elektronenmikroscopie

Elektronenmikroscopie is een microscopietechniek die gebruikmaakt van een bundel elektronen in plaats van zichtbaar licht om een monster te onderzoeken. Door de veel kortere golflengte van elektronen kan deze techniek structuren op nanometerschaal resoluut in beeld brengen, wat leidt tot hogere vergrotingen en details dan bij lichtmicroscopie. De methode vereist doorgaans een vacuüm en gespecialiseerde apparatuur.

Er zijn verschillende hoofdtypes: transmissie-elektronenmikroscopie (TEM), scanning-elektronenmikroscopie (SEM) en scanning-transmissie-elektronenmikroscopie (STEM). TEM schijnt elektronen door een ultradun monster en vormt een beeld uit de doorlatende elektronen. SEM scant het oppervlak met een elektronenbundel en registreert signalen zoals secundaire en teruggekaatste elektronen om een beeld van de oppervlaktestructuur te produceren. STEM combineert scanning en transmissie en levert vaak hoge-contrastbeelden en, met aanvullende detectors, chemische analyses.

Cryo-elektronenmikroscopie (cryo-EM) is een belangrijke moderne toepassing, vooral in de biologie. Hierbij worden monsters bij extreem lage temperatuur onderzocht, vaak zonder kleuring, wat near-atomische resolutie mogelijk maakt.

Voor TEM vereisen monsters doorgaans ultradunne preparaten of geschikte dunne doorsneden, terwijl SEM-monsters vaak een dunne geleidende coating nodig hebben. Cryo-elektronenmikroscopie vereist vitrificatie van water. Alle methoden zijn gevoelig voor stralingsschade en vereisen zorgvuldige monsterbehandeling en beheersing van de stralingsdosis.

Toepassingen omvatten materialenwetenschap, nanotechnologie en biologie. Elektronenmikroscopie levert informatie over morfologie, kristallijne oriëntaties en, met aanvullende technieken zoals energiedispersieve röntgenanalyse (EDS) of elektronenergieverlies-spectroscopie (EELS), ook chemische samenstelling.

Hoewel krachtig, is elektronmikroscopie duur en omvangrijk en vereist specialistische training. Het werkt in vacuüm en kan delicate monsters beschadigen; levende cellen zijn doorgaans niet compatibel met standaard elektronmikroscopie.