......... Elektronová mikroskopie pro biology .........
© 2001 < Jana Nebesářová >
........Kapitola 3.3 - Zobrazovací soustava 

Obsah:

Trocha historie...
Proč elektrony?
Transmisní
     elektronový
     mikroskop (TEM)
Příprava preparátů
     pro TEM chemickou
     cestou
Příprava preprátů
     pro TEM fyzikálními
     metodami
Další metody přípravy
     prepárátů pro TEM
Skanovací elektronový
     mikroskop (SEM)
Příprava preparátů
     pro SEM
Počítače a elektronová
     mikroskopie
Protokoly
Literatura
Autoři
Odkazy
Hl. stránka
Zavřít

Zobrazovací soustava

Tuto část TEM tvoří držák preparátu, objektiv, mezičočky, projektivy a pozorovací stínítko (obr. 1).
Do držáku (obr. 2) se vkládají síťky, na kterých jsou umístěny vlastní preparáty. Díky držáku, který zapadá do goniometrického stolku, je možné s preparátem velmi jemně posouvat ve všech směrech pomocí mikrometrických šroubů a dokonce ho i naklánět. V současné době se standardem stává stolek, jehož posun je ovládán pomocí motorků a uživatel jej řídí pomocí joysticku prostřednictvím počítače (obr. 3). Při tomto způsobu je velmi snadné do paměti počítače uložit polohu zajímavého detailu a kdykoliv se k němu vyvoláním příslušné paměti vrátit.
Preparát je v mikroskopu umístěn do těsné blízkosti pólových nástavců objektivu. Objektiv je nejvýkonnější čočkou mikroskopu a často bývá označován za srdce celého elektron-optického systému. Je schopen největšího zvětšení a má také nejkratší ohniskovou vzdálenost. Aby se dosáhlo požadovaného výkonu, má cívka objektivu velký počet závitů, kterými protéká značný proud. Aby nedošlo k jeho přehřátí, bývá chlazený vodou.
Důležitým parametrem objektivu je hloubka ostrosti v předmětové rovině, která udává vzdálenost o kterou se může preparát posunout od objektivu bez změny ostrosti. Určuje se podle vztahu:

Dp = 2 RS / a0

kde R.S. je požadovaná rozlišovací schopnost a a0 je apertura objektivu. Je-li RS mikroskopu 0,5 nm a aperturní úhel 4x10-3 rad, pak hloubka ostrosti vychází 500 nm. To znamená, že všechny body uvnitř ultratenkého řezu budou zaostřené a ve výsledném dvourozměrném obrazu se jejich obrazy budou překrývat. Toto je často také jeden z důvodů, proč se membrány v ultratenkých řezech jeví jako rozmazané (obr. 4).
Prostor v okolí ohniska objektivu bývá často kritickou oblastí mikroskopu, protože je zde natěsnáno mnoho součástí. Kromě držáku preparátu se zde mohou vyskytovat detektory sekundárních elektronů či rtg. záření pro kvalitativní mikroanalýzu. Navíc ve většině mikroskopů je zde umístěno antikontaminační zařízení, které umožňuje zmrazit prostor v okolí preparátu a tím snížit jeho kontaminaci. Těsně pod preparát je třeba ještě umístit objektivovou clonu (obr. 5), která jednak snižuje sférickou vadu objektivu, jednak výrazně zvyšuje kontrast výsledného obrazu.
Obraz vyprodukovaný objektivovou čočkou se dále zvětšuje na požadovanou velikost pomocí projektivů a intermediálních čoček. V obrazové rovině objektivu je možné pozorovat preparát se zvětšením okolo 100 x. Část tohoto obrazu se promítá do pomocného projektivu, který je schopen v závislosti na změně proudu měnit ohniskovou vzdálenost a tím zvětšení, např. v rozsahu od 0,45 do 24,5 x. Další čočkou, která se zapojuje do zvětšování obrazu, je hlavní projektiv obvykle s konstantním zvětšením 100 x. V současnosti je běžné zařadit do tohoto systému ještě druhý pomocný projektiv tak, aby výsledné maximální zvětšení celého zobrazovacího systému, které se rovná součinu zvětšení všech čoček, dosáhlo hodnoty 1000000 x.
Abychom mohli vidět elektrony, které prošly preparátem a zobrazovacím systémem, je třeba převést informace, které nesou, do oblasti viditelného světla. K tomuto účelu se na dno tubusu umísťuje stínítko pokryté nejčastěji ZnS, který je schopen v závislosti na energii a množství dopadajících elektronů emitovat světlo s vlnovou délkou 450 nm. Díky nečistotám je emise posunuta blíže 550 nm, tedy zelenému světlu a jeho odstínům, ve kterých můžeme pozorovat výsledný obraz na stínítku (obr. 6) Rozlišení stínítka je dáno velikostí zrn ZnS, které by se měly pohybovat okolo 50 nm. Kromě velkého stínítka je mikroskop vybaven ještě malým stínítkem (obr. 7), na kterém je možno detail obrazu ještě zvětšit pomocí optického mikroskopu. V případě malého stínítka by se velikost zrn ZnS měla pohybovat kolem 10 nm. Umístění velkého a malého stínítka a stejně tak čipu CCD kamery a fotografického planfilmu do různých vzdáleností od zobrazovací soustavy čoček v TEM dovoluje velká hloubka ostrosti v obrazové rovině. Ta se dá určit ze vztahu:

Do = Z2 . RS / A

kde Z je zvětšení, RS rozlišovací schopnost a A je numerická apertura (viz kap.2.1). Dosazením průměrných hodnot reálného mikroskopu vyjde hloubka ostrosti řádově v desítkách metrů, což znamená, že malé a velké stínítko a fotografický planfilm nemusí být umístěny v jedné rovině. Je-li obraz správné zaostřen, bude na nich vždy ostrý.


 Předchozí Další  

Literatura

Obrázky

Obr.1 - Zobrazovací soustava v dolní části tubusu TEM JEOL 1010
Zpět
Obr.2 - Držáky preparátů: A-Dvousíťkový držák TEM JEOL 1010, B-pětisíťkový držák TEM JEOL 1010, C-jednosíťkový držák TEM Philips 420. U držáku TEM JEOL 1010 jsou na jejich hrotu granáty, u TEM philips 420 safít k usnadnění naklápění držáku.
Zpět
Obr.3 - Ovladač motorového stolku TEM JEOL 1010 - preparátem se pohybuje pomocí joysticku.
Zpět
Obr.4 - A,B-vliv tloušťky řezu na zobrazení např. membrán, C-vliv naklopení vzorku
Zpět
Obr.5 - Objektivová clona se třemi velikostmi ve středu tubusu v blizkosti průchodové komory
Zpět
Obr.6 - Pozorovací stínítko na dně tubusu pokryté fluorescenční látkou
Zpět
Obr.7 - Malé stínítko, sloužící k zaostřování pomocí světelného mikroskopu
Zpět

       Desing by NebeNet © 2001 < Jana Nebesářová >