Sammenligning af TEM og SEM:Hvordan transmissions- og scanningselektronmikroskoper adskiller sig

Af Harvey Sells, opdateret 24. marts 2022

Transmissionselektronmikroskopi (TEM) og scanningselektronmikroskopi (SEM) er kraftfulde værktøjer til at visualisere strukturer på nanometerskalaen. Selvom begge er afhængige af elektronstråler, adskiller de sig markant i præparatforberedelse, billeddannelsesprincipper og typiske anvendelser.

TEM

TEM exciterer en prøve med en fokuseret elektronstråle, der passerer gennem prøven. Fordi elektroner skal krydse prøven, kræver TEM ultratynde snit (typisk <100 nm tykke) og bruger ofte tungmetalfarvning til at forbedre kontrasten. Denne tilgang gør TEM ideel til at visualisere den interne arkitektur af vira, celler og vævssektioner ved sub-nanometer opløsning.

SEM

SEM derimod scanner en fokuseret elektronstråle over overfladen af en prøve. For at forhindre opbygning af ladning og for at detektere tilbagespredte eller sekundære elektroner coates prøverne med et tyndt ledende lag - sædvanligvis guld-palladium, kulstof eller platin. SEM udmærker sig ved at afsløre overfladetopografi og bruges rutinemæssigt til at undersøge makromolekylære aggregater, vævsoverflader og konstruerede materialer.

TEM-proces

En elektronkanon genererer en højenergistråle, der først kondenseres af en kondensatorlinse. Den resulterende smalle stråle ledes gennem prøven; elektroner, der ikke absorberes, danner et billede på en fosforskærm via en objektivlinse. Områder, der virker mørkere, svarer til tykkere områder, hvor færre elektroner passerer igennem.

SEM-proces

SEM starter også med en elektronkanon og en kondensatorlinse, men strålen bliver efterfølgende fokuseret til en fin plet af en anden linse. Magnetiske spoler raster derefter strålen hen over prøven, mens en tredje linse styrer elektronerne til det interessante område. Ved at justere dvæletid og scanningshastighed - typisk 30 scanninger pr. sekund - optager SEM overfladebilleder i høj opløsning.