Elektronska mikroskopija

Kod obe tehnike koristimo elektrone da dobijemo sliku uzorka. SEM koristi skup specifičnih kalemova da skenira snop elektrona po površini uzorka i prikuplja rasejane elektrone, pružajući informacije o površini i sastavu. TEM koristi transmisione elektrone koji prolaze kroz uzorak, nudeći informacije o unutrašnjoj strukturi kao što su kristalna struktura i morfologija. Rezolucija SEM-a je limitirana na ~0.5 nm, dok aberaciono-korigovani TEMovi postižu ispod 50 pm.

Odgovor zavisi od tipa uzorka i analize. Za informacije o površini uzorka (hrapavost, detekcija kontaminacija) biramo SEM. Za kristalnu strukturu, moguće defekte u strukturi ili nečistoće, TEM je jedini način.

Procena kvaliteta prevlaka zahteva detaljnu morfološku analizu. SEM koristi detektor povratno rasejanih elektrona (BSE) za snimanje slika visokog uvećanja i kontrasta koje tačno pokazuju gde je prevlaka nanesena ili gde nije. Oblasti bez prevlake čak i veličine nekoliko mikrometara mogu postati početne tačke korozije.

U slučaju SEM-a, obično se detektuju tri vrste signala: povratno rasejani elektroni (BSE), sekundarni elektroni (SE) i karakteristično rendgensko zračenje (EDS). Svaki signal nosi različite korisne informacije o uzorku.

BSE se reflektuju nazad nakon elastičnih interakcija i potiču dublje iz uzorka – pokazuju visoku osetljivost na razlike u atomskom broju. SE potiču od atoma uzorka kroz neelastične interakcije i potiču iz površinskog regiona, pružajući detaljne informacije o topografiji površine.

ChemiSEM tehnologija omogućava potpunu kontrolu nad svim SEM i EDS funkcijama u jednom interfejsu. Uvek je uključen i kontinuirano prikuplja EDS signal tokom rada sa SEM-om. Omogućava brži pristup elementnim informacijama zahvaljujući pristupu baziranom na mašinskom učenju, tačna merenja pri širokom opsegu podešavanja mikroskopa i lako rukovanje za sve operatere.

ChemiPhase je nova funkcionalnost ChemiSEM koja omogućava analizu faza u regiji od interesa koristeći statistički pristup analize velike količine podataka, u cilju detekcije svih statistički značajnih spektara. Otkrivanje i karakterizacija različitih faza je sada veoma olakšana i intuitivna, bez pogrešnih rezultata zbog preklapanja spektralnih maksimuma ili nedovoljnog intenziteta.

Single particle cryo-EM ili single particle analysis (SPA) je cryo-EM tehnika koja nam omogućava proučavanje biomolekula pri atomskoj rezoluciji ili blizu atomske rezolucije, otkrivajući nam dinamičke biološke procese i strukturu biomolekularnih kompleksa. Prečišćeni proteini ili proteinski kompleksi suspendovani su u amorfnom ledu pomoću rapidnog zamrzavanja koje čuva nativnu strukturu uzorka.  Transmisionim elektronskim mikroskopom (TEM-om) vršimo akviziciju brojnih 2D fotografija uzorka. Zamrznuti proteini su nasuimično orjentisani, snimljene 2Dfotografije nam pokazuju uzorak pri raznim uglovima pa ih možemo rekombinovati u 3D rekonstrukciju uzorka visoke rezoluicije.

Cryo-elektronska tomografija (cryo-ET) omogućava nam trodimenzionu vizuelizaciju ćelija, organela i makromolekulskih kompleksa u stanju bliskom njihovom nativnom. Kombinacijom kriogene prezervacije sa serijskom akvizicijom pri različitom uglu i računarskom rekonstrukcijom ET povezuje ćelijski nivo sa rezolucijom na molekulskom nivou, otkrivajući nam biološku arhitekturu koja postoji in-situ. Kontinuirana inovacija primene mikroskopije u biološkim naukama, zahvaljujući naprednim tehnologijama, preciznom inženjeringu i primeni integrisanih tokova rada dovela je do proširenja primene cryo-ET u istraživanjima u strukturalnoj biologiji, biologiji ćelije i istraživanju i razvoju lekova na globalnom nivou.

MicroED je tehnika koja na nam omogućava brzo visoko-rezoluciono određivanje structure malih molekula i proteina. Možemo dobiti detalje na atomskom nivou iz pojedinačnih nanokristala (<200 nm), čak i u heterogenoj smeši. Akviziciju MicroED vršimo na Cryo transmisionom elektronskom mikroskopu (cryo-TEM), koristeći elektrone primarnog snopa.

MicroED je difrakciona tehnika za koju kao takvu uzorci moraju da budu u kristalnoj formi. Proces kristalizacije je isti kao za rendgensku kristalografiju, međutim mogu se koristiti mnogo manji kristali jer je interakcija kristala sa elektronima jača nego sa rendgenskim zracima. Kristali veličine samo 100 nm mogu biti lako analizirani. Ovime se smanjuje priprema uzorka, a omogućava nam analizu kristala koji su premali za difrakciju korišćenjem drugih metoda. Akvizicia može da bude završena za svega nekoliko minuta, a 3D struktura je determinisana sa atomskom rezolucijom.