легкие элементы (H, He и Li), а многие инструменты не могут обнаруживать элементы с атомными номерами меньше 11 (Na). В большинстве SEM используется твердотельный детектор рентгеновского излучения (EDS), и хотя эти детекторы очень быстрые и простые в использовании, они имеют относительно низкое энергетическое разрешение и чувствительность к элементам, присутствующим в небольшом количестве по сравнению с детекторами рентгеновского излучения с дисперсией по длине волны ( WDS) на большинстве электронно-зондовых микроанализаторов (EPMA).Электропроводящее покрытие должно быть нанесено на электроизоляционные образцы для исследования в обычных SEM, если прибор не может работать в режиме низкого вакуума.

Руководство пользователя - Сбор и подготовка образцов

Подготовка образца может быть минимальной или сложной для анализа SEM, в зависимости от природы образцов и требуемых данных. Минимальная подготовка включает взятие образца, который поместится в камеру SEM, и некоторое приспособление для предотвращения накопления заряда на электроизоляционных образцах.Большинство электроизоляционных образцов покрыты тонким слоем проводящего материала, обычно углерода, золота или другого металла или сплава. Выбор материала для проводящих покрытий зависит от собираемых данных: углерод наиболее желателен, если элементный анализ является приоритетом, в то время как металлические покрытия наиболее эффективны для приложений получения электронных изображений с высоким разрешением. В качестве альтернативы, электроизоляционный образец можно исследовать без проводящего покрытия в приборе, способном работать в условиях «низкого вакуума».

Сбор данных, результаты и презентация

Репрезентативные SEM-изображения асбестоформных минералов из лаборатории Microbeam Геологической службы США в Денвере Стандарт UICC Асбест Хризотил 'A' Тремолит асбест, Долина Смерти, Калифорния
Антофиллитовый асбест, Грузия Винчит-рихтерит асбест, Либби, Монтана

Литература

Следующая литература может быть использована для дальнейшего изучения сканирующей электронной микроскопии (SEM)

  • Goldstein, J. (2003) Сканирующая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ.Kluwer Adacemic / Plenum Pulbishers, 689 стр.
  • Reimer, L. (1998) Сканирующая электронная микроскопия: физика формирования изображений и микроанализ. Спрингер, 527 с.
  • Эгертон, Р. Ф. (2005) Физические принципы электронной микроскопии: введение в ПЭМ, СЭМ и АЭМ. Спрингер, 202.
  • Кларк А. Р. (2002) Методы микроскопии для материаловедения. CRC Press (Электронный ресурс)

Ссылки по теме

Для получения дополнительной информации о сканирующей электронной микроскопии (SEM) перейдите по ссылкам ниже.

Учебная деятельность и ресурсы

Учебная деятельность, лаборатории и ресурсы, относящиеся к сканирующей электронной микроскопии (SEM).

  • Аргаст, Энн и Теннис, Кларенс Ф., III, 2004 г., Интернет-ресурс по изучению щелочных полевых шпатов и пертитовых структур с использованием световой микроскопии, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, Journal of Geoscience Education 52, нет. 3, стр. 213-217.
  • Бин, Рэйчел, 2004 г.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *