vaihelevyjen

Vaihelevyt (vaihelevyjen) ovat ohuita levyjä, joita käytetään elektronimikroskopiassa parantamaan kuvien kontrastia muokkaamalla läpäisevien elektronien vaihetta suhteessa kohteeseen. Levy sijoitetaan yleensä kuvauspolun Fourier-tilaan, jolloin diffraktioituva osa näytteestä saa erilaisen vaiheen kuin ilman kohteesta tuleva, suora (unscattered) säde. Tämä vaihe-ero muuttaa alkuperäistä kontras-tilaa siten, että pienikokoiset rakenteet ja heikkovärähtelyt tulevat helpommin näkyviin.

Zerniken vaihelevy on yleisesti käytetty tyyppi: se on ohut amorfista hiiltä valmistettu levy, jolla on pieni keskellä aukko. Unscattered-säteet kulkevat aukon kautta vaikuttamatta levyyn, kun taas diffraatiolaiset säteet kulkevat hiilikerroksen läpi ja saavat halutun vaihevikausen, usein noin π/2. Tämä yhdistelmä tuottaa parempaa kontrastia erityisesti epävarren ja heikosti kontrastoivien näytteiden kuvaamiseen.

Volta-vaihelevy on toinen merkittävä tyyppi. Siinä hiilikalvon pinnalle muodostuu varaus elektronisäteen vaikutuksesta, mikä luo paikallisen sähköisen potentiaalin ja siihen liittyvän vaiheshiftsin ilman mekaanisesti siirrettävää rakennetta. Volta-levyt ovat olleet erityisen suosittuja cryo-EM -käytössä, koska ne mahdollistavat suoremman kontrastin ilman suuria defokus-asetuksia.

Käyttökohteet ja vaikutukset: vaihelevyjä käytetään erityisesti biomolekyylien kuvauksessa, joissa raskasvarustelu (stainaus) on ei-toivottua. Ne mahdollistavat parempaa kontrastia matalille ja keskikokoisille yksittäisille kohteille sekä pienentävät annostusvaatimuksia tietyissä kokeissa. Rajoituksia ovat levyn vakauden, kontaminaation, varautumisprosessin ja käyttöön liittyvät vaatimukset tarkalleen kohdentamiselle sekä joidenkin levyjen rajoitettu kesto ja laadun vaihtelu.

Historiassa vaihelevyt kehittyivät elektronimikroskooppiin 1980–1990-luvuilla ja niiden modernit, laajasti käytetyt muunnelmat, kuten Zerniken ja Volta -levyt, ovat yleistyneet 2000-luvulla ja sen jälkeen.