Mikroskop Nedir?
Mikroskop, çıplak gözle göremeyeceğimiz kadar ufak nesneleri, varlıkları ve yapıları görmemizi sağlayan alettir. Bu isim Grekçe küçük anlamına gelen mikrós ve görmek anlamına gelen skopeîn kelimelerinin birleşiminden oluşmaktadır. İnsanın daha ufak bir dünyaya açılan gözleri olan mikroskopların farklı amaçlar için farklı mikroskop çeşitleri vardır. Ancak, bu yazıda yalnızca elektron mikroskobu ve çeşitlerini inceleyeceğiz.
Elektron Mikroskobu Nedir?
“Mikrokozmosun ilk kapısını ışık mikroskobu, ikinci kapısını da elektron mikroskobu açtı. Acaba 3. Kapıyı ne açacak?” Ernst Ruska.
Elektron mikroskobu adından da anlaşılacağı üzere hızlandırılmış elektron demetlerini kullanarak çalışır. Bu demetleri elektrik ve manyetik alan ile yöndendirir. Elektron dalga boyu, görünür ışığınkinden çok daha kısa olduğu için ışık mikroskobuna kıyasla daha yüksek ayırma gücüne sahiptir. İnsan gözünün ayırt etme gücü 0.1 mm, ışık mikroskobunun ayırt etme gücü 0.2 µm ve elektron mikroskobunun ayırt etme gücü 0.1 nm’dir.
Bu icadın asıl çıkış noktası ve ortaya çıkmasını sağlayan gelişme 1926 yılında Hans Busch’ın ilk elektromanyetik lensi icat etmesidir. İlk prototipi 1931 yılında fizikçi Ernst Ruska ve elektrik mühendisi Max Knoll tarafından geliştirilmiş olan bu aletin ticari üretimi yine 1938 yılında Ruska’nın çalıştığı şirket olan Siemens-Schuckerwerke tarafından piyasaya sürüldü. Günümüzde her ne kadar bu mikroskoplar gelişse de hala Ruska’nın prototipinden ilhamla yapılırlar.
Elektron mikroskobuyla, küçük molekülleri, yağ ve protein moleküllerini, virüsleri, bakterileri ve organelleri görebiliriz. Malzeme araştırmaları, biyoloji araştırmaları, madencilik, kimya, kriminal ve veri depolamada kullanabiliriz. Bu alanlarda kullanılmak üzere farklı çeşitlerde elektron mikroskopları bulunur. Bunlar genel olarak:
- Geçirimli elektron mikroskobu (TEM)
- Taramalı elektron mikroskobu (SEM)
- Refleksiyon tipi elektron mikroskobu (REM)
- Taramalı geçirimli elektron mikroskobu (STEM)
- Taramalı tünel mikroskop (STM)
olmak üzere ayrılır. Bunlardan en önemli ikisi SEM ve TEM’dir.
Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM)
Transmisyon elektron mikroskobu olarak da bilinir (Transmission electron mikroskobu). Yüksek voltajlı elektron demetimi numune görüntülemek için kullanır. Numunelerin elektron geçirgenliğine dayanır. TEM ile kullanacağımız numune oldukça ince kalınlığa sahip olmalıdır.
Vakumlu bir ortamda metal flamanın yüksek sıcaklıklara ısıtılmasıyla elde edilen elektronlar, anot ve katot arasındaki gerilim yoluyla ivme kazanarak hızlanır. Hızlanan elektronlar anodun içinden tüpün içine girerek elektron demeti oluştururlar. Elektronlar, elektrostatik ve elektromanyetik mercekler tarafından saptırılarak odaklanır. Elektronlar objektife ulaştıktan sonra görüntü bir floresans ekrana veya kameraya düşürülür. Koyu alanlar elektronca yoğun olurlar.
TEM’de nanoparçacıkları, nanoplaka, nanofiber, polimer malzemeler, çok ince biyolojik numuneler ve bakteriyofajlar incelenebilir.
Tarama Elektron Mikroskobu (SEM)
SEM, elektron demetinin numune yüzeyi ile yaptığı fiziksel etkileşime ve bunun sinyallerine dayanır (Scanning electron microscope). Bu esnada mikroskop numune yüzeyini tarar. Genellikle elde edilen görüntünün çözünürlüğü TEM’den daha düşüktür. Bunun nedeni TEM’in iç yapıyı, SEM’in ise yüzeyi incelemeye yönelik olmalıdır. Bu nedenle SEM’de numune hazırlamak daha az zahmetlidir.
Elektron demetinin oluşturulmasında genele Tungsten katot veya alan emisyonlu tabanca (FEG) kullanılır. Elektromanyetik mercekle toplanıp, objektif mercekle odaklanan elektron demetiyle elektromanyetik saptırıcı bobinlerle tarama gerçekleştirilir. Yansıyan elektronlar bir dedektörle algılanır, sinyal yükselticiye, analizöre ve daha sonra monitöre gönderilir.
SEM; hücre içi organelleri, organel ilişkilerini, biyopsileri, tümörleri, dokulardaki virüsleri ve malzemelerin barındırdığı elementleri ve miktarlarını tespit etmekte kullanılabilir.
Kaynakça:
- Mikroskopların Çalışma Mekanizması ve Çeşitleri- Zelal Karakoç, M. Aydın Ketani, Şennur Ketani
- http://nukbilimler.ankara.edu.tr
- https://www.drozdogan.com
- https://www.taek.gov.tr
