Методы электронной микроскопии имеют множество преимуществ по сравнению с оптической микроскопией, в числе которых превосходная разрешающая способность и универсальность методов. Под универсальностью понимается возможность получать изображения образцов с одновременным определением локального химического состава объектов, с установлением типа и ориентации кристаллической решетки, с получением ряда других свойств компонентов образцов. Существуют два основных типа электронных микроскопов, различающихся характеристиками и ценой: сканирующие и просвечивающие микроскопы. В обоих типах микроскопов для получения изображений используется пучок электронов высокой энергии. В сканирующем электронном микроскопе регистрируется вторичное излучение, возникшее при взаимодействии тонко сфокусированного пучка электронов с образцом и рассеянное от поверхности образца, в то время как в просвечивающем электронном микроскопе для формирования изображения тонкопленочный объект просвечивается насквозь пучком электронов.
Табл. 1: Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия. Краткая сравнительная таблица
| Сканирующий электр. микроскоп | Просвечивающий электр. микроскоп | |
| Разрешающая способность | 1 нм (для микроскопа с катодом с полевой эмиссией) | < 1 нм |
| Требования к пробоподготовке (для реализации разрешающей способности) | требования минимальны. Исследуются все твердые либо жидкие замороженные образцы линейными размерами вплоть до 30 см | обязательно приготовление тонкого среза толщиной 50-100 нм. Диаметр срезов обычно ~ 3 мм |
| Типичное изображение |
изображение рельефной поверхности увеличением от 3х до 1 000 000х:
|
«плоское» изображение поперечного среза |
| Стоимость | бюджетный вариант | в 2–3 раза дороже, чем сканирующий микроскоп |
Компания TESCAN разработала специальный съемный детектор «на просвет». Если оператор сканирующего электронного микроскопа TESCAN желает изучать тонкие срезы вместо рельефных объектов, то оператор монтирует на столик образцов детектор «на просвет» вместе с тонким срезом. Таким образом, на одном оборудовании удается реализовать преимущества как сканирующего, так и просвечивающего микроскопов.
Табл.2: Сравнение комплекса «сканирующий электронный микроскоп + детектор на просвет» с просвечивающим микроскопом
| Сканирующий электр. микроскоп + детектор «на просвет» | Просвечивающий электр. микроскоп | |
| Максимальная энергия электронов пучка | 30 кэВ | 120 кэВ, 200 кэВ, 300 кэВ и более(в зависимости от модели) |
| Пробивная способность электронов пучка | ниже (определяется максимальной энергией электронов пучка) | выше |
| Типы изучаемых образцов | тонкие пленки из легких материа-лов (биологические объекты, угле-родные реплики) | более толстые пленки и фольги из более плотных материалов |
| Стоимость | бюджетный вариант | в 2–3 раза дороже |
Как видно из сравнительной табл. 2, комплекс «скани-рующий микроскоп + детектор на просвет» позволяет иссле-довать биологические объекты. Более того, в силу особенно-стей конструкции, при работе за сканирующим микроскопом удается реализовать режимы, обычно неиспользуемые либо вовсе недоступные на просвечивающих микроскопах. На-пример, сканирующий микроскоп позволяет работать при малых энергиях электронов пучка (~10 кэВ), что невозможно в большинстве моделей просвечивающих микроскопов. В свою очередь, малая энергия электронов пучка дает возмож-ность получать контрастные изображения тех срезов биома-териалов, которые не обрабатывались методами химиче-ского контрастирования. Снижение требований к пробо-подготовке срезов биоматериалов объясняется тем, что тон-кие элементы структуры образцов, прозрачные для высоко-энергетических электронов, становятся непрозрачными для низкоэнергетических электронов, что усиливает контраст изображений и делает необязательным дополнительное хи-мическое контрастирование.
Съемный детектор «на просвет» монтируется на столик образцов сканирующего электронного микроскопа TESCAN
Срез биоматериала (фиксация с помощью OsO4). В процессе пробоподготовки не использовалось контрастирование ни в уранилацетате, ни в цитрате свинца. Изображения получены на сканирующем электронном микроскопе TESCAN Mira LMU, оснащенном детектором «на просвет». Малая энергия пучка электронов (12 кэВ) позволяет получать контрастные изображения срезов без использования химического контрастирования
