Introduksjon til observasjon av molekylære strukturer med optiske mikroskoper
Den molekylære strukturen kan observeres ved hjelp av et elektronmikroskop, som nå har en forstørrelse på opptil 15 millioner ganger.
På 1970-tallet var transmisjonselektronmikroskopi en populær type mikroskop med en oppløsning på omtrent 0,3 nanometer, mens menneskelig oppløsning var omtrent 0,1 millimeter, som var den opprinnelige tilstanden for elektronmikroskopiutvikling.
I 1931 modifiserte en tysk vitenskapsmann et høyspentoscilloskop ved å kombinere en kaldkatodeutladningselektronkilde og en linse med tre elektroner. Etter modifikasjon fant han ut at oscilloskopet kunne forstørre objekter flere ganger. Dermed oppfant han transmisjonselektronmikroskopet, og oppfinnelsen av høyspentoscilloskopet bekreftet elektronmikroskopets forstørrelsesfunksjon for verden.
På begynnelsen av 1900-tallet gjorde amerikanske forskere nye gjennombrudd i studiet av oppløsningen til elektronmikroskoper, som raskt nådde moderne nivåer. På denne tiden opplevde elektronmikroskoper også rask utvikling i Kina.
I dag kan forstørrelsen av elektronmikroskoper nå 15 millioner ganger, mens forstørrelsen av optiske mikroskoper bare er 2000 ganger. Dette er også forskjellen mellom elektronmikroskoper og optiske mikroskoper. Derfor kan vi direkte observere atomforholdene i metaller og det ryddige arrangementet av atomer i halvledere gjennom elektronmikroskop.
Oppløsningen til elektronmikroskoper er fortsatt langt overlegen oppløsningen til optiske mikroskoper. Den store forstørrelsen til optiske mikroskoper er omtrent 2000 ganger, mens moderne elektronmikroskop har en forstørrelse på over 3 millioner ganger. Derfor, gjennom elektronmikroskoper, er det mulig å direkte observere det pent arrangerte atomgitteret til visse tungmetallatomer og krystaller (merk at bare arrangementet kan sees, og atomstrukturen og molekylnivået kan ikke tydelig ses av elektronmikroskoper. Det som kan sees under mikroskopet er krystallformen til molekyler med forskjellige konfigurasjoner)
For tiden er mikroskoper i utgangspunktet ikke i stand til å se molekyler klart, ikke fordi forstørrelsen er utilstrekkelig, men fordi oppløsningen til optiske mikroskoper ikke kan oppnås. Den nåværende høyoppløselige STORM er rundt 20nm, noe som betyr at to punkter atskilt med mer enn 20 nanometer kan sees tydelig, mens de under 20 nanometer vises som en klynge.
