Buscar

slide Microscopio eletronico

Prévia do material em texto

Microscópio eletrônico 1
O microscópio eletrônico recebe este nome devido a 
utilização de um feixe de elétrons para “iluminar” a 
amostra. 
Dois tipos principais:
1. Microscópio eletrônico de transmissão (MET) e;
2. Microscópio eletrônico de varredura (MEV).
O MET analisa imagens formadas pelos elétrons que 
atravessam a amostra e o MEV e forma imagens 
através de elétrons refletidos ou emitidos pela 
superfície da amostra.
Sistema
Comprimento 
de onda 
incidente (mm)
Resolução 
(mm)
X aumento 
na resolução
Olho humano
Luz visível 
(azul, por 
exemplo) 
(0.4 )
200 1
Microscópio de 
luz comum
Luz visível 
(azul, por 
exemplo) 
(0.4 )
0,2 1 x 103
Microscópio 
eletrônico de 
transmissão
Feixe de 
elétrons 
(0,000005)
1 x 10-3 2 x 105
• O microscópio eletrônico foi desenvolvido na Alemanha 
na década de 30 e, devido à segunda guerra mundial, seu 
uso em pesquisa científica foi difundido somente na 
década de 50;
• Revolucionou o estudo dos componentes celulares por 
possuir um poder de resolução 1000 x melhor do que o 
Microscópio de luz;
• O poder de resolução de um microscópio é diretamente 
proporcional ao seu comprimento de onda (l).
• No MET o l do feixe de elétrons pode chegar a 0,005 nm 
e, teoricamente, seria possível ver detalhes de átomos. 
Entretanto, devido a problemas técnicos na construção das 
lentes e do microscópio isso não é possível.
Microscópio eletrônico 2
Microscópio de alta voltagem (3 
MV) desenvolvido pela Japan 
Electron Optics Laboratory Co. 
Ltd. E na Universdidade de 
Osaka em 2006 (140 toneladas)
• Partes do MET
• 1. Sistema de iluminação. 
Composto por um canhão 
eletrônico, formado por um 
filamento de tungstênio, que é 
aquecido fazendo com que os 
átomos se excitem e liberem os 
elétrons. Os elétrons são 
acelerados pela aplicação de 
uma alta tensão negativa (40 a 
100 mil volts) formando o 
feixe. 
Microscópio eletrônico 3
• 2. Lentes eletrônicas:
CONDENSADORA, OBJETIVA e
PROJETORA. Desempenham os as
mesmas funções das lentes do M.L.,
mas sua constituição é bastante
diferente. O feixe de elétrons possui
baixo poder de penetração. Desta
forma, não podem ser defletidas por
materiais sólidos como vidro ou
quartzo. Um solenóide é capaz de
condensar um feixe de elétrons quando
este passa ao longo de seu eixo. O que
funciona com lente eletrônica é o
campo magnético gerado pelo
solenóide. As funções de variar a
iluminação, foco e ampliação são
executadas, variando a corrente que
circula no solenóide, sem movimentar
a lente.
Microscópio eletrônico 4
As lentes são fios enroladas e mantidas em um cilindro 
de ferro doce (que é impermeável ao campo 
magnético), exceto em um pequeno trecho na parte 
interna.
• Defeitos das lentes eletrônicas: ASTIGMATISMO, 
gerado pela assimetria do campo magnético, onde 
imagens de objetos pontuais tornam-se alongadas. A 
correção é feita com magnetos auxiliares que 
compensam a assimetria nas lentes condensadoras e 
objetivas. ESFERICIDADE, em que feixes de 
elétrons mais distantes do eixo são mais fortemente 
defletidos. Isso faz com que a imagem de um ponto 
pareça um borrão. No MET este defeito não pode ser 
corrigido. 
Microscópio eletrônico 5
• 3. Tela (ecran) fluorescente. Como o l do 
feixe de elétrons é extremamente curto, não 
é capaz de sensibilizar a retina do olho do 
observador. Desta forma, para tornar a 
imagem visível, utiliza-se uma tela coberta 
com substâncias fluorescentes (sulfato de 
zinco). Quando os elétrons atingem a tela, 
as substâncias fluorescentes emitem fótons 
de luz visível.
Microscópio eletrônico 6
• 4. Sistema de vácuo: O interior da coluna do 
MET fica sob alto vácuo, a fim de que as 
moléculas de ar não dispersem o feixe de elétrons. 
Desta forma, as amostras precisam ser dessecadas.
• 5. Sistema de fotodocumentação: Câmera 
fotográfica, câmera de vídeo, computador e 
impressora lazer.
• 6. Circuito eletrônico de regulagem e 
estabilização de corrente: Tanto a voltagem de 
aceleração dos elétrons como a corrente que 
circula nas lentes, devem estar altamente 
estabilizadas.
Microscópio eletrônico 7
Microscópio eletrônico 8
• 7. Formação da imagem: Depende da interação 
entre os elétrons do feixe X átomos da amostra. 
“Scattering” ou espalhamento dos elétrons. Os 
elétrons do feixe chocam-se com os átomos da 
amostra e são desviados de sua trajetória. Quanto 
maior o átomo, maior o espalhamento de elétrons, 
e maior será o contraste da imagem. Os átomos 
das amostras biológicas produzem pouco contraste 
por serem átomos leves (C, H, O, N)
Microscópio eletrônico 9
• Para melhorar o contraste das amostras biológicas 
podemos usar substâncias “corantes” que contém 
átomos pesados, como por exemplo acetato de 
uranila e citrato de chumbo.
• 8. Porta-amostra: Como os elétrons possuem baixo 
poder de penetração, não podemos usar uma lâmina de 
vidro. Usa-se uma película de plástico, como o 
formvar ou colódion, extremamente delgada (20 nm 
de espessura). Esses plásticos possuem uma rigidez 
suficiente para suportar a amostra e é suficientemente 
transparente ao feixe de elétrons. Como o plástico é 
bastante fino, este é colocado em um suporte (telinha) 
com furos de 3 mm em diâmetro. 
Microscópio eletrônico 10
• Preparo do material
• Partículas em suspensão (Metalização ou 
sombreamento e contrastação negativa). 
• Tecidos: Fixação com glutaraldeído e 
formaldeído, seguidos de uma pós-fixação com 
tetróxido de ósmio; Desidratação com em álcool 
ou acetona; Inclusão em resinas pláticas; 
Ultramicrotomia em navalhas de vidro ou 
diamante que cortam as amostras em fatias de 50 
nm de espessura; Contrastação com soluções de 
metais pesados (acetato de uranila e citrato de 
chumbo) para melhorar o contraste.
Contrastação negativa
Sombreamento
Glutaraldeído
Tetróxido de 
Ósmio
Preparação da amostra
Ultramicrotomia
A B C
P
GM
Microscópio eletrônico 11
1. Fenômenos da interação do feixe de elétrons com 
os átomos da amostra:
• a= Elétrons transmitidos que atravessam a 
amostra;
• b= Catodo-luminescência ou fluorescência= 
emissão de fótons;
• c= Força eletromotriz = formação de corrente 
elétrica pela absorção dos elétrons pela amostra;
• d= Elétrons retro-espalhados (“backscattering”) 
=os os elétrons incidentes do feixe são refletidos 
com a mesma energia;
Microscópio eletrônico 12
• e= Elétrons secundários e raios-X= Alguns 
elétrons do feixe podem ser capturados em órbitas 
inferiores dos átomos da amostra, fazendo com 
que elétrons de camadas mais superiores sejam 
ejetados (ELÉTRONS SECUNDÁRIOS). Estes 
possuem menos energia e a diferença de energia é 
emitida em forma de raio-X. Estes raios-X de 
características peculiares de cada elemento; assim 
usando-se detectores adequados é possível 
identificar o elemento que os emitiu, fazendo-se a 
chamada microanálise de raio-X.
Microscópio eletrônico 13
• Microscópio eletrônico de varredura (MEV): 
• Utiliza-se essencialmente os elétrons secundários para 
a formação da imagem;
• Constituição do MEV:
• a) Canhão eletrônico = similar ao MET, apenas com 
voltagens menores (5-40 kv);
• b) Lentes eletrônicas = possui 2 lentes (solenóides) 
cujas funções são de coordenar o feixe de elétrons, 
produzindo um feixe de 3 a 5 nm de espessura;
• c) Estágio para a amostra = encaixe para colocação da 
amostra no aparelho;
• d) Porta amostra = disco metálico de 1 a 3 cm em 
diâmetro, em cuja superfície afixado a amostra;
Microscópio eletrônico 14
• Circuito de varredura= é um solenóide pulsátil, que 
obriga o feixe de elétrons a executar um movimento 
de varredura intermitente sobre a amostra;
• Coletor de elétrons secundários (ES) = Cada ponto 
irradiado com o feixe de elétrons produz ES, que são 
capturados pelo coletor, constituído de uma grade a + 
500V e um cintilador (placa de plástico com uma 
substância fluorescente);
• Amplificador de sinais = Os elétrons se chocam com o 
cintilador produzindo fótons de luz que são 
convertidos em sinais eletrônicos e amplificados;
Microscópio eletrônico 15
• Tubo de raio catódico (TRC) = Os sinais 
gerados pelo amplificador modulam a 
imagem do TRC, cuja varredura está em 
sincronia com o do MEV. Sinais gerados 
pelos elétrons coletados produzem manchas 
luminosas no TRC, cuja somatória em uma 
varredura, reproduz fielmente a topografia 
da amostra, ponto-a-ponto.
Microscópio eletrônico 16
• Preparo da amostra (materiais rígidos):
• A emissão de ES é abundante quando a superfície 
da amostra é boa condutora de eletricidade. 
Assim, amostras de metais não requerem 
tratamentos especiais antes do exame;
• Se o material é um mau condutor de eletricidade 
(plástico, osso), este deve ser coberto com uma 
fina camada de metal, sendo o ouro o metal mais 
comumente usado. Isso é feito em um aparelho 
chamado de “sputter coater”.
Microscópio eletrônico 17
• Preparo do material (materiais delicados) = Para a 
preparação de materiais delicados como células e seus 
apêndices, é necessário a fixação, desidratação e 
secagem ao ponto crítico, antes da cobertura com 
ouro. Isso se deve à necessidade do material estar 
desprovido de água para a observação, pois o vácuo 
deformaria toda a estrutura celular e a secagem ao ar 
também deformaria a amostra. Logo, a água é 
substituída por acetona, durante a desidratação, e 
depois por CO2 líquido em uma máquina de secagem 
ao ponto crítico. O CO2 é evaporado lentamente, 
aumentando a pressão e a temperatura da câmara. A 
amostra é seca sem ocorrer deformação.
As amostras para o MEV têm que ser 
preparadas com cuidado para suportar o 
vácuo dentro da máquina. 
Amostras biológicas são secadas de uma 
maneira especial (secagem ao ponto 
crítico) que previne a deformação da 
maostra. Como o MEV "ilumina" a 
amostra com elétrons, ela tem que ser boa 
condutora de eletricidade. 
Como fazer uma amostra 
biológica ser boa condutora de 
eletricidade? Ela tem que receber 
uma camada de um material bom 
condutor (ouro) em uma máquina 
chamada de "sputter coater". 
Nucleopolyhedrovirus Granulovirus
Microscópio eletrônico 18
• Aplicações do MEV:
• Observação de detalhes de superfície de 
qualquer tipo de material;
• É bastante útil na taxonomia dos animais, 
plantas, insetos e microorganismos;

Continue navegando