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透射電鏡實驗技術(shù)|透射電鏡介紹|電鏡應(yīng)用
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????透射電子顯微鏡(Transmission?Electron?Microscope,簡稱TEM),可以看到在光學(xué)顯微鏡下無法看清的小于0.2nm的細(xì)微結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)或超微結(jié)構(gòu)。要想看清這些結(jié)構(gòu),就必須選擇波長更短的光源,以提高顯微鏡的分辨率。1932年Ruska發(fā)明了以電子束為光源的透射電子顯微鏡,電子束的波長要比可見光和紫外光短得多,并且電子束的波長與發(fā)射電子束的電壓平方根成反比,也就是說電壓越高波長越短。目前TEM的分辨力可達(dá)0.2nm。
透射電子顯微鏡結(jié)構(gòu)和成像原理:??透射電子顯微鏡結(jié)構(gòu)包括兩大部分:主體部分為照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和觀察照相室;輔助部分為真空系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。透射電子顯微鏡常常根據(jù)采用的電子束電壓不同分為三大類:
大型透射電鏡
大型透射電鏡(conventional?TEM)一般采用80-300kV電子束加速電壓,不同型號對應(yīng)不同的電子束加速電壓,其分辨率與電子束加速電壓相關(guān),可達(dá)0.2-0.1nm,高端機(jī)型可實現(xiàn)原子級分辨。
低壓透射電鏡
低壓小型透射電鏡(Low-Voltage?electron?microscope,?LVEM)采用的電子束加速電壓(5kV)遠(yuǎn)低于大型透射電鏡。較低的加速電壓會增強(qiáng)電子束與樣品的作用強(qiáng)度,從而使圖像襯度、對比度提升,尤其適合高分子、生物等樣品;同時,低壓透射電鏡對樣品的損壞較小。分辨率較大型電鏡低,1-2nm。由于采用低電壓,可以在一臺設(shè)備上整合透射電鏡、掃描電鏡與掃描透射電鏡。
冷凍電鏡
冷凍電鏡(Cryo-microscopy)通常是在普通透射電鏡上加裝樣品冷凍設(shè)備,將樣品冷卻到液氮溫度(77K),用于觀測蛋白、生物切片等對溫度敏感的樣品。通過對樣品的冷凍,可以降低電子束對樣品的損傷,減小樣品的形變,從而得到更加真實的樣品形貌。
透射電子顯微鏡的應(yīng)用:透射電子顯微鏡在材料科學(xué)、生物學(xué)上應(yīng)用較多。由于電子易散射或被物體吸收,故穿透力低,樣品的密度、厚度等都會影響到最后的成像質(zhì)量,必須制備更薄的超薄切片,通常為50~100nm。所以用透射電子顯微鏡觀察時的樣品需要處理得很薄。常用的方法:超薄切片法、冷凍超薄切片法、冷凍蝕刻法、冷凍斷裂法等。對于液體樣品,通常是掛預(yù)處理過的銅網(wǎng)上進(jìn)行觀察。
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