Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης είναι ένα κομμάτι εξοπλισμού που χρησιμοποιεί δέσμες ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας για τη δημιουργία πληροφοριών σχετικά με ένα δείγμα μικροσκοπίας. Οι πληροφορίες που δημιουργούνται στη συνέχεια αναλύονται σε μια εικόνα του δείγματος. Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης είναι έως και 250 φορές πιο ισχυρά από τα μικροσκόπια φωτός και μπορούν να μεγεθύνουν εικόνες έως και 500,000 φορές.
Ένα τυπικό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης μπορεί να αναλύσει εικόνες αντικειμένων με μέγεθος έως πέντε νανόμετρα. Ένα νανόμετρο είναι ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου ή περίπου τέσσερα δισεκατομμυριοστά της ίντσας. Αυτά τα μικροσκόπια μπορούν να δημιουργήσουν ακριβείς εικόνες οργανισμών τόσο μικρών όσο οι ιοί, ακόμη και βακτηριοφάγων, οι οποίοι είναι ιοί που μολύνουν βακτήρια.
Εκτός από την ικανότητά του να μεγεθύνει τόσο μικρά δείγματα, ένα άλλο χρήσιμο χαρακτηριστικό του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης είναι ότι μπορεί να παράγει τρισδιάστατες εικόνες. Αυτό συμβαίνει επειδή τα μικροσκόπια έχουν μεγάλο βάθος πεδίου, επιτρέποντας στα αντικείμενα στο παρασκήνιο και στο προσκήνιο να παραμένουν στο επίκεντρο ταυτόχρονα. Αυτό καθιστά το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης πολύ χρήσιμο για τον προσδιορισμό της δομής της επιφάνειας και του τρισδιάστατου σχήματος των δειγμάτων.
Λόγω του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί το μηχάνημα, η σωστή προετοιμασία του δείγματος είναι μια ζωτική πτυχή της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης. Υπάρχουν δύο σημαντικά μέρη στην προετοιμασία. Πρώτον είναι το γεγονός ότι τα δείγματα πρέπει να επικαλυφθούν με μια ηλεκτρικά αγώγιμη ουσία όπως ο χρυσός, η πλατίνα ή το χρώμιο. Αυτό είναι σημαντικό για τη μείωση της συσσώρευσης ηλεκτροστατικού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Η δεύτερη σημαντική πτυχή είναι ότι τα δείγματα εξετάζονται σε κενό, που σημαίνει ότι πρέπει να είναι εντελώς στεγνά. Για το λόγο αυτό, τα βιολογικά δείγματα στερεώνονται χημικά με μια ουσία όπως η φορμαλδεΰδη για τη διατήρηση της δομής των ιστών.
Η λειτουργία του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης περιλαμβάνει ένα ηλεκτρονικό πιστόλι, μαγνητικούς φακούς και έναν ανιχνευτή ηλεκτρονίων. Μόλις το δείγμα τοποθετηθεί στη σκηνή του μικροσκοπίου και ξεκινήσει η διαδικασία, το όπλο ηλεκτρονίων αρχίζει να πυροδοτεί. Το πιστόλι εκτοξεύει μια δέσμη ηλεκτρονίων μέσω μιας ανόδου, στη συνέχεια μέσω δύο μαγνητικών φακών και μετά στον ανιχνευτή ηλεκτρονίων.
Σε συνδυασμό με τον συμπυκνωτή φακό του μικροσκοπίου, αυτή η διαδικασία συγκεντρώνει αποτελεσματικά τη δέσμη των ηλεκτρονίων έτσι ώστε να μπορεί να χτυπήσει με ακρίβεια το δείγμα. Όταν συμβεί αυτό, τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να αλληλεπιδρούν με το δείγμα και οι ανιχνευτές στο μικροσκόπιο μετρούν τον αριθμό των αλληλεπιδράσεων που συμβαίνουν. Ο αριθμός των αλληλεπιδράσεων στη συνέχεια υπαγορεύει τον τρόπο εμφάνισης των pixel στην οθόνη που εμφανίζει εικόνες. Όσο περισσότερες αλληλεπιδράσεις συμβαίνουν, τόσο πιο φωτεινά εμφανίζονται τα pixel. Η αντίθεση στη φωτεινότητα των pixel συνθέτει την εικόνα.
Οι εικόνες με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης παράγονται χωρίς τη χρήση κυμάτων φωτός. επομένως οι εικόνες είναι πάντα ασπρόμαυρες. Πρόκειται για τρισδιάστατες εικόνες υψηλής λεπτομέρειας και παρά την έλλειψη χρώματος είναι εξαιρετικά ακριβείς. Οι εικόνες μπορούν να χρωματιστούν για να φαίνονται πιο ζωντανές και να βελτιώσουν την αντίθεση.