El estudio de muestras de líquidos bajo un microscopio electrónico de transmisión (TEM) ha sido históricamente un desafío para los investigadores. Si bien los TEM son muy útiles para capturar detalles finos en condiciones secas y aisladas, las condiciones de alto vacío en el microscopio prohíben los ambientes líquidos. Esto presenta un problema para los investigadores, ya que el estudio de muestras en sus entornos líquidos nativos tiene innumerables beneficios; Las muestras de imágenes que utilizan células líquidas in situ con microscopía electrónica pueden proporcionar información única sobre los sistemas biológicos, como las células que contienen proteínas marcadas.

También puede proporcionar información sobre los procesos de la ciencia de los materiales, como la síntesis de nanopartículas y la deposición electroquímica. La mayoría de los materiales y procesos del mundo real se producen en entornos que contienen algo de humedad, por lo que encontrar una solución para estudiar estas muestras con TEM puede ser fundamental para los investigadores.

Los titulares de TEM de células líquidas especializadas in situ permiten a los investigadores estudiar muestras en entornos líquidos dentro de TEM. Sin estos soportes, no pueden visualizar los materiales que existen naturalmente en ambientes líquidos, como los compuestos orgánicos y las estructuras biológicas.

Veamos tres de los beneficios más importantes de los titulares de TEM in situ para muestras líquidas:

1. Introducción segura de líquidos en TEM

Los TEM requieren condiciones de vacío para crear y controlar con éxito el haz preciso de electrones. Si bien la pequeña longitud de onda de los electrones acelerados permite al TEM capturar detalles finos de la muestra, crea un problema cuando el investigador pretende estudiar las muestras en entornos reales.

A medida que el agua se vaporiza a alto vacío, es necesario usar un recipiente que sella de forma segura la capa líquida mientras permanece transparente al haz de electrones. Los titulares de TEM in situ para entornos líquidos logran esto, permitiendo la visualización de procesos a nanoescala en entornos líquidos.

2. Compatibilidad con EDS de soporte

EDS puede ser increíblemente útil al estudiar muestras bajo TEM. Dado que los rayos X característicos emitidos desde la muestra son únicos para cada elemento, los investigadores pueden determinar la composición de las muestras. Históricamente, ha sido difícil estudiar muestras en entornos líquidos utilizando espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS); Debido al diseño de celda cerrada, los chips de silicio y otros materiales pueden bloquear los rayos X emitidos por las muestras para que no lleguen al detector.

Los titulares de TEM in situ para entornos líquidos requieren un diseño que ofrezca una línea de visión directa desde la muestra hasta el detector para permitir el análisis EDS. Los diseños recientes utilizan menos material y cuentan con un perfil que contiene la capa líquida sin sombrear el detector EDS y maximizando los conteos por segundo (CPS).

3. Actuar como portamuestras

Un desafío clave con el estudio de células líquidas bajo un TEM es contener la muestra líquida. Los TEM son extremadamente caros, y si el líquido se escapara de la muestra, podría destruir el equipo.

Los titulares de TEM líquidos especializados trabajan como selladores, encapsulando el líquido de manera confiable dentro del microscopio. Estos soportes utilizan membranas transparentes para asegurar líquidos de manera que no se interrumpa la observación. Esta capacidad también es beneficiosa para el estudio de muestras en vivo, ya que el titular las mantiene encerradas dentro de una ventana observable.

Conclusiones

En su historia relativamente breve, los titulares de TEM in situ para entornos líquidos han revolucionado las capacidades de investigación del microscopio electrónico de transmisión. Los investigadores comenzaron a utilizarlos para estudiar células biológicas, lo que permite profundas posibilidades de observación, como células eucariotas completas en sus entornos nativos.

En un futuro cercano, los científicos continuarán utilizando los titulares de TEM in situ líquidos para expandirse a nuevas áreas de la ciencia de materiales, investigación de baterías, corrosión, semiconductores, investigación de cáncer, biología estructural y más.