С изобретением электронного микроскопа человек смог разглядеть ультравирусы и строение металлов, и даже атом (через ионный проектор). Бомбардировка электронами убивает всё живое, попадающее в «поле зрения» прибора. Аппарат применяется в криобиологии, клеточной и электронной томографии, вирусологии и токсикологии, во многих других сферах. Стало возможным получать трёхмерные изображения на уровне атомов. Трансмиссионный микроскоп пучком электронов просвечивает ультратонкий образец, затем магнитные линзы изображение увеличивают, подавая его на специальный экран или фотопленку.
Суть электронного микроскопа
В электронном микроскопе есть «пушка» - источник пучкового излучения. Электромагнитные линзы, сквозь которые проходят электроны, управляют пучком их. С помощью же структурной кристаллографии можно рассмотреть структуру белка с атомным разрешением (это применяетсяв биологии). Но не все белки кристаллизуются, тогда используется ядерный резонанс (магнитный). В криоэлектронной микроскопии видна структура молекулы, сложенная из атомов. Можно рассматривать вирусы, их атаки на живые клетки.
Изобретение электронного микроскопа случилось в 1931 году, когда Эрнст Руска придумал новый прибор для исследования материи. Получил за это Нобелевскую премию. После 1970 годас использованием новых компонентов (с помощью эффекта Шоттки) микроскоп стал «зорче». С появлением компьютера обработку изображений, полученных электронным микроскопом, стало делать намного легче. Но образцы, «атакуемые» пучком электронов, должны находиться в глубоком вакууме, как изучать биологические молекулы тогда? Биологи долго сомневались в пользе таких исследований, но появился другой метод исследований - рентгеноструктурной кристаллографии, применимый для маленьких молекул.
Первые изображения
В 1981 году Франком и Мариином Хеелями был составлен алгоритм, позволивший нечеткие изображения, даваемые электронной микроскопией, сделать более информативными. А вскоре появились и трёхмерные изображения сканируемых образцов. Это произошло уже в конце 80-х годов прошлого столетия. Дональдом Парсонсом же была придумана специальная камера для электронного микроскопа, в ней держался уровень влажности, приемлемый для изучения образцов. Работали над этим и другие ученые. В 1975 году было получено для электронного микроскопа разрешение в 7 ангстрем. Исследуемые образцы пытались замораживать, что позволило увеличить четкость до 3 ангстрем. Шло время. Сегодня в криоэлектронной микроскопии доступно уже разрешение в 1.8 ангстрема.
Компьютеры совершенствуются с каждым полугодом, созданы уже машины, способные совершать триллион и более вычислений в секунду. Ученые думают перейти на оптический диапазон в области компьютеризации. Следовательно, и электронная микроскопия получит больше возможностей для исследований.