Смирнов А.Е.

Макро, микро и супермикро...

или зачем металловеду электронный микроскоп

Страница изменена
Форум   Назад

 

Как металловеды используют металлографический микроскоп, вы уже знаете. Об этом было здесь.

А как приспособить электронный микроскоп для решения своих задач?
Прежде всего, нужно выполнение нескольких обязательных условий.
Первое – Вы должны сформулировать решаемые задачи.
Второе – нужен сам микроскоп.
Третье – время и желание владельцев микроскопа тратить это самое время на Вас.

Итак, вооружаемся объектами для исследований, десятком банок пива и едем в гости в одну замечательную организацию, которую просили нигде не называть...

Электронные микроскопы семейства VEGA

Начнём с того, что у нас была возможность выбора, на каком микроскопе семейства VEGA проводить исследования.

Мы выбрали микроскоп VEGA II XMU с разрешающей способностью 3 нм (0,003 микрометра!) и возможностью исследований в низком вакууме, что актуально для биологических объектов, которые, в отличие от металлов, имеют большее электросопротивление и способны заряжаться от электронного пучка.

Какой необходимый шаг перед откупоркой банок с пивом...?

Правильно! Пиво нужно охладить, а биологические объекты, к коим относятся споры (не электропроводные, заметим) нужно металлизировать, чтобы избежать заряда объекта и последующих негативных явлений, таких как появление белых размазанных «хвостов» на изображении, или, что значительно хуже, сдувания лёгкого объекта электронным «ветром».

Итак, холодное пиво, металлизированные объекты и электронный микроскоп…

Небольшое отступление. Электронно-микроскопические изображения сопровождены фотографиями спор, выполненными на обычном металлографическом микроскопе при увеличении 500 крат, и, конечно же, фотографиями самого Его Величества Гриба. В том числе и стерео.

Подосиновик красный (Leccinum aurantiacum)

Подосиновик красный (Leccinum aurantiacum); фото А.Е. Смирнова Подосиновик красный (Leccinum aurantiacum); фото А.Е. Смирнова

Для начала - банальный гриб – хорошо известный всем Подосиновик красный (Leccinum aurantiacum) с гладкими спорами.

Споры Подосиновика красного (Leccinum aurantiacum), x22160; фото А.Е. Смирнова Сухие споры Подосиновика красного (Leccinum aurantiacum), х500; фото А.Е. Смирнова

Действительно, в случае гладкой поверхности спор электронная микроскопия не даёт существенных преимуществ. Сравните сами оптическую фотографию (слева) и электронно-микроскопическое изображение (справа). Новых деталей мы не видим, потому что их нет: выигрыш только в глубине резкости.

Дисцина щитовидная (Discina perlata)

Дисцина щитовидная (Discina perlata): стереоизображение. Фото А.Е. Смирнова Дисцина щитовидная (Discina perlata). Фото А.Е. Смирнова

Слева - стереофотография, справа - одиночная фотография для тех, кто до сих пор не научился рассматривать стереофото

Споры Дисцины щитовидной (Discina perlata), x13300; фото А.Е. Смирнова Споры Дисцины щитовидной (Discina perlata), x12970; фото А.Е. Смирнова

Шероховатая поверхность споры – и электронная микроскопия даёт возможность увидеть мельчайшие детали строения поверхности.

Однако мы с Вами тут же замечаем существенный недостаток электронной микроскопии – она не даёт возможности заглянуть внутрь объекта и изучить его строение.

Размоченные в воде споры Дисцины щитовидной (Discina perlata), х500; фото А.Е. Смирнова Сухие споры Дисцины щитовидной (Discina perlata), х500; фото А.Е. Смирнова

Сравните сами: если оптическая микроскопия сухих спор (фото слева) даёт возможность увидеть шероховатую поверхность споры, то препарат спор, приготовленный в капле воды (фото справа) показывает нам в данном случае липидные (жировые) капли внутри споры.

Растровый электронный микроскоп предназначен для исследования с высокой разрешающей способностью поверхности объекта.

Псевдоплектания черноватая (Pseudoplectania nigrella)

Псевдоплектания черноватая (Pseudoplectania nigrella): стереоизображение. Фото А.Е. Смирнова Псевдоплектания черноватая (Pseudoplectania nigrella). Фото А.Е. Смирнова

Слева - стереофотография, справа - одиночная фотография для тех, кто до сих пор не научился рассматривать стереофото

Псевдоплектания черноватая (Pseudoplectania nigrella); фото А.Е. Смирнова Сухие споры Псевдоплектании черноватой (Pseudoplectania nigrella), х500; фото А.Е. Смирнова Размоченные в воде споры Псевдоплектании черноватой (Pseudoplectania nigrella), х500; фото А.Е. Смирнова

Всегда задавался вопросом, что за "глазки" видны на микрофотографии сухих спор Псевдоплектании? Они, кстати, исчезают при размачивании спор.

Е.Попов (на форуме - eugene) помог разрешить эту загадку: – "На самом деле "глазки" - это газовые пузырьки, которые образуются при обезвоживании цитоплазмы спор (так называемые пузырьки Де Бари). При попадании спор в воду они естественным образом исчезают. А на электронных снимках видны спавшиеся (как сдувшийся мяч) из-за вакуума в котором они находятся споры."

Сухие споры Псевдоплектании черноватой (Pseudoplectania nigrella), х500; фото А.Е. Смирнова Споры Псевдоплектании черноватой (Pseudoplectania nigrella), х9610; фото А.Е. Смирнова

На самом деле газовые пузыри в вакууме должны были бы разорвать спору на части, хотя, более вероятно, что газ просто диффундировал через оболочку споры.

Дело в том, что встречались два типа спор - с "глазками" - пузырьками де Бари, и со сдувшимися стенками. Электронно-микроскопическое изображение отчётливо передаёт особенности строения поверхности объектов второго типа (фото справа).

 

 

1...      2...      3...      4...      5...

 

Используются технологии uCoz