ALAN EMİSYONLU TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU (FE-SEM)

Taramalı Elektron Mikroskopisi’nde, elektron kaynağından koparılan elektronlar vakum altında bulunan bir kolonda toplayıcı mercekler yardımıyla numune üzerine düşürülmekte, numune yüzeyinde bulunan atomlarla elektron demetinin etkileşmesi sonucunda ortaya çıkan parçacıklar ve x-ışınları detekte edilerek, incelenmekte olan örneğin topoğrafyası ve kimyasal kompozisyonu hakkında bilgi edinilmektedir.

 

Yüzey atomlarından saçılan ikincil elektronlar örnek yüzeyi hakkında bilgi verirken, geri saçılan elektronlar farklı kimyasal kompozisyonlara sahip bölgeler arasındaki kontrast farkı vasıtasıyla örnek yüzeyindeki elementer farklılıkları tespit etmede kullanılırlar. Geri saçılan elektronlar ayrıca elektron geri saçılım difraksiyonu (EBSD) görüntüsü sağlayarak, örneğin kristalografik yapısını belirlemede yardımcı olurlar. Örnekle elektron demetinin etkileşmesi sonucu ortaya çıkan x-ışınları ise bir EDS dedektörü tarafından toplanarak, Eneji-Dağılımlı X-Işınları Spektroskopisi’nde kullanılmaktadır.

 

Merkezimizde faaliyet göstermekte olan Hitachi Regulus 8230 marka/model taramalı elektron mikroskobu, Soğuk Alan Emisyonlu Elektron Tabancası’na sahip olup, 1 kV’da 0.9 nm görüntü çözünürlüğüne sahiptir.  0.5 – 30 kV aralığında çalışmakta olan mikroskop, demet yavaşlatma özelliği sayesinde 10 V’a kadar düşebilmekte, böylelikle, numune özelliklerine de bağlı olmakla birlikte, düşük çalışma voltajlarında yüksek çözünürlük sağlamaktadır.

 

Cihaza tümleşik olarak çalışmakta olan EDS dedektörü vasıtasıyla örnekte bulunan elementlerin bollukları tespit edilip haritalandırma yapılabilmekte, EBSD dedektörü vasıtasıyla numunenin kristalografik yapısı belirlenmekte, STEM dedektörü vasıtasıyla da biyolojik numunelerin, ince filmlerin ya da polimerik malzemelerin iç yapıları hakkında bilgi edinmek mümkün olmaktadır. 

 

Merkezimizde hizmet vermekte olan, Soğuk Alan Emisyonlu Tabancası’na sahip taramalı elektron mikroskobu, geniş çalışma voltajı aralığı, düşük voltajlarda yüksek çözünürlük kabiliyeti, numune özellklerine bağlı olmakla birlikte, 2000k büyütmeye kadar çıkabilme yeteneğiyle, yüksek çözünürlükte görüntüleme ve yüksek hassasiyette karakterizasyon beklentisinin olduğu malzeme bilimleri, fizik, kimya biyoloji, Tıp bilimleri gibi pek çok alanda  kullanıcıların taleplerini karşılayacak donanıma sahiptir.

Cihaz: Hitachi Regulus 8230 FE-SEM

 

 

TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU (SEM) 

Taramalı elektron mikroskobu, odaklanmış bir elektron demeti ile numune yüzeyini tarayarak görüntü elde eden bir elektron mikroskobu türüdür. Elektronlar numunedeki atomlarla etkileşerek numune yüzeyindeki topografi ve kompozisyon hakkında bilgiler içeren farklı sinyaller üretir. Bu sinyaller ilgili dedektörlerce toplanarak bilgisayar ekranına aktarılır ve görüntü elde edilir.

 

ARUM Merkezi laboratuvarının SEM bölümünde JEOL JSM 5600 marka SEM cihazı bulunmaktadır. Cihazla birlikte EDS sistemi ile belirlenmiş bir nokta, çizgi ve alan taraması ve seçilmiş alan X-ışını haritalanması yapılmakta ve bu bölgelerde kalitatif ve kantitatif olarak element analizleri yapılabilmektedir. Yalıtkan numunelerin analizi için numune hazırlamada kullanılmak üzere yüksek vakum altında çalışan altın paladyum kaplama cihazı mevcuttur. Ayrıca biyolojik örnekler için kritik nokta kurutucusu mevcuttur. Bu sayede, dokularda fizyolojik veya patolojik olarak, ya da deneysel yöntemlerle ortaya çıkan morfolojik değişikliklerin analizi yapılmaktadır.

 

SEM Cihazı: JEOL JSM 5600

 

SEM ile yapılabilecek analizler;

• Topografi
• Morfoloji
• Şekil
• Boyut
• Bileşim yapıları

 

 

 

 

SEM NUMUNE HAZIRLIK

Elektron Mikroskobi Hizmet Birimimiz bünyesindeki SEM numune hazırlama laboratuvarlarımızda bulunan Leica EM CPD300 Kritik Nokta Kurutma Cihazı ile biyolojik numuneler başta olmak üzere aerojel ve hidrojel gibi polimerik ve çeşitli malzemelerin kurutularak SEM görüntülemelerinin yapılması sağlanmaktadır. Ayrıca, SEM görüntülemesi istenen iletken olmayan numunelerin Leica EM ACE600 kaplama cihazımız ile istenilen kaplama kalınlığında altın/ paladyum (Au/Pd) veya karbon (C) ile kaplanabilmektedir.

   

Ayrıca SEM numune hazırlık laboratuvarımız, alanında uzman biyolog kadromuz ile gerekli teknik ve kimyasal altyapıyla, SEM görüntülemesi istenen biyolojik materyaller için gerekli ön kimyasal hazırlık ve fiksasyon işlemlerini gerçekleştirerek ilgili araştırmacılara hizmet sunmaktadır.

KRİYOJENİK GEÇİRİMLİ ELEKTRON MİKROSKOBU (Kriyo-TEM)

Merkezimizde hizmete giren Hitachi HT7800 TEM marka Geçirimli Elektron Mikroskobu, sahip olduğu çoklu mercek konfigürasyonlarıyla yüksek kontrast ve yüksek çözünürlük sağlamakta olup, pekçok özelleşmiş aplikasyona olanak tanımaktadır. Cihaz 120 kV akselerasyon voltajına kadar çalışabilmekte ve Bor-Uranyum (5B-92 U) elementel aralığını tarayabilen EDS dedektörü ile örneklerin elemental analizlerinin yapılmasını sağlamaktadır.  Cihazda bulunan Dual-Mode objektif lensler ile düşük magnifikasyonlarda bile tüm alanda yüksek kontrast ve çözünürlük elde edilebilmektedir. Ayrıca, ileri stage navigasyon fonksiyonu sayesinde tüm grid hızla taranmakta ve arzu edilen bölge istenen büyütmelerde kolayca tespit edilmektedir.

 

Cihazımız kriyojenik çalışmalara olanak sağlayan ataçmanları sayesinde, bu alanda Türkiye’de ilk ve tek olma özelliğindedir. Tüm dünyada ve özellikle yapısal biyoloji alanında popülerleşen kriyo-TEM’in en önemli üstünlüğü, biyomoleküllerin hareket halindeyken dondurularak daha önceden gözlenemeyen pek çok sürecin görülmesine de olanak sağlamasıdır. Diğer yandan, geleneksel TEM incelemelerinde örneğin maruz kaldığı radyasyon hasarı ve kolon içindeki yüksek vakumun örneği zorlaması gibi sıkıntılar, kriyo-TEM’ler ile büyük oranda aşılmaktadır. Böylece örneklerin çok daha az hasarla incelenmesi mümkün olmaktadır.

 

Yapılabilen analizler: 

• Tüm biyolojik örneklerin ultrayapısal incelemeleri,
• Nanomateryallerin kimyasal ve yapısal karakterizasyonları,
• Yarı iletkenlerin yapı incelemeleri ,
• Morfolojik araştırmalar,
• Polimerik ve camsı materyaller,
• Enerji teknolojisi çalışmaları ,
• Hücre ve dokuların 3D yapılarının aydınlatılması,
• Virüsler ve makromoleküler komplekslerin araştırılması.

 

 

 

GEÇİRİMLİ ELEKTRON MİKROSKOBU (TEM) 

Geçirimli Elektron Mikroskobu (Transmission Electron Microscope, TEM) çok ince bir örnek içinden geçirilen yüksek enerjili elektronların görüntülenmesi prensibine dayanır. Elektronların örnek ile etkileşimleri sonucu oluşan görüntü büyültülür ve floresans ekran, fotoğrafik film katmanı ya da CCD kamera gibi bir sensör üzerine odaklanır.

 

ARUM Merkezi Laboratuvar TEM bölümünde JEOL 1220 JEM marka TEM cihazı bulunmaktadır.  Birimimizde biyolojik numunelerin hazırlanması ile ilgili olarak doku takibi, kesit alma ve boyama işlemlerini de içeren rutin elektronmikroskopik takip işlemleri de yürütülmektedir.

 

Bu teknik sayesinde düşük büyütmelerden yüksek büyütmelere (50x-200.000x) kadar morfolojik, yapısal ve elementel bilgiler alınabilmektedir. Biyoloji, tıp ve temel bilim alanlarında numunenin yüzey ve ince yapılarının ayrıntılı olarak yüksek çözünürlük ve kontrastta görüntülenmesi, morfolojik araştırmalar, yapı-fonksiyon ilişkilerinin yorumlanması gibi birçok analiz yapılabilmektedir.

 

TEM Cihazı: JEOL JEM 1220

 

TEM ile yapılabilecek analizler;

• Numunenin yüzey ve ince yapılarının ayrıntılı olarak görüntülenmesi
• Morfolojik araştırmalar,
• Yapı-fonksiyon ilişkilerinin yorumlanması

 

 

 

 

KRİYO-TEM NUMUNE HAZIRLIK

 

Elektron Mikroskobi Birimi bünyesindeki TEM Numune Hazırlık Laboratuvarı, bünyesindeki uzman kadrosu ve teknik donanımı ile biyolojik materyallerin TEM görüntülenmesi öncesindeki kimyasal hazırlık ve fiksasyon süreçlerini başarılı bir şekilde uzun yıllardır sürdürmektedir. Kriyojenik TEM çalışmaları içinde laboratuvar altyapımız uygun ekipmalar ile genişletilmiş ve ilgili araştırmacılarımıza hizmete açılmıştır.

 

TEM hazırlık laboratuvarında bulunan Leica EM UC7 marka/model ultramikrotom, çeşitli biyolojik ve endüstriyel örneklerin yarı ince ve tam ince kesitlerinin düzgün ve kolay biçimde alınmasında kolaylıklar sağlayan ve ergonomik dizayna sahip bir cihazdır. Cihaz hem oda koşulları hem de kriyo sıcaklıklarda kullanılabilen ataçmanlarla donatılmıştır. Kullanıcı, numune, bıçak ve depolama parametreleri bir USB yardımıyla kolayca yüklenebilmektedir. Cihaza yerleşik ve parlaklık kontrollü üç bağımsız led lamba bulunmakta ve görüşü artıran ilave LED spot lambaları bulunmaktadır. Cihaza birkaç dakika içinde monte edilebilen bir kriyo-oda (cryo-chember) yardımıyla ultramikrotom kriyo-ultramikrotoma dönüştürülebilmekte ve kriyo-kesitlerin ( -15° to -185°C)  alınması sağlanabilmektedir. Her iki opsiyondaki ultramikrotomla elde edilen biyolojik ve endüstriyel örnek kesitleri TEM, SEM, AFM ve LM gibi mikroskoplarda incelenmek üzere kullanılabilmektedir. 

 

 

Birimimiz TEM hazırlık laboratuvarında bulunan Leica EM GP2 cihazı, vitrifiye örneklerin kriyo-TEM de incelenmek üzere hazırlanmasında kullanılmaktadır.  Cihaz yardımıyla biyolojik ya da sulu/inorganik çözücüler içindeki endüstriyel örnekler daldırma-dondurma tekniği ile hazırlanabilmektedir.  Bu yöntemde, sıvı içerisindeki örnek EM gridi üzerine pipetlenir ve sıvının fazlası alınır. Sıvı etan gibi bir kriyojen içine daldırılan grid, daha sonra kriyo koşullar altında direk olarak Kriyo-TEM’e alınır ve incelenir. Dondurma işlemi öncesinde örnek, sıcaklık (+4°C ve +60°C) ve nem kontrollü (% 99) bir chamber içinde korunmaktadır. 

 

Bu teknikle virüsler, proteinler, makromoleküller kompleksler ve endüstriyel emülsiyonlar hazırlanabilmektedir. Böylece, hareket halindeyken dondurulan biyomoleküllerin minimal hasarla ve maksimum çözünürlükle görüntülenebilmesi sağlanmış olur.