Biological Electron Microscopy: Theory, Techniques, and Troubleshooting

میکروسکوپ الکترونی اغلب به‌عنوان رشته‌ای به تنهایی و جدا از زیست‌شناسی مولکولی، میکروسکوپ نوری، فیزیولوژی و بیوشیمی، در میان رشته‌های دیگر به تصویر کشیده می‌شود. همچنین به‌عنوان رشته‌ای از لحاظ فنی خواستار ارائه می‌شود که عمدتاً در حوزه «جعبه‌های سیاه» عمل می‌کند و توسط بسیاری از قوانین رویه مطلق اداره می‌شود. در سطح مقدماتی، این تصویر به نظم و انضباط و دانش آموز آسیب می رساند. ابزار دقیقی که ما استفاده می کنیم پیچیده است، اما در نهایت قابل درک و مهمتر از آن قابل تعمیر است. روش‌هایی که ما برای آماده‌سازی بافت‌ها و سلول‌ها به کار می‌گیریم کاملاً درک نشده‌اند، اما اطلاعات کافی در دسترس است تا به محققین امکان انتخاب معقول در مورد بهترین تکنیک‌ها برای اعمال مشکلات خاص خود را بدهد. تکنیک‌های تخصصی بی‌شماری در زمینه میکروسکوپ الکترونی و نوری وجود دارد که نیازمند کسب دانش تخصصی به‌ویژه برای تفسیر نتایج است (توموگرافی الکترونی و طیف‌سنجی پراکنده انرژی بلافاصله به ذهن می‌رسد)، اما اکثر آزمایشگاه‌هایی که تجهیزات لازم برای اعمال این رویکردها را دارند، متخصصان برای کمک به کاربر معمولی. ظهور میکروسکوپ های الکترونی کامپیوتری نیز دسترسی به این ابزارها را گسترش داده است و به کاربرانی که دانش فنی کمی در مورد طراحی میکروسکوپ الکترونی دارند اجازه می دهد تا به سرعت به اپراتور تبدیل شوند. این یک پیشرفت خوشایند بوده است، زیرا ابزارهای قبلی برای تولید عکس‌های بهینه و جلوگیری از «تصادف» ابزارهایی که معمولاً کار را برای مبتدیان دشوار می‌کرد، به سطح دانشی در مورد اپتیک الکترونی و سیستم‌های خلاء نیاز داشتند.

Electron microscopy is frequently portrayed as a discipline that stands alone, separated from molecular biology, light microscopy, physiology, and biochemistry, among other disciplines. It is also presented as a technically demanding discipline operating largely in the sphere of "black boxes" and governed by many absolute laws of procedure. At the introductory level, this portrayal does the discipline and the student a disservice. The instrumentation we use is complex, but ultimately understandable and, more importantly, repairable. The procedures we employ for preparing tissues and cells are not totally understood, but enough information is available to allow investigators to make reasonable choices concerning the best techniques to apply to their parti­ cular problems. There are countless specialized techniques in the field of electron and light microscopy that require the acquisition of specialized knowledge, particularly for interpretation of results (electron tomography and energy dispersive spectroscopy immediately come to mind), but most laboratories possessing the equipment to effect these approaches have specialists to help the casual user. The advent of computer operated electron microscopes has also broadened access to these instruments, allowing users with little technical knowledge about electron microscope design to quickly become operators. This has been a welcome advance, because earlier instru­ ments required a level of knowledge about electron optics and vacuum systems to produce optimal photographs and to avoid "crashing" the instruments that typically made it difficult for beginners.