IL MICROSCOPIO ELETTRONICO - Il microscopio confocale a scansione (C.L.S.M.), Microscopi con sonda di scansione 'a effetto tunnel' e 'a interazione at

IL MICROSCOPIO ELETTRONICO

Il microscopio elettronico si basa essenzialmente sugli stessi principi di quello ottico, ma fornisce ingrandimenti maggiori, anche se le tecniche di impiego, allestimento dei preparati e interpretazione sono più complessi e costosi.Esso è così denominato perché sfrutta come energia un fascio di elettroni invece del fascio di luce. Le lenti sono sostituite da campi magnetici ed elettrici che hanno un effetto convergente sugli elettroni. Gli elettroni si associano ad una lunghezza d'onda molto più piccola rispetto a quella dello spettro visibile; ciò determina un aumento del potere risolvente fino a circa 10 Å. L'ingrandimento utile, tuttavia, non è superiore a 200 volte quello del microscopio ottico per carenze tecniche che impediscono di sfruttare al massimo le possibilità teoriche.

Dal momento che il materiale da esaminare è posto sotto vuoto, esso deve essere preventivamente disidratato e ciò impedisce l'uso del microscopio elettronico su preparati viventi; inoltre le sezioni di tessuto devono essere sottilissime per consentire il passaggio degli elettroni il cui potere di penetrazione è molto basso.

Per procurarsi gli elettroni il microscopio elettronico è dotato di un filamento di tungsteno che riscaldato ad alte temperature rilascia elettroni, i quali si dirigono nel vuoto verso il retino portaoggetti, gli elettroni poi vanno a impressionare una lastra fotografica, per ingrandire l'immagine non vengono più utilizzate le lenti, ma dei magneti. L'immagine fornita è invisibile all'occhio umano, ma può essere fotografata e raccolta su uno schermo fluorescente che emette luce visibile sotto l'urto degli elettroni provenienti dal preparato; essa risulta in bianco e nero (sono ancora in fase sperimentale tecniche di colorazione) con varie tonalità di grigio in corrispondenza della maggiore o minore trasparenza agli elettroni delle strutture cellulari. Il computer colora l'immagine, vi sono specializzati programmi che in base all'opacità dell'immagine attribuisce alle varie parti diverse colorazioni. Ovviamente questi colori sono falsi e non corrispondono al vero. I preparati per il microscopio elettronico devono essere tagliati a fette sottilissime all'ordine di centesimi di micron. La ricerca diventa molto costosa, servono diverse stanze per contenere i macchinari, molti specialisti devono lavorare insieme.

Il microscopio a scansione è un microscopio per guardare la superficie dei preparati, gli elettroni che rimbalzano sulla superficie vengono captati da un sensore che poi trasmette l'immagine al computer. I microscopio elettronico è detto a trasmissione perché guarda all'interno del preparato.

Il microscopio confocale a scansione (C.L.S.M.)

Il C.L.S.M. è un modello molto rivoluzionario di microscopio ottico. Costruito tra il 1950 e il 1960, ma riscoperto e diffuso solo in quest'ultimo decennio, esso consente di osservare in successione strati sempre più profondi di un campione, senza doverne effettuare numerose e laboriose operazioni di sezionamento. Le immagini degli strati risultano molto nitide, poiché un sistema costituito da un obiettivo e da una mascherina elimina i raggi riflessi dalle regioni non interessanti del campione. Un computer collegato al sistema rivelatore, inoltre, può dare, elaborando opportunamente le immagini di vari piani, immagini definitive a tre dimensioni dell'oggetto osservato.

Microscopi con sonda di scansione 'a effetto tunnel' e 'a

interazione atomica'.

I microscopi con sonda di scansione appartengono ad una famiglia di strumenti che consente l'osservazione di un mondo così minuscolo (oggetti fino a 0,1 nm, cioè 0,0000001 millimetri, di diametro) da essere osservabili fino a poco tempo fa soltanto grazie all'ausilio di tecniche complesse oltreché distruttive: il mondo delle molecole e degli atomi. Essi sono costituiti da una sonda simile ad un 'pick-up', la cui punta, che esplora il campione con un movimento a reticolo, può essere tanto sottile da avere le dimensioni di un solo atomo.

Nel microscopio 'a effetto tunnel' tra punta e campione (che deve essere costituito da materiale che conduce l'elettricità) si genera una debole corrente elettrica la cui intensità, dipendente dalla distanza punta-superficie dell'oggetto, varia col mutare del profilo di quest'ultimo. Un analizzatore collegato ad un computer converte le variazioni registrate in una immagine della superficie del campione.

Con il microscopio 'a forza atomica' l'immagine dell'oggetto può essere ottenuta anche utilizzando campioni non conduttori. Gli elettroni della 'punta' di questo apparecchio, infatti, comprimono quelli degli atomi superficiali del campione, generando una forza repulsiva (cariche elettriche di segno identico - negative in questo caso - si respingono) che varia con il profilo della superficie esplorata. I movimenti 'in su' e 'in giù' della punta sono rilevati da un fascio laser riflesso dal braccio del pick-up verso un sensore collegato ad un computer che trasforma i segnali in immagine visibile.

Microscopio con sonda di scansione acustica.

Il microscopio 'acustico' utilizza come sonda un fascio di ultrasuoni che viene concentrato da particolari 'lenti acustiche' e proiettato sulla sezione dell'oggetto da osservare. I segnali riflessi, immagazzinati nella memoria di un elaboratore, vengono trasformati in un'immagine il cui contrasto è dovuto a variazioni delle proprietà elastiche delle strutture cellulari e non a tecniche di colorazione selettive di queste stesse come nel M.O.C.; ciò fa ritenere possibile l'osservazione di tali strutture, in un prossimo futuro, anche in cellule viventi

Il microscopio a effetto tunnel è il microscopio più all'avanguardia, gli elettroni vengono captati in modo molto preciso e l'immagine viene molto nitida.