Diferencias entre microscopía electrónica de transmisión (MET) y microscopía electrónica de barrido (MEB)
La microscopía electrónica de transmisión (MET) y la microscopía electrónica de barrido (MEB) son herramientas indispensables en la investigación científica moderna. Con mayor resolución que los microscopios ópticos, los microscopios electrónicos observan y estudian la microestructura de las muestras con gran resolución y aumento mediante señales generadas por la interacción de haces de electrones con la materia. Esto permite a los investigadores obtener información crítica difícil de obtener por otros métodos.
La microscopía electrónica de transmisión y la microscopía electrónica de barrido desempeñan un papel importante en muchos campos, como la ciencia de materiales, la biología y la nanotecnología. En este artículo se comparará el funcionamiento de los microscopios electrónicos de transmisión y de barrido, la obtención de imágenes y sus ámbitos de aplicación, con el fin de ayudar a los lectores a elegir el equipo más adecuado para su campo de investigación.
¿Qué es un microscopio electrónico de transmisión?
Un microscopio electrónico de transmisión (MET) es un microscopio de alta resolución que utiliza la naturaleza transmisiva de un haz de electrones para observar la estructura interna y los detalles de una muestra. A diferencia de los microscopios ópticos, los TEM utilizan un haz de electrones en lugar de un haz de luz, ya que los electrones tienen longitudes de onda más cortas y pueden superar las limitaciones de difracción de los haces de luz, proporcionando así una mayor resolución.
¿Cómo funciona un microscopio electrónico de transmisión?
La microscopía electrónica de transmisión (MET) se basa en la dualidad onda-partícula de los electrones. En un TEM, los electrones se generan a partir de un cañón de electrones y se enfocan a través de una serie de sistemas de lentes. La muestra se coloca en una cámara de muestras del TEM y el haz de electrones atraviesa la muestra hasta la cámara de proyección. En la cámara de proyección, el haz de electrones interactúa con la muestra, algunos de los electrones son dispersados por la muestra y otros la atraviesan. La microscopía electrónica de transmisión (MET) suele tener una mayor capacidad de resolución que la microscopía electrónica de barrido (MEB). Esto se debe a que la TEM utiliza electrones transmitidos para formar una imagen, y los electrones tienen una longitud de onda más corta, lo que permite a la TEM observar detalles más pequeños y producir imágenes de la muestra con mayor resolución.
La fuerza de la microscopía electrónica de transmisión reside en su alta resolución y en su capacidad para observar estructuras internas. Proporciona resolución a nivel atómico, lo que permite a los científicos estudiar detalles como la estructura cristalina de los materiales, las disposiciones atómicas y los defectos de red. La microscopía electrónica de transmisión se utiliza en una amplia gama de aplicaciones de la ciencia de los materiales, la nanotecnología, la biología y la química.
¿Qué es la microscopía electrónica de barrido?
Un microscopio electrónico de barrido (SEM) es un microscopio de alta resolución que observa y analiza la topografía de la superficie y la composición de una muestra mediante la interacción de un haz de electrones con la muestra. A diferencia de los microscopios ópticos convencionales, el MEB utiliza un haz de electrones en lugar de un haz de luz y emplea señales de dispersión y detección para generar imágenes.
¿Cómo funciona un SEM?
El principio de funcionamiento del MEB se basa en la interacción de los electrones con la muestra. El haz de electrones se genera a partir de un cañón de electrones y se somete a una serie de sistemas de enfoque y barrido para el control del diámetro del haz y el barrido de la muestra. Cuando el haz de electrones choca con la superficie de la muestra, los electrones que interactúan con ella producen diversas señales, como electrones secundarios, electrones reflejados, electrones dispersos y rayos X.
Estas señales son captadas por el detector y convertidas en una imagen visual por el sistema de procesamiento de imágenes.El SEM crea gradualmente una imagen de toda la muestra escaneando la superficie de la muestra y adquiriendo señales en cada localización. La imagen tiene una alta resolución y detalles topológicos de la superficie y puede utilizarse para analizar características como la morfología de la muestra, la textura, la distribución de partículas y la estructura del tejido.
Microscopía electrónica de transmisión frente a microscopía electrónica de barrido
| Microscopio electrónico de barrido (SEM) | Microscopía electrónica de transmisión (TEM) | |
| Tipo electrónico | Escaneado de electrones dispersos | Electrones de transmisión |
| Formación de imágenes | Los electrones son capturados y contados por el detector Visualización en la pantalla del ordenador | Obtención de imágenes directamente en una pantalla fluorescente o en la pantalla de un ordenador PC mediante un dispositivo de carga acoplada (CCD). |
| Información sobre la imagen | Imágenes 3D de superficies | Imagen proyectada de la estructura interna en dos dimensiones |
| Multiplicador máximo | Aproximadamente 1-2 millones de veces | Más de 50 millones de veces |
| Resolución espacial óptima | aprox. 0,5 nm | Menos de 50 pm |
| Campo de visión máximo | Grande | Limitado |
| Espesor de la muestra | Sin restricciones | Normalmente <150 nm |
| Alta presión | 1 - 30 kV | 60 - 300 kV |
| Dificultad de funcionamiento | Fácil de usar, requiere poca o ninguna preparación de la muestra | No es fácil de usar, requiere preparación de la muestra y formación antes de su uso |
| Costes | Más barato | Más caro |
| Velocidad | Rápido | lento |
¿Qué microscopio electrónico es mejor para usted?
A la hora de elegir la técnica de microscopía electrónica que más le conviene, debe tener en cuenta diferentes factores para determinar la opción más adecuada. A continuación se exponen algunas de las consideraciones que pueden ayudarle en la toma de decisiones:
Objetivo del análisis
El primer paso consiste en determinar cuál es el objetivo de su análisis. Las diferentes técnicas de microscopía electrónica son adecuadas para distintos tipos de análisis. Si lo que le preocupa son las características superficiales de una muestra, como la rugosidad o la detección de contaminación, la microscopía electrónica de barrido (SEM) puede ser más adecuada. En cambio, si desea comprender la estructura cristalina de una muestra, detectar defectos estructurales o impurezas, la microscopía electrónica de transmisión (MET) puede ser más adecuada.
Tipo de imagen
El SEM proporciona una imagen tridimensional detallada de la superficie de la muestra, mientras que el TEM proporciona una imagen bidimensional proyectada de la estructura interna de la muestra. Deberá tener en cuenta sus necesidades de información sobre la muestra y su capacidad para interpretar la imagen. Si se siente más cómodo interpretando imágenes tridimensionales, el MEB puede ser más adecuado para usted. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la proyección bidimensional de un MET puede ser un poco difícil de interpretar.
Tipo de muestra
El SEM y el TEM tienen diferentes adaptaciones para distintos tipos de muestras. El SEM es adecuado para muestras sólidas, líquidas y biológicas, mientras que el TEM se utiliza principalmente para muestras sólidas y también puede utilizarse para observar muestras líquidas encapsulando la muestra con una ventana de película de nitruro de silicio. En el caso de las muestras no conductoras, puede ser necesario un procesamiento adicional (por ejemplo, recubrimiento metálico) para mejorar la conductividad para la observación en el SEM. Además, las muestras biológicas requieren tratamientos especiales de curado y seccionamiento en el MET.
Preparación de las muestras
Otra consideración importante es la complejidad de la preparación de la muestra; las muestras de MEB suelen requerir poca o ninguna preparación, y los MEB son más flexibles en cuanto a los requisitos de tamaño de la muestra y pueden montarse directamente en la platina de la muestra para la obtención de imágenes. Por el contrario, las muestras de MET son mucho más complejas de preparar y requieren usuarios experimentados y formados para su manejo. La muestra debe ser muy fina, inferior a 150 nm o incluso inferior a 30 nm y lo más plana posible, sin introducir artefactos ni variaciones no deseadas durante el proceso de preparación. Esto significa que la preparación de la muestra para TEM puede requerir más tiempo y habilidad.
Requisitos de resolución
En función de sus necesidades analíticas, es posible que tenga requisitos específicos en cuanto a la resolución de las imágenes. En este sentido, el MET suele tener una capacidad de resolución mayor que el SEM. Si necesita imágenes de alta resolución, en particular para la observación de estructuras finas, el MET puede ser más adecuado.
En resumen, la elección de la técnica de microscopía electrónica adecuada depende del propósito de su análisis, su preferencia por el tipo de imagen, la complejidad de la preparación de la muestra y la resolución requerida. Comprender estos factores y adaptarlos a sus necesidades específicas le ayudará a tomar una decisión informada y a obtener imágenes microscópicas precisas y detalladas para apoyar su investigación.
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