Электронный микроскоп

Тип микроскопа с электронами в качестве источника освещения

Просвечивающий электронный микроскоп 2002 года.

Изображение муравья в сканирующем электронном микроскопе.

Электронный микроскоп — это микроскоп , который использует пучок электронов в качестве источника освещения. Они используют электронную оптику , которая аналогична стеклянным линзам оптического светового микроскопа, для управления электронным пучком, например, фокусируя их для получения увеличенных изображений или электронных дифракционных картин. Поскольку длина волны электрона может быть в 100 000 раз меньше, чем у видимого света, электронные микроскопы имеют гораздо более высокое разрешение около 0,1 нм, что сравнимо с примерно 200 нм для световых микроскопов . ^[1] Электронный микроскоп может означать:

• Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), где быстрые электроны проходят через тонкий образец
• Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия (СТЭМ), которая похожа на ТЭМ с сканирующим электронным зондом
• Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ), аналогичный СТЭМ, но с толстыми образцами
• Электронный микрозонд, аналогичный СЭМ, но больше предназначенный для химического анализа
• Низкоэнергетическая электронная микроскопия (LEEM), используемая для получения изображений поверхностей
• Фотоэмиссионная электронная микроскопия (ПЭЭМ), которая похожа на ЛЕЭМ и использует электроны, испускаемые с поверхностей фотонами.

Дополнительные сведения можно найти по ссылкам выше. Эта статья содержит некоторую общую информацию, в основном о просвечивающих электронных микроскопах.

История

Репродукция раннего электронного микроскопа, сконструированного Эрнстом Руской в ​​1930-х годах.

Многие разработки заложили основу электронной оптики, используемой в микроскопах. ^[2] Одним из важных шагов была работа Герца в 1883 году ^[3], который создал электронно-лучевую трубку с электростатическим и магнитным отклонением, продемонстрировав манипуляцию направлением электронного пучка. Другими были фокусировка электронов аксиальным магнитным полем Эмиля Вихерта в 1899 году ^[4], улучшенные оксидные катоды, которые производили больше электронов Артуром Венельтом в 1905 году ^[5] и разработка электромагнитной линзы в 1926 году Гансом Бушем . ^[6] По словам Денниса Габора , физик Лео Силард пытался в 1928 году убедить его построить электронный микроскоп, на который Силард подал заявку на патент. ^[7]

По сей день вопрос о том, кто изобрел просвечивающий электронный микроскоп, является спорным. ^{[8] [9] [10] [11]} В 1928 году в Техническом университете в Шарлоттенбурге (ныне Технический университет Берлина ) Адольф Маттиас (профессор высоковольтной техники и электроустановок) назначил Макса Кнолля руководить группой исследователей для продвижения исследований электронных пучков и электронно-лучевых осциллографов. Группа состояла из нескольких аспирантов, включая Эрнста Руска . В 1931 году Макс Кнолль и Эрнст Руска ^{[12] [13]} успешно создали увеличенные изображения сетчатых сеток, размещенных над апертурой анода. Устройство, копия которого показана на рисунке, использовало две магнитные линзы для достижения более высоких увеличений, первый электронный микроскоп. (Макс Кнолл умер в 1969 году, поэтому не получил долю Нобелевской премии 1986 года за изобретение электронных микроскопов.)

По-видимому, независимо от этих усилий была работа в Siemens-Schuckert Райнхольда Рюденберга . Согласно патентному праву (патенты США № 2058914 ^[14] и 2070318, ^[15] оба поданы в 1932 году), он является изобретателем электронного микроскопа, но неясно, когда у него появился рабочий инструмент. Он заявил в очень краткой статье в 1932 году ^[16] , что Siemens работал над этим в течение нескольких лет, прежде чем патенты были поданы в 1932 году, утверждая, что его усилия были параллельны развитию университета. Он умер в 1961 году, поэтому, как и Макс Кнолл, не имел права на долю Нобелевской премии 1986 года. ^[17]

В следующем, 1933 году, Руска и Кнолл построили первый электронный микроскоп, который превзошел разрешение оптического (светового) микроскопа. ^[18] Четыре года спустя, в 1937 году, Siemens профинансировал работу Эрнста Руска и Бодо фон Борриса и нанял Хельмута Руска , брата Эрнста, для разработки приложений для микроскопа, особенно для биологических образцов. ^{[18] [19]} Также в 1937 году Манфред фон Арденн стал пионером сканирующего электронного микроскопа . ^[20] Siemens выпустил первый коммерческий электронный микроскоп в 1938 году. ^[21] Первые североамериканские электронные микроскопы были построены в 1930-х годах в Университете штата Вашингтон Андерсоном и Фицсиммонсом ^[22] и в Университете Торонто Эли Франклином Бертоном и студентами Сесилом Холлом, Джеймсом Хиллиером и Альбертом Пребусом. В 1939 году компания Siemens выпустила просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ). ^[23] Хотя современные просвечивающие электронные микроскопы способны увеличивать изображение в два миллиона раз, как научные приборы они остаются схожими, но с улучшенной оптикой.

В 1940-х годах были разработаны электронные микроскопы высокого разрешения, обеспечивающие большее увеличение и разрешение. ^[24] К 1965 году Альберт Крю в Чикагском университете представил сканирующий просвечивающий электронный микроскоп, использующий источник полевой эмиссии , ^[25] что позволило сканировать микроскопы с высоким разрешением. ^[26] К началу 1980-х годов улучшение механической стабильности, а также использование более высоких ускоряющих напряжений позволило получать изображения материалов в атомном масштабе. ^{[27] [28]} В 1980-х годах полевая эмиссионная пушка стала обычным явлением для электронных микроскопов, улучшив качество изображения благодаря дополнительной когерентности и более низким хроматическим аберрациям. 2000-е годы были отмечены достижениями в области электронной микроскопии с коррекцией аберраций, что позволило значительно улучшить разрешение и четкость изображений. ^{[29] [30]}

Типы

Принцип работы просвечивающего электронного микроскопа

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ)

Первоначальная форма электронного микроскопа, просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), использует высоковольтный электронный луч для освещения образца и создания изображения. Электронный луч создается электронной пушкой , при этом электроны обычно имеют энергию в диапазоне от 20 до 400 кэВ, фокусируются электромагнитными линзами и передаются через образец. Когда он выходит из образца, электронный луч несет информацию о структуре образца, которая увеличивается линзами микроскопа. Пространственное изменение этой информации («изображение») можно просматривать, проецируя увеличенное электронное изображение на детектор . Например, изображение может просматриваться непосредственно оператором с помощью флуоресцентного экрана просмотра, покрытого люминофором или сцинтилляторным материалом , таким как сульфид цинка . Люминофор высокого разрешения также может быть соединен с помощью оптической системы линз или волоконно-оптического световода с датчиком цифровой камеры . Детекторы прямых электронов не имеют сцинтиллятора и напрямую подвергаются воздействию электронного пучка, что устраняет некоторые ограничения камер со сцинтиллятором. ^[31]

Разрешение ПЭМ ограничено в первую очередь сферической аберрацией , но новое поколение аппаратных корректоров может уменьшить сферическую аберрацию, чтобы увеличить разрешение в просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (ПЭМВР) до уровня ниже 0,5 ангстрема (50 пикометров ), ^[32] что позволяет достигать увеличения более 50 миллионов раз. ^[33] Способность ПЭМВР определять положение атомов в материалах полезна для исследований и разработок в области нанотехнологий. ^[34]

Сканирующий просвечивающий электронный микроскоп (СТЭМ)

STEM растрирует сфокусированный падающий зонд по образцу. Таким образом, высокое разрешение TEM возможно в STEM. Фокусирующее действие (и аберрации) происходит до того, как электроны попадают на образец в STEM, но после этого в TEM. Использование STEM растрирования пучка, подобного SEM, упрощает кольцевую темную визуализацию и другие аналитические методы, но также означает, что данные изображения собираются последовательно, а не параллельно. ^[35]

Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)

Принцип работы сканирующего электронного микроскопа

Изображение Bacillus subtilis , полученное с помощью электронного микроскопа в 1960-х годах.

СЭМ создает изображения, зондируя образец сфокусированным электронным пучком, который сканируется по образцу ( растровое сканирование ). Когда электронный пучок взаимодействует с образцом, он теряет энергию посредством различных механизмов. Эти взаимодействия приводят, среди прочего, к испусканию низкоэнергетических вторичных электронов и высокоэнергетических обратно рассеянных электронов, световому излучению ( катодолюминесценция ) или рентгеновскому излучению, все из которых обеспечивают сигналы, несущие информацию о свойствах поверхности образца, таких как его топография и состав. Изображение, отображаемое СЭМ, представляет собой различную интенсивность любого из этих сигналов в изображении в положении, соответствующем положению луча на образце, когда был сгенерирован сигнал. ^[36]

СЭМ отличаются от ТЭМ тем, что они используют электроны с гораздо более низкой энергией, как правило, ниже 20 кэВ, ^[37] в то время как ТЭМ обычно используют электроны с энергией в диапазоне 80-300 кэВ. ^[38] Таким образом, источники электронов и оптика двух микроскопов имеют различную конструкцию, и они обычно являются отдельными приборами. ^[39]

Основные режимы работы

Дифракционно-контрастная визуализация

Фазово-контрастное изображение

Изображение высокого разрешения

Химический анализ

Электронная дифракция

Просвечивающие электронные микроскопы могут использоваться в режиме электронной дифракции , где создается карта углов электронов, покидающих образец. Преимущества электронной дифракции перед рентгеновской кристаллографией заключаются прежде всего в размере кристаллов. В рентгеновской кристаллографии кристаллы обычно видны невооруженным глазом и, как правило, имеют длину в сотни микрометров. Для сравнения, кристаллы для электронной дифракции должны быть менее нескольких сотен нанометров в толщину и не иметь нижней границы размера. Кроме того, электронная дифракция выполняется на просвечивающем электронном микроскопе, который также может использоваться для получения многих других типов информации, вместо того чтобы требовать отдельного прибора. ^{[40] [38]}

Подготовка образца

Образцы для электронных микроскопов в большинстве случаев не могут наблюдаться напрямую. Образцы необходимо подготовить, чтобы стабилизировать образец и усилить контраст. Методы подготовки значительно различаются в зависимости от образца и его конкретных качеств, которые необходимо наблюдать, а также от конкретного используемого микроскопа.

Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)

Насекомое , покрытое золотом , для наблюдения с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ)

Для предотвращения зарядки и усиления сигнала в СЭМ непроводящие образцы (например, биологические образцы, как на рисунке) можно покрыть тонкой пленкой металла методом напыления.

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ)

Материалы, которые будут рассматриваться в просвечивающем электронном микроскопе, могут потребовать обработки для получения подходящего образца. Требуемая техника варьируется в зависимости от образца и требуемого анализа:

• Химическая фиксация – для биологических образцов это направлено на стабилизацию подвижной макромолекулярной структуры образца путем химического сшивания белков с альдегидами, такими как формальдегид и глутаральдегид , и липидов с тетроксидом осмия . ^[41]

• Криофиксация – замораживание образца таким образом, что вода образует стекловидный (некристаллический) лед . Это сохраняет образец в моментальном снимке его естественного состояния. Методы достижения этой витрификации включают быстрое замораживание погружением в жидкий этан и замораживание под высоким давлением. Целая область, называемая криоэлектронной микроскопией, ответвилась от этой техники. С развитием криоэлектронной микроскопии стекловидных срезов (CEMOVIS) ^[42] и криофокусированного ионного пучка измельчения ламелей ^[43] теперь можно наблюдать образцы практически любого биологического образца, близкие к его естественному состоянию.
• Дегидратация – замена воды органическими растворителями, такими как этанол или ацетон , с последующей критической точкой сушки или инфильтрации с заливочными смолами . См. также сублимационную сушку . ^{[ необходима ссылка ]}
• Заполнение биологических образцов – после дегидратации ткань для наблюдения в просвечивающем электронном микроскопе запечатывается, чтобы ее можно было нарезать и подготовить для просмотра. Для этого ткань пропускают через «переходный растворитель», такой как пропиленоксид (эпоксипропан) или ацетон , а затем пропитывают эпоксидной смолой, такой как Araldite , Epon или Durcupan ; ^[44] ткани также можно запечатывать непосредственно в водорастворимой акриловой смоле . После полимеризации (затвердевания) смолы образец разрезают с помощью ультрамикротомии и окрашивают . ^{[ требуется ссылка ]}
• Заливка, материалы – после заливки в смолу образец обычно шлифуется и полируется до зеркального блеска с использованием ультратонких абразивов. ^{[ необходима цитата ]}
• Замораживание-разрушение или замораживание-травление – метод подготовки ^{[45] [46] [47],} особенно полезный для исследования липидных мембран и их включенных белков в «лицевом» виде. ^{[48] [49] [50]}

  

  Замораживание-разрушение помогает вскрыть мембраны, чтобы визуализировать то, что находится внутри

  

  На внешней поверхности мембраны пекарских дрожжей видны небольшие отверстия, где белки распадаются, иногда в виде небольших кольцевых узоров.

  Свежая ткань или клеточная суспензия быстро замораживается (криофиксация), затем разрушается путем разламывания ^[51] (или с помощью микротома) ^[50] при поддержании температуры жидкого азота. Холодная поверхность разрушения (иногда «протравленная» путем повышения температуры примерно до −100 °C в течение нескольких минут, чтобы дать возможность некоторому количеству льда сублимироваться) ^[50] затем затемняется испаренной платиной или золотом под средним углом 45° в высоковакуумном испарителе. Второй слой углерода, испаряемый перпендикулярно средней плоскости поверхности, часто выполняется для повышения стабильности покрытия реплики. Образец возвращается к комнатной температуре и давлению, затем чрезвычайно хрупкая «предварительно затененная» металлическая реплика поверхности разрушения освобождается от лежащего под ней биологического материала путем осторожного химического разложения кислотами, раствором гипохлорита или моющим средством SDS . Все еще плавающая реплика тщательно промывается от остаточных химикатов, осторожно вылавливается на тонких сетках, высушивается, а затем просматривается в просвечивающем электронном микроскопе. ^{[ необходима цитата ]}
• Иммунозолотая маркировка реплики замораживания-перелома (FRIL) – метод замораживания-перелома был модифицирован, чтобы позволить идентифицировать компоненты поверхности перелома с помощью иммунозолотой маркировки. Вместо удаления всей подлежащей ткани размороженной реплики в качестве последнего шага перед просмотром в микроскоп, толщина ткани минимизируется во время или после процесса перелома. Тонкий слой ткани остается связанным с металлической репликой, поэтому его можно пометить иммунозолотом с помощью антител к выбранным структурам. Тонкий слой исходного образца на реплике с прикрепленным золотом позволяет идентифицировать структуры в плоскости перелома. ^[52] Существуют также родственные методы, которые маркируют поверхность протравленных клеток ^[53] и другие вариации маркировки реплик. ^[54]
• Ионно-лучевое фрезерование – утончает образцы до тех пор, пока они не станут прозрачными для электронов, обстреливая поверхность ионами (обычно аргоном ) под углом и распыляя материал с поверхности. Подклассом этого является фокусированное ионно-лучевое фрезерование, где ионы галлия используются для создания электронно-прозрачной мембраны или «ламели» в определенной области образца, например, с помощью устройства в микропроцессоре или фокусированного ионного пучка SEM. Ионно-лучевое фрезерование может также использоваться для поперечной полировки перед анализом материалов, которые трудно подготовить с помощью механической полировки. ^{[ необходима цитата ]}
• Отрицательное окрашивание – суспензии, содержащие наночастицы или мелкий биологический материал (такой как вирусы и бактерии), на короткое время смешивают с разбавленным раствором электронно-непрозрачного раствора, такого как молибдат аммония, ацетат уранила (или формиат) или фосфорновольфрамовая кислота . ^{[ требуется цитирование ]} Эту смесь наносят на сетку ЭМ, предварительно покрытую пластиковой пленкой, такой как формвар, промокают, затем дают высохнуть. Просмотр этого препарата в ТЭМ следует проводить без промедления для достижения наилучших результатов. Метод важен в микробиологии для быстрой, но грубой морфологической идентификации, но также может использоваться в качестве основы для высокоразрешающей 3D-реконструкции с использованием методологии ЭМ-томографии, когда для поддержки используются углеродные пленки.
• Разделение – производит тонкие срезы образца, полупрозрачные для электронов. Их можно разрезать с помощью ультрамикротомии на ультрамикротоме со стеклянным или алмазным ножом для получения ультратонких срезов толщиной около 60–90 нм. Одноразовые стеклянные ножи также используются, поскольку их можно изготовить в лаборатории и они намного дешевле. Срезы также можно создавать in situ путем фрезерования в сфокусированном ионном пучке SEM, где срез известен как ламеллия. ^[43]
• Окрашивание – использует тяжелые металлы, такие как свинец , уран или вольфрам, для рассеивания электронов изображения и, таким образом, обеспечивает контраст между различными структурами, поскольку многие (особенно биологические) материалы почти «прозрачны» для электронов (слабофазные объекты). В биологии образцы могут быть окрашены «en bloc» перед заливкой, а также позже после срезов. Обычно тонкие срезы окрашиваются в течение нескольких минут водным или спиртовым раствором уранилацетата, а затем водным цитратом свинца. ^[55]

Рабочие процессы ЭМ

В своих наиболее распространенных конфигурациях электронные микроскопы создают изображения с одним значением яркости на пиксель, при этом результаты обычно отображаются в оттенках серого . ^[56] Однако часто эти изображения затем раскрашиваются с помощью программного обеспечения для обнаружения признаков или просто путем ручного редактирования с использованием графического редактора. Это может быть сделано для уточнения структуры или для эстетического эффекта и, как правило, не добавляет новой информации об образце. ^[57]

Электронные микроскопы теперь часто используются в более сложных рабочих процессах, причем каждый рабочий процесс обычно использует несколько технологий для обеспечения более сложного и/или более количественного анализа образца. Несколько примеров приведены ниже, но их не следует считать исчерпывающим списком. Выбор рабочего процесса будет в значительной степени зависеть от приложения и требований соответствующих научных вопросов, таких как разрешение, объем, природа целевой молекулы и т. д.

Например, изображения, полученные с помощью световой и электронной микроскопии одной и той же области образца, можно наложить друг на друга, чтобы сопоставить данные, полученные с помощью двух методов. Обычно это используется для предоставления более высокой по разрешению контекстной ЭМ-информации о флуоресцентно маркированной структуре. Эта корреляционная световая и электронная микроскопия ( CLEM ) ^[58] является одним из ряда доступных сейчас корреляционных рабочих процессов. Другим примером является масс-спектрометрия высокого разрешения (ионная микроскопия), которая использовалась для предоставления корреляционной информации о субклеточной локализации антибиотиков ^[59] , данных, которые было бы трудно получить другими способами.

Первоначальная роль электронных микроскопов в визуализации двумерных срезов (ПЭМ) или поверхности образца (СЭМ со вторичными электронами) также все больше расширялась в глубину образцов. ^[60] Ранним примером этих рабочих процессов «объемной ЭМ» было простое наложение изображений ТЭМ последовательных сечений, прорезанных через образец. Следующим шагом стало виртуальное восстановление объема толстого сечения (200-500 нм) путем обратного проецирования набора изображений, полученных под разными углами наклона — томография ТЭМ . ^[61]

Серийная визуализация для объемной ЭМ

Для получения объемных наборов данных ЭМ большей глубины, чем томография ПЭМ (микрометры или миллиметры по оси z), можно использовать серию изображений, полученных через глубину образца. Например, ленты последовательных срезов можно визуализировать в ПЭМ, как описано выше, а при использовании более толстых срезов можно использовать последовательную томографию ПЭМ для увеличения разрешения по оси z. Совсем недавно можно было получать изображения обратно рассеянных электронов (BSE) для более крупных серий срезов, собранных на кремниевых пластинах, что известно как томография с матрицей СЭМ. ^{[62] [63]} Альтернативный подход заключается в использовании СЭМ BSE для получения изображения поверхности блока вместо среза после удаления каждого среза. С помощью этого метода ультрамикротом, установленный в камере СЭМ, может повысить автоматизацию рабочего процесса; блок образца загружается в камеру, а система программируется на непрерывную резку и получение изображения через образец. Это известно как последовательный СЭМ лицевой поверхности блока. ^[64] Связанный метод использует фрезерование сфокусированным ионным пучком вместо ультрамикротома для удаления срезов. В этих методах последовательной визуализации выходной сигнал по сути представляет собой последовательность изображений через блок образца, которые могут быть выровнены в цифровой форме в последовательности и, таким образом, реконструированы в объемный набор данных ЭМ. Увеличенный объем, доступный в этих методах, расширил возможности электронной микроскопии для решения новых вопросов, ^[60] таких как картирование нейронных связей в мозге, ^[65] и мембранных контактов между органеллами. ^[66]

Недостатки

Просвечивающий и сканирующий электронный микроскоп JEOL, созданный в середине 1970-х годов.

Электронные микроскопы дороги в изготовлении и обслуживании. Микроскопы, предназначенные для достижения высокого разрешения, должны размещаться в стабильных зданиях (иногда под землей) со специальными службами, такими как системы подавления магнитного поля. ^[67]

Образцы в основном должны рассматриваться в вакууме , поскольку молекулы, составляющие воздух, рассеивают электроны. Исключением является жидкофазная электронная микроскопия ^[68], использующая либо закрытую жидкостную ячейку, либо камеру для исследования окружающей среды, например, в сканирующем электронном микроскопе для исследования окружающей среды , который позволяет рассматривать гидратированные образцы в условиях низкого давления (до 20  Торр или 2,7 кПа) во влажной среде. Разработаны различные методы для in situ электронной микроскопии газообразных образцов. ^[69]

Сканирующие электронные микроскопы, работающие в обычном режиме высокого вакуума, обычно получают изображения проводящих образцов; поэтому непроводящие материалы требуют проводящего покрытия (сплав золота с палладием, углерод, осмий и т. д.). Режим низкого напряжения современных микроскопов позволяет наблюдать непроводящие образцы без покрытия. Непроводящие материалы можно также получать изображения с помощью сканирующего электронного микроскопа переменного давления (или окружающей среды). ^{[ необходима цитата ]}

Небольшие, стабильные образцы, такие как углеродные нанотрубки , панцири диатомовых водорослей и небольшие минеральные кристаллы (например, волокна асбеста), не требуют специальной обработки перед исследованием в электронном микроскопе. Образцы гидратированных материалов, включая почти все биологические образцы, должны быть подготовлены различными способами для их стабилизации, уменьшения их толщины (ультратонкое сечение) и увеличения их электронно-оптического контраста (окрашивание). Эти процессы могут привести к появлению артефактов , но их обычно можно идентифицировать, сравнивая результаты, полученные с использованием радикально отличающихся методов подготовки образцов. С 1980-х годов анализ криофиксированных , витрифицированных образцов также стал все чаще использоваться учеными, что еще раз подтверждает обоснованность этой методики. ^{[70] [71] [72]}

Смотрите также

• Перечень методов анализа материалов
• Электронная дифракция
• Спектроскопия потери энергии электронов (EELS)
• Снимки с электронного микроскопа
• Энергетически фильтрованная просвечивающая электронная микроскопия (EFTEM)
• Экологический сканирующий электронный микроскоп (ESEM)
• Иммунная электронная микроскопия
• Электронная микроскопия in situ
• Низкоэнергетическая электронная микроскопия
• Обработка изображений с микроскопа
• Микроскопия
• Нанотехнологии
• Сканирующая конфокальная электронная микроскопия
• Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)
• Тонкий срез
• Просвечивающий электронный микроскоп с коррекцией аберраций

Ссылки

1. "Электронный микроскоп". Encyclopaedia Britannica . Получено 26 июня 2024 г.
2. Calbick CJ (1944). «Исторические предпосылки электронной оптики». Журнал прикладной физики . 15 (10): 685–690. Bibcode : 1944JAP....15..685C. doi : 10.1063/1.1707371. ISSN  0021-8979.
3. Hertz H (2019). «Введение в Heinrich Hertz's Miscellaneous Papers (1895) by Philipp Lenard». В Mulligan JF (ed.). Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894): сборник статей и адресов . Routledge. стр. 87–88. doi :10.4324/9780429198960-4. ISBN 978-0-429-19896-0. S2CID  195494352.
4. Вихерт Э (1899). «Experimentelle Untersuchungen über die Geschwindigkeit und die Magneticische Ablenkbarkeit der Kathodenstrahlen». Annalen der Physik und Chemie (на немецком языке). 305 (12): 739–766. Бибкод : 1899АнП...305..739Вт. дои : 10.1002/andp.18993051203.
5. Wehnelt A (1905). "X. О разряде отрицательных ионов раскаленными металлическими оксидами и родственных явлениях". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 10 (55): 80–90. doi :10.1080/14786440509463347. ISSN  1941-5982.
6. Буш Х (1926). «Berechnung der Bahn von Kathodenstrahlen im axialsymmetrischen elektromagnetischen Felde». Аннален дер Физик (на немецком языке). 386 (25): 974–993. Бибкод : 1926АнП...386..974Б. дои : 10.1002/andp.19263862507.
7. Даннен, Джин (1998) Лео Силард-изобретатель: Слайд-шоу (1998, Будапешт, доклад на конференции). dannen.com
8. Mulvey T (1962). «Истоки и историческое развитие электронного микроскопа». British Journal of Applied Physics . 13 (5): 197–207. doi :10.1088/0508-3443/13/5/303. ISSN  0508-3443.
9. Tao Y (2018). «Историческое исследование дебатов об изобретении и правах на изобретение электронного микроскопа». Труды 3-й Международной конференции по современному образованию, социальным и гуманитарным наукам (ICCESSH 2018) . Достижения в области социальных наук, образования и гуманитарных исследований. Atlantis Press. С. 1438–1441. doi :10.2991/iccessh-18.2018.313. ISBN 978-94-6252-528-3.
10. Фрейндлих ММ (октябрь 1963 г.). «Происхождение электронного микроскопа». Science . 142 (3589): 185–188. Bibcode :1963Sci...142..185F. doi :10.1126/science.142.3589.185. PMID  14057363.
11. Рюденберг Р. (2010). «Происхождение и предпосылки изобретения электронного микроскопа». Advances in Imaging and Electron Physics . Vol. 160. Elsevier. pp. 171–205. doi :10.1016/s1076-5670(10)60005-5. ISBN 9780123810175..
12. Нолл М, Руска Э (1932). «Beitrag zur geometrischen Elektronenoptik. I». Аннален дер Физик . 404 (5): 607–640. Бибкод : 1932АнП...404..607К. дои : 10.1002/andp.19324040506. ISSN  0003-3804.
13. Нолл М, Руска Э (1932). «Электроненмикроскоп». Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 78 (5–6): 318–339. Бибкод : 1932ZPhy...78..318K. дои : 10.1007/BF01342199. ISSN  1434-6001. S2CID  186239132.
14. Рюденберг Р. "Устройство для получения изображений объектов". Patent Public Search Basic . Получено 24 февраля 2023 г.
15. Рюденберг Р. "Устройство для получения изображений объектов". Patent Public Search Basic . Получено 24 февраля 2023 г.
16. Роденберг Р. (1932). «Электроненмикроскоп». Die Naturwissenschaften (на немецком языке). 20 (28): 522. Бибкод : 1932NW.....20..522R. дои : 10.1007/BF01505383. ISSN  0028-1042. S2CID  263996652.
17. "История электронного микроскопа". LEO Electron Microscopy . Получено 26 июня 2024 г.
18. Руска, Эрнст (1986). «Автобиография Эрнста Руски». Нобелевский фонд . Проверено 31 января 2010 г.
19. Крюгер Д.Х., Шнек П., Гелдерблом Х.Р. (май 2000 г.). «Гельмут Руска и визуализация вирусов». Ланцет . 355 (9216): 1713–1717. дои : 10.1016/S0140-6736(00)02250-9. PMID  10905259. S2CID  12347337.
20. Фон Арденн М, Байшер Д (1940). «Untersuruchung von Metalloxyd-Rauchen mit dem Universal-Elektronenmikroskop» [Исследование дымления оксидов металлов с помощью универсального электронного микроскопа]. Zeitschrift für Elektrochemie und Angewandte Physikalische Chemie (на немецком языке). 46 (4): 270–277. дои : 10.1002/bbpc.19400460406. S2CID  137136299.
21. История электронной микроскопии, 1931–2000. Authors.library.caltech.edu (2002-12-10). Получено 2017-04-29.
22. «Первый электронный микроскоп в Северной Америке».
23. "Джеймс Хиллер". Изобретатель недели: Архив . 2003-05-01. Архивировано из оригинала 2003-08-23 . Получено 2010-01-31 .
24. Hawkes PW (2021). Начало электронной микроскопии. Часть 1. Лондон Сан-Диего, Калифорния Кембридж, Массачусетс Оксфорд: Academic Press. ISBN 978-0-323-91507-6.
25. Crewe AV, Eggenberger DN, Wall J, Welter LM (1968-04-01). «Электронная пушка с использованием источника полевой эмиссии». Review of Scientific Instruments . 39 (4): 576–583. Bibcode : 1968RScI...39..576C. doi : 10.1063/1.1683435. ISSN  0034-6748.
26. Crewe AV (ноябрь 1966). «Сканирующие электронные микроскопы: возможно ли высокое разрешение?». Science . 154 (3750): 729–738. Bibcode :1966Sci...154..729C. doi :10.1126/science.154.3750.729. PMID  17745977.
27. Смит DJ, Кэмпс RA, Фримен LA, Хилл R, Никсон WC, Смит KC (май 1983). «Недавние усовершенствования электронного микроскопа высокого разрешения 600 кВ Кембриджского университета». Журнал микроскопии . 130 (2): 127–136. doi :10.1111/j.1365-2818.1983.tb04211.x. ISSN  0022-2720.
28. Спенс Дж. К., Спенс Дж. К. (2003). Высокоразрешающая электронная микроскопия . Монографии по физике и химии материалов (3-е изд.). Оксфорд; Нью-Йорк: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850915-8.
29. Hawkes PW (28.09.2009). «Коррекция аберраций в прошлом и настоящем». Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 367 (1903): 3637–3664. Bibcode : 2009RSPTA.367.3637H. doi : 10.1098/rsta.2009.0004. ISSN  1364-503X. PMID  19687058.
30. Rose HH (2009-06-01). «Исторические аспекты коррекции аберраций». Журнал электронной микроскопии . 58 (3): 77–85. doi :10.1093/jmicro/dfp012. ISSN  0022-0744. PMID  19254915.
31. Cheng Y, Grigorieff N, Penczek PA, Walz T (апрель 2015 г.). «Праймер в одночастичную криоэлектронную микроскопию». Cell . 161 (3): 438–449. doi :10.1016/j.cell.2015.03.050. PMC 4409659 . PMID  25910204. 
32. Erni R, Rossell MD, Kisielowski C, Dahmen U (март 2009). «Визуализация с атомным разрешением с помощью электронного зонда с длиной волны менее 50 мкм». Physical Review Letters . 102 (9): 096101. Bibcode : 2009PhRvL.102i6101E. doi : 10.1103/PhysRevLett.102.096101. PMID  19392535.
33. "The Scale of Things". Office of Basic Energy Sciences, US Department of Energy. 2006-05-26. Архивировано из оригинала 2010-02-01 . Получено 2010-01-31 .
34. O'Keefe MA, Allard LF (2004-01-18). "Субангстремная электронная микроскопия для субангстремной нанометрологии" (PDF) . Информационный мост: DOE Scientific and Technical Information – спонсируется OSTI.
35. Реймер Л., Коль Х. (2008). Просвечивающая электронная микроскопия: физика формирования изображения . Серия Springer по оптическим наукам (5-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer. С. 109–112. ISBN 978-0-387-40093-8.
36. Реймер Л., Коль Х. (2008). Просвечивающая электронная микроскопия: физика формирования изображения . Серия Springer по оптическим наукам (5-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer. С. 12–13. ISBN 978-0-387-40093-8.
37. Dusevich V, Purk J, Eick J (январь 2010 г.). «Выбор правильного ускоряющего напряжения для SEM (введение для начинающих)». Microscopy Today . 18 (1): 48–52. doi :10.1017/s1551929510991190. ISSN  1551-9295.
38. Saha A, Nia SS, Rodríguez JA (сентябрь 2022 г.). «Электронная дифракция трехмерных молекулярных кристаллов». Chemical Reviews . 122 (17): 13883–13914. doi :10.1021/acs.chemrev.1c00879. PMC 9479085 . PMID  35970513. 
39. "Электронная микроскопия | Thermo Fisher Scientific - US". 2022-04-07. Архивировано из оригинала 2022-04-07 . Получено 2024-07-13 .
40. Cowley JM (1995). Физика дифракции. Персональная библиотека Северной Голландии (3-е изд.). Амстердам: Elsevier. ISBN 978-0-444-82218-5.
41. Humbel BM, Schwarz H, Tranfield EM, Fleck RA (15 февраля 2019 г.). «Глава 10: Химическая фиксация». В Fleck RA, Humbel BM (ред.). Биологическая полевая эмиссионная сканирующая электронная микроскопия, первое издание . John Wiley & Sons Ltd. стр. 191–221. doi :10.1002/9781118663233.ch10. ISBN 9781118663233. S2CID  243064180.
42. Аль-Амуди А., Норлен Л.П., Дубошет Дж. (октябрь 2004 г.). «Криоэлектронная микроскопия срезов стекловидного тела нативных биологических клеток и тканей». Журнал структурной биологии . 148 (1): 131–135. дои : 10.1016/j.jsb.2004.03.010. ПМИД  15363793.
43. Wagner FR, Watanabe R, Schampers R, Singh D, Persoon H, Schaffer M и др. (июнь 2020 г.). «Подготовка образцов из целых клеток с использованием измельчения сфокусированным ионным пучком для криоэлектронной томографии». Nature Protocols . 15 (6): 2041–2070. doi :10.1038/s41596-020-0320-x. PMC 8053421 . PMID  32405053. 
44. Luft, JH (1961). «Улучшения в методах заливки эпоксидной смолой». Журнал биофизической и биохимической цитологии . Т. 9, № 2. стр. 409. PMC 2224998. PMID  13764136 . 
45. Meryman HT и Kafig E. (1955). Изучение замороженных образцов, ледяных кристаллов и роста ледяных кристаллов с помощью электронной микроскопии. Naval Med. Res. Ints. Rept NM 000 018.01.09 Vol. 13 pp 529–544
46. Steere RL (январь 1957). «Электронная микроскопия структурных деталей в замороженных биологических образцах». Журнал биофизической и биохимической цитологии . 3 (1): 45–60. doi :10.1083/jcb.3.1.45. PMC 2224015. PMID 13416310  . 
47. Isailović TM, Todosijević MN, Đorđević SM, Savić SD (2017-01-01). "Глава 7 - Микро-/наноэмульсионные системы на основе натуральных поверхностно-активных веществ для НПВП — практический подход к формулированию, физико-химические и биофармацевтические характеристики/производительность". В Čalija B (ред.). Микроразмерные и наноразмерные носители для нестероидных противовоспалительных препаратов . Boston: Academic Press. стр. 179–217. doi :10.1016/b978-0-12-804017-1.00007-8. ISBN 978-0-12-804017-1. Получено 22.10.2020 .
48. Moor H, Mühlethaler K (июнь 1963). «Тонкая структура в замороженных протравленных дрожжевых клетках». Журнал клеточной биологии . 17 (3): 609–628. doi :10.1083/jcb.17.3.609. PMC 2106217. PMID  19866628 . 
49. Black JA (январь 1990). "g[20] - Использование замораживания-перелома в нейробиологии". В Conn PM (ред.). Методы в нейронауках . Количественная и качественная микроскопия. Том 3. Academic Press. стр. 343–360. doi :10.1016/b978-0-12-185255-9.50025-0. ISBN 9780121852559.
50. Stillwell W (2016-01-01). "Глава 11 - Свойства мембран на больших расстояниях". Введение в биологические мембраны (второе изд.). Elsevier. стр. 221–245. doi :10.1016/b978-0-444-63772-7.00011-7. ISBN 978-0-444-63772-7.
51. Булливант С., Эймс А. (июнь 1966 г.). «Простой метод репликации методом замораживания-слома для электронной микроскопии». Журнал клеточной биологии . 29 (3): 435–447. doi :10.1083/jcb.29.3.435. PMC 2106967. PMID 5962938  . 
52. Gruijters WT, Kistler J, Bullivant S, Goodenough DA (март 1987). «Иммунлокализация MP70 в межклеточных соединениях волокон хрусталика 16–17 нм». Журнал клеточной биологии . 104 (3): 565–572. doi :10.1083/jcb.104.3.565. PMC 2114558. PMID  3818793 . 
53. Pinto da Silva P, Branton D (июнь 1970). «Расщепление мембраны при замораживании-травлении. Ковалентно связанный ферритин как мембранный маркер». Журнал клеточной биологии . 45 (3): 598–605. doi :10.1083/jcb.45.3.598. PMC 2107921. PMID  4918216 . 
54. Rash JE, Johnson TJ, Hudson CS, Giddings FD, Graham WF, Eldefrawi ME (ноябрь 1982 г.). «Методы маркировки реплик: маркировка внутримембранных частиц в репликах замораживания-разрушения после теневой съемки». Журнал микроскопии . 128 (ч. 2): 121–138. doi :10.1111/j.1365-2818.1982.tb00444.x. PMID  6184475. S2CID  45238172.
55. Reynolds ES (апрель 1963 г.). «Использование цитрата свинца при высоком pH в качестве электронно-непрозрачного красителя в электронной микроскопии». Журнал клеточной биологии . 17 (1): 208–212. doi :10.1083/jcb.17.1.208. PMC 2106263. PMID  13986422 . 
56. Берджесс Дж. (1987). Под микроскопом: раскрыт скрытый мир. Архив CUP. стр. 11. ISBN 978-0-521-39940-1.
57. "Введение в электронную микроскопию" (PDF) . FEI Company. стр. 15 . Получено 12 декабря 2012 г. .
58. «Методы в клеточной биологии | Коррелятивная световая и электронная микроскопия III | ScienceDirect.com от Elsevier».
59. Финин П., Хан Р.М., О С., Бошофф Х.И., Барри CE (май 2023 г.). «Химические подходы к раскрытию биологии микобактерий». Cell Chemical Biology . 30 (5): 420–435. doi :10.1016/j.chembiol.2023.04.014. PMC 10201459. PMID  37207631 . 
60. Peddie CJ, Genoud C, Kreshuk A, Meechan K, Micheva KD, Narayan K, et al. (Июль 2022 г.). "Объемная электронная микроскопия". Nature Reviews. Методы Primers . 2 : 51. doi :10.1038/s43586-022-00131-9. PMC 7614724 . PMID  37409324. 
61. Crowther RA, Amos LA, Finch JT, De Rosier DJ, Klug A (май 1970). "Трехмерные реконструкции сферических вирусов с помощью синтеза Фурье по электронным микрофотографиям". Nature . 226 (5244): 421–425. Bibcode :1970Natur.226..421C. doi :10.1038/226421a0. PMID  4314822. S2CID  4217806.
62. White IJ, Burden JJ (2023). "Практическое руководство по началу SEM array tomography—An available volume EM techniques". Глава 7 - Практическое руководство по началу SEM array tomography—An available volume EM techniques . Методы в клеточной биологии. Том 177. Academic Press. С. 171–196. doi :10.1016/bs.mcb.2022.12.023. ISBN 9780323916073. PMID  37451766.
63. Колотуев И (июль 2024 г.). «Работайте умно, а не усердно: как томография с матрицей может помочь увеличить выход ультраструктурных данных». Журнал микроскопии . 295 (1): 42–60. doi : 10.1111/jmi.13217 . PMID  37626455. S2CID  261174348.
64. Denk W, Horstmann H (ноябрь 2004 г.). «Серийная сканирующая электронная микроскопия с блоками для реконструкции трехмерной наноструктуры тканей». PLOS Biology . 2 (11): e329. doi : 10.1371/journal.pbio.0020329 . PMC 524270. PMID  15514700 . 
65. Abbott LF, Bock DD, Callaway EM, Denk W, Dulac C, Fairhall AL и др. (сентябрь 2020 г.). «Разум мыши». Cell . 182 (6): 1372–1376. doi : 10.1016/j.cell.2020.08.010 . PMID  32946777. S2CID  221766693.
66. Prinz WA, Toulmay A, Balla T (январь 2020 г.). «Функциональная вселенная мест контакта мембран». Nature Reviews. Молекулярная клеточная биология . 21 (1): 7–24. doi :10.1038/s41580-019-0180-9. PMC 10619483. PMID 31732717.  S2CID 208019972  . 
67. Song YL, Lin HY, Manikandan S, Chang LM (март 2022 г.). «Проект системы подавления магнитного поля для уменьшения электромагнитных помех с целью предотвращения экологической опасности». Международный журнал исследований окружающей среды и общественного здравоохранения . 19 (6): 3664. doi : 10.3390/ijerph19063664 . PMC 8954143. PMID  35329350. 
68. Williamson MJ, Tromp RM, Vereecken PM, Hull R, Ross FM (август 2003 г.). «Динамическая микроскопия роста наноразмерных кластеров на границе раздела твердое тело-жидкость». Nature Materials . 2 (8): 532–536. Bibcode :2003NatMa...2..532W. doi :10.1038/nmat944. PMID  12872162. S2CID  21379512.
69. Gai PL, Boyes ED (март 2009). «Достижения в атомном разрешении in situ экологической просвечивающей электронной микроскопии и 1A аберрация, исправленная in situ электронной микроскопии». Microscopy Research and Technique . 72 (3): 153–164. arXiv : 1705.05754 . doi :10.1002/jemt.20668. PMID  19140163. S2CID  1746538.
70. Adrian M, Dubochet J, Lepault J, McDowall AW (1984). «Криоэлектронная микроскопия вирусов». Nature (Представленная рукопись). 308 (5954): 32–36. Bibcode : 1984Natur.308...32A. doi : 10.1038/308032a0. PMID  6322001. S2CID  4319199.
71. Sabanay I, Arad T, Weiner S, Geiger B (сентябрь 1991 г.). «Изучение витрифицированных, неокрашенных замороженных срезов тканей с помощью криоиммуноэлектронной микроскопии». Journal of Cell Science . 100 (1): 227–236. doi :10.1242/jcs.100.1.227. PMID  1795028.
72. Kasas S, Dumas G, Dietler G, Catsicas S, Adrian M (июль 2003 г.). «Витрификация образцов криоэлектронной микроскопии, выявленных с помощью высокоскоростной фотографической визуализации». Журнал микроскопии . 211 (ч. 1): 48–53. doi :10.1046/j.1365-2818.2003.01193.x. PMID  12839550. S2CID  40058086.

Внешние ссылки

• Введение в микроскопию. Архивировано 19 июля 2013 г. на Wayback Machine : ресурсы для преподавателей и студентов.
• База данных, центрированная на клетках – данные электронной микроскопии
• Science Aid: Электронная микроскопия:Каден Парк