elektronenmicroscopen vs. optische (licht) microscopen

elektronenmicroscopen vs. Lichtmicroscopen: basisverschillen

er zijn niet veel dingen die deze twee typen microscopen gemeen hebben. Zowel elektron als lichte microscopen zijn technische apparaten die voor het visualiseren van structuren worden gebruikt die te klein zijn om met het blote oog te zien, en beide types hebben relevante gebieden van toepassingen in biologie en de materiaalwetenschappen. En dit is het zo ongeveer. De methode om de structuren te visualiseren is heel anders. Elektronenmicroscopen gebruiken elektronen en geen fotonen (lichtstralen) voor visualisatie. De eerste elektronenmicroscoop werd gebouwd in 1931, vergeleken met optische microscopen zijn ze een zeer recente uitvinding.

>> Lees meer over verschillende microscopen <<

elektronenmicroscopen hebben bepaalde voordelen ten opzichte van optische microscopen:

• resolutie: het grootste voordeel is dat ze een hogere resolutie hebben en dus ook in staat zijn om een hogere vergroting (tot 2 miljoen keer). Lichtmicroscopen kunnen een nuttige vergroting slechts tot 1000-2000 keer tonen. Dit is een fysieke limiet opgelegd door de golflengte van het licht. De elektronenmicroscopen staan daarom voor de visualisatie van structuren toe die normaal niet door optische microscopie zichtbaar zouden zijn.
• oppervlaktestructuur: afhankelijk van het type elektronenmicroscoop is het mogelijk om de driedimensionale uitwendige vorm van een object te zien (Scanning elektronenmicroscoop, SEM).
• scherptediepte: In scanning elektronenmicroscopie (SEM), toe te schrijven aan de aard van elektronen, elektronenmicroscopen hebben een grotere scherptediepte in vergelijking met lichte microscopen. De hogere resolutie kan het menselijk oog ook de subjectieve indruk geven van een hogere scherptediepte.

elektronenmicroscopen hebben ook een reeks nadelen:

• kosten: ze zijn extreem duur. De onderhoudskosten zijn hoog.
• bereiding: de monstervoorbereiding is vaak veel uitgebreider. Het is vaak nodig om het specimen te bedekken met een zeer dunne laag metaal (zoals goud). Het metaal kan de elektronen reflecteren.
• alleen dode monsters: het monster moet volledig droog zijn. Dit maakt het onmogelijk om levende exemplaren te observeren. De energie van de elektronenstraal is erg hoog. Het monster wordt daarom blootgesteld aan hoge straling, en dus niet in staat om te leven.
• geen beweging: het is niet mogelijk bewegende exemplaren te observeren (ze zijn dood).
• Zwart/wit: kleur kan niet worden waargenomen. Elektronen hebben geen kleur. De afbeelding is alleen zwart / wit. Soms is het beeld kunstmatig gekleurd om een betere visuele indruk te geven.
• Training: ze vereisen meer training en ervaring in het identificeren van artefacten die tijdens het monstervoorbereidingsproces kunnen zijn geïntroduceerd.
• ruimte: de benodigde ruimte is hoog. Ze hebben misschien een hele kamer nodig.

Wanneer moet men optische (licht) microscopen gebruiken?Een groot voordeel van lichtmicroscopen is het vermogen om levende cellen te observeren. Het is mogelijk om een breed scala van biologische activiteit waar te nemen, zoals de opname van voedsel, celdeling en beweging. Bovendien, is het mogelijk om in-vivo het bevlekken technieken te gebruiken om het begrip van gekleurd pigment door de cellen waar te nemen. Deze processen kunnen niet in real time worden waargenomen met behulp van elektronenmicroscopen, omdat het specimen moet worden gefixeerd en volledig gedehydrateerd (en dus dood is). De lage kosten van optische microscopen maken hen nuttig in een breed scala van verschillende gebieden, zoals onderwijs, de medische sector of voor hobbyisten. Over het algemeen, hebben de optische en elektronenmicroscopen verschillende toepassingsgebieden en zij vullen elkaar aan.

verschillende soorten elektronenmicroscopen

er zijn twee verschillende soorten elektronenmicroscopen, scanning elektronenmicroscopen (SEM) en transmissieelektronenmicroscopen (tem). In de tem methode, wordt een elektronenstraal overgegaan door een uiterst dunne sectie van het specimen. Je krijgt een tweedimensionale dwarsdoorsnede van het specimen. SEMs, daarentegen, visualiseren de oppervlaktestructuur van het specimen, die een 3-D indruk verstrekken. De bovenstaande afbeelding is gemaakt door een SEM.

verschillende typen lichtmicroscopen

de twee meest voorkomende typen zijn samengestelde microscopen en stereomicroscopen (dissecting microscopen). De stereomicroscopen worden vaak gebruikt om grotere, ondoorzichtige specimens waar te nemen. Ze vergroten over het algemeen niet zo veel als samengestelde microscopen (ongeveer 40x-70x maximaal), maar geven een echt stereoscopisch beeld. Dit komt omdat het beeld geleverd aan elk oog is iets anders. Stereomicroscopen vereisen niet noodzakelijk uitgebreide monstervoorbereiding.

samengestelde microscopen vergroten tot ongeveer 1000x. het monster moet dun en helder genoeg zijn om het microscooplicht erdoor te laten. Het exemplaar is gemonteerd op een glasplaatje. De samengestelde microscopen kunnen GEEN 3D (stereoscopisch) beeld produceren, zelfs als zij twee oogstukken bezitten. Dit komt omdat elk van de ogen krijgt hetzelfde beeld van het doel. De lichtbundel wordt gewoon in tweeën gesplitst.