透射电子显微镜技术-1
TEM(透射电子显微镜)
细胞结构解析
细胞膜结构
透射电镜图像可以清晰地展示细胞膜的精细结构，如细胞膜的厚度、 细胞器的分布等。
细胞器结构
透射电镜能够观察到细胞内的各种细胞器，如线粒体、内质网、高 尔基体等，有助于了解细胞器的形态和功能。
细胞骨架结构
透射电镜能够观察到细胞骨架的超微结构，如微管、微丝和中间纤维 等，有助于了解细胞骨架在细胞运动、分裂和分化中的作用。
TEM应用领域
01
02
03
04
生物学
研究细胞、组织和器官的超微 结构，如细胞器、细胞膜、染
色体等。
医学
用于诊断疾病，如癌症、传染 病等，以及药物研发和疫苗制
备过程中的结构分析。
地质学
观察岩石、矿物和矿物的微观 结构，研究地球科学中的各种
地质现象。
材料科学
研究金属、陶瓷、高分子等材 料的微观结构和性能，以及材
控制切片的厚度，通常在50~70纳米之间，以确 保电子束能够穿透并观察到样品的内部结构。
切片收集与处理
将切好的超薄切片收集到支持膜上，并进行染色、 染色脱水和空气干燥等处理。
染色
染色剂选择
选择适当的染色剂，如铅、铀或 铜盐，以增强样品的电子密度并
突出其结构特征。
染色时间与温度
控制染色时间和温度，以确保染色 剂与样品充分反应并达到最佳染色 效果。
清洁样品室
定期清洁样品室，保持清洁度 。
检查电子束系统
定期检查电子束系统，确保聚 焦和稳定性。
更新软件和驱动程序
及时更新TEM相关软件和驱动 程序，确保兼容性和稳定性。
定期校准
按照厂家建议，定期对TEM进 行校准，确保观察结果的准确
性。
06 TEM未来发展
透射电子显微镜--原理
• • • • Brightness Lifetime Pressure (vacuum) = related to the price Maintenance
Zhengmin Li
16
各种电子枪的比较
Brightness (Candela)
Life time 40hr >2000Hr >7000Hr
Zhengmin Li 30
物镜极靴
（OL Polepiece）
Zhengmin Li 31
真空系统
电子显微镜镜筒必须具有很高的真空度,这是因 为:若电子枪中存在气体,会产生气体电离和放 电,炽热的阴极灯丝受到氧化或腐蚀而烧断;高 速电子受到气体分子的随机散射而降低成像衬 度以及污染样品。一般电子显微镜镜筒的真空 要求在10-4~10-6 Torr。真空系统就是用来把镜 筒中的气体抽掉,它由二级真空泵组成,前级为 机械泵,将镜筒预抽至10-3 Torr,第二级为油扩散 泵,将镜筒抽空至10-4~10-6 Torr的真空度后,电镜 才可以开始工作。
Zhengmin Li 3
德国EM-902
Zhengmin Li 4
日本电子株式会社 (JEOL) JEM-1230
Zhengmin Li 5
Philips EM400T
Zhengmin Li 6
Philips TECNAI-20
Zhengmin Li 7
TEM 的基本工作原理
电子枪产生的电子束经1~2级聚 光镜会聚后均匀照射到试样上的 某一待观察微小区域上,入射电 子与试样物质相互作用,由于试 样很薄,绝大部分电子穿透试样, 其强度分布与所观察试样区的形 貌、组织、结构一一对应。 在观察图形的荧光屏上,透射出 试样的放大投影像,荧光屏把电 子强度分布转变为人眼可见的光 强分布,于是在荧光屏上显出与 试样形貌、组织、结构相对应的 图像。
透射电子显微镜分析技术
O* *
埃瓦尔德图解其优点是直观明了,只需从倒 易阵点是否落在埃瓦尔德球球面上就能判 断是否能产生衍射,并能直接显示出衍射方 向.
三. 倒易点阵的概念
倒易矢量g和衍射晶面间距的关系
二. 埃瓦尔德图解：
埃瓦尔德图解是布拉格方程的几何 表达式。利用埃瓦尔德图解可以直观地 看出：
衍射晶面
入射束 三者之间的几何关系
衍射束
2d sin sin （ 1/d） /（2/）
A θ A θ
1/λ
以2/λ的中点为起点， 做1/d的垂线，与此线平 行即为衍射晶面所在的 位置。 以2/λ的中点为起点， 向直角G做射线，此射 线方向即为衍射束方向。 衍射束与透射束夹 角为2θ，衍射束与衍射 晶面夹角为θ。
电子衍射
优点：集微观形貌、衍射、成份分析于一身
缺点：对衍射来说精度不够高，尤其是对衍射强度测量不能 定量
目的: 识别物相、确定晶体取向、研究晶体间的相互关系、测定 未知结构及定量分析
2017/8/3 18
2. 电子衍射条件和基本公式
当波长为λ的单色平面电子波以掠射角θ照射到晶面间距为d 的平行晶面组(hkl)上时，若满足布拉格方程 2dhklsinθ=nλ 则在与入射方向成2θ角的方向上，相邻平行晶面反射波之间的 波程差为波长的整数倍，各层晶面的原子 的散射在2θ方向上具有相同位相，它们因 相互加强而产生该晶面的衍射束。 衍射级数n=0的衍射束（零级衍 射束）就是透射束，它是由散射 角2θ=0的散射波叠加而成。 X射线衍射：靶不同，λ不同 电子衍射：加速电压不同，λ不同
2017/8/3
11
扫描透射电镜（STEM)
既有透射电子显微镜又有扫描电子显微镜的显微镜 。像 SEM一样，STEM 用电子束在样品的表面扫描，但又像TEM ，通 过电子穿透样品成像。STEM 能够获得 TEM 所不能获得的一些关 于样品的特殊信息。 STEM 技术要求较高，要非常高的真空度， 并且电子学系统比TEM和SEM都要复杂。
第二章透射电子显微镜1_11-9-14讲义
目前AFM在扫描探针显微镜(scanning probe microscope)家族中灵敏度最高、分辨率最好并且应用 范围也最广，它对待测物要求低，既可以是导体也可以 是非导体，且实验可在真空、气体甚至在液体的环境中 也能正常进行。
10μm×10μm
AFM针尖对基质Au-Pa合金上的机械刻 蚀，书写了世界上最小的唐诗
原子操縱術 用35个氙原子排出“IBM”三个字母
1990年，IBM研究人員首度在金属镍表面用35 个惰性气体氙原子组成“IBM”三个英文字母 。
后來，又搬移近百顆铁原子形成中文“原子”二 字。此结果成为杂志及国际研讨会的封面图案。
♦ 1926年德国学者Busch指出“具有轴对称的磁场对电子束起着透镜 的作用，有可能使电子束聚焦成像”，为电子显微镜的制作提供 了理论依据。
♦ 1931年，德国学者Knoll及Ruska获得了放大12-17倍的电子光学 系统中的光阑的像，证明可用电子束和电磁透镜得到电子像。但 还不是真正的电子显微镜，因为它没有样品台。
加速电压
代表产品
常规 100-200kV JEM-2010，H-8000，
TEM
CM200，TECNAI20
♦ Knoll在1960年10月17日写了一封信给Steenbeck，希望了 解当时的具体情况。Steenbeck 在11月8日的复信中承认了 他在参观后向Rüdenberg做了汇报，并说“Rüdenberg的申 请肯定是我访问你的结果，也肯定是从我的见闻中得到的 启迪”。
♦ 电子显微镜的发明开辟了直接观察原子的途径，早在几十 年前就应得诺贝尔奖，由于有上述瓜葛，直荣而又 仅存的Ruska。
《透射电子显微镜》课件
限制照明区域，减小成像的视场，提高成像的分辨率 。
光路调节器
调节光路中的光束方向和大小，确保光束正确投射到 样品上。
成像系统
Hale Waihona Puke 物镜将样品上的图像第一次放 大并投影到中间镜上。
中间镜
将物镜放大的图像进一步 放大并投影到投影镜上。
投影镜
将中间镜放大的图像最终 放大并投影到荧光屏或成
像设备上。
真空系统
谢谢您的聆听
THANKS
透射电子显微镜技术不断改进，分辨率和放大倍数得到显著提 高。
透射电子显微镜技术不断创新，出现了许多新型的透射电子显 微镜，如高分辨透射电子显微镜、冷冻透射电子显微镜等。
透射电子显微镜的应用领域
生物学
观察细胞、蛋白质、核酸等生物大分子的 结构和功能。
医学
研究病毒、细菌、癌症等疾病的发生、发 展和治疗。
真空泵
01
通过抽气作用维持透射电子显微镜内部的高真空状态。
真空阀门
02
控制真空泵的工作时间和进气流量，以保持透射电子显微镜内
部真空度的稳定。
真空检测器
03
监测透射电子显微镜内部的真空度，当真空度不足时提醒操作
人员进行处理。
03
透射电子显微镜的操作与维护
透射电子显微镜的操作步骤
打开电源
确保实验室电源稳定，打开透射电子显微镜 的电源开关。
记录
对透射电子显微镜的使用和维护情况进行 记录，方便日后追踪和管理。
04
透射电子显微镜的样品制备技术
金属样品的制备技术
电解抛光
通过电解抛光液对金属样品进行抛光 ，去除表面杂质和氧化层，使样品表 面光滑、平整。
离子减薄
HRTEM高分辨标定-1
1.HRTEM和TEM有什么区别呢？样品什么情况下适合做TEM？什么情况下需要做HRTEM? 另外，做HRTEM制样的时候，样品的量用多少合适？HRTEM(High Resolution Transmission Electron Microscopy )就是高分辨率的透射电镜，它只是分辨率比较高，所以一般透射电镜能做的工作它也能做，但高分辨电镜物镜极靴间距比较小，所以双倾台的转角相对于分析型的电镜要小一些。
用HRTEM研究纳米颗粒可以通过结合高分辨像和能谱分析结果来得到颗粒的结构和成分信息。
TEM透射电子显微镜（英语：Transmission electron microscopy，缩写TEM），简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。
散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。
通常，透射电子显微镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍，用于观察超微结构，即小于0.2µm、光学显微镜下无法看清的结构，又称“亚显微结构”。
2.这三张图分别是尖晶石相的样品拍出的高分辨图片以及其对应的FFT，还有一张衍射条纹图，我用DM软件手动量了多个相邻原子的距离，发现差别很大，最小量的是0.297nm，最大可以到0.387，这样的话，晶面如何归属啊？另外就是这种手动测量误差很大吧，我已经很细心去丈量，结果貌似相邻距离并不是很相近，所以想问下各位大侠这种情况应该如何处理？还有就是关于这个衍射条纹的图，从图中能读出什么信息呢？通过HRTEM的高分辨衬度条纹，可以量出相应的晶面间距为0.5nm，可以对材料的PDF卡片看下这个间距对应的是哪个晶面的晶面间距，这样就可以把条纹所代表的晶面确定下来。
最下面的SAED点比较杂乱，可能是所选区处含有多种晶向的晶体，因此可能会得到几种方向斑点重合的的SAED。
你所测得的0.297nm或0.387nm都是对的，但是对应于不同的晶面衍射，究竟是对应哪个还是需要对比PDF卡片数据进行指认。
透射电子显微镜
其中，h表示普朗克常数，m0表示电子的静质量，E是加速后电子的能量。电子显微镜中的电子通常通过电子 热发射过程从钨灯丝上射出，或者采用场电子发射方式得到。随后电子通过电势差进行加速，并通过静电场与电 磁透镜聚焦在样品上。透射出的电子束包含有电子强度、相位、以及周期性的信息，这些信息将被用于成像。
基本的TEM光学元件布局图。从上至下，TEM包含有一个可能由钨丝制成也可能由六硼化镧制成的电子发射源。 对于钨丝，灯丝的形状可能是别针形也可能是小的钉形。而六硼化镧使用了很小的一块单晶。通过将电子枪与高 达10万伏-30万伏的高电压源相连，在电流足够大的时候，电子枪将会通过热电子发射或者场电子发射机制将电 子发射入真空。该过程通常会使用栅极来加速电子产生。一旦产生电子，TEM上边的透镜要求电子束形成需要的 大小射在需要的位置，以和样品发生作用。
电子能量损失光谱仪通常在光谱模式和图像模式上操作，这样就可以隔离或者排除特定的散射电子束。由于 在许多图像中，非弹性散射电子束包含了许多操作者不关心的信息，从而降低了有用信息的可观测性。这样，电 子能量损失光谱学技术可以通过排除不需要的电子束有效提高亮场观测图像与暗场观测图像的对比度。
晶体结构可以通过高分辨率透射电子显微镜来研究，这种技术也被称为相衬显微技术。当使用场发射电子源 的时候，观测图像通过由电子与样品相互作用导致的电子波相位的差别重构得出。然而由于图像还依赖于射在屏 幕上的电子的数量，对相衬图像的识别更加复杂。然而，这种成像方法的优势在于可以提供有关样品的更多信息。
透射电子显微镜及其应用
透射电子显微镜及其应用读书报告姓名：孙家宝学号：DG1022076电子科学与工程学院2021年3月31日目录第一章透射电子显微镜 (1)1.1 透射电子显微镜的结构 (1)1.1.1．电子光学部分 (1)1.1.2．真空系统 (3)1.1.3．供电控制系统 (4)1.2 透射电子显微镜主要的性能参数 (4)1.2.1 分辨率 (4)1.2.2 放大倍数 (4)1.2.3 加速电压 (5)1.3 透射电镜的成像原理 (5)1.3.1 透射电镜的成像方式 (5)1.3.2 衬度理论 (6)1.4 透射电镜的电子衍射花样 (6)1.4.1 电子衍射花样 (6)1.4.2电子衍射与X射线衍射相比的优点 (7)1.4.3电子衍射与X射线衍射相比的不足之处 (7)1.4.4选区电子衍射 (7)1.4.5常见的几种衍射图谱 (8)1.4.6单晶电子衍射花样的标定 (8)第二章透射电子显微镜分析样品制备 (10)2.1 透射电镜复型技术（间接样品） (10)2.1.1塑料——碳二级复型 (10)2.1.1萃取复型（半直接样品） (11)2.2 金属薄膜样品的制备 (11)1.2 电子显微镜中的电光学问题 (13)1.2.1 电子射线（束）的特性 (13)第一章 透射电子显微镜1.1 透射电子显微镜的结构透射电子显微镜（TEM ）是观察和分析材料的形貌、组织和结构的有效工具。
TEM 用聚焦电子束作照明源，使用对电子束透明的薄膜试样，以透过试样的透射电子束或衍射电子束所形成的图像来分析试样内部的显微组织结构。
图 1.1（a ）（b ）是两种典型的透射电镜的实物照片。
透射电子显微镜的光路原理图如图1.2所示。
透射电镜一般是由电子光学部分、真空系统和供电系统三大部分组成。
1.1.1．电子光学部分(a) Philips CM12透射电镜(b) JEM-2010透射电镜 图1.1 透射电子显微镜图1.2透射电子显微镜的光路原理图图1.3透射电镜电子光学部分示意图整个电子光学部分完全置于镜筒之内，自上而下顺序排列着电子枪、聚光镜、样品室、物镜、中间镜、投影镜、观察室、荧光屏、照相机构等装置。
透射电子显微镜技术参数
透射电子显微镜技术参数一、透射电镜主机技术要求：1.总则：1.1提供相应货物的技术规格文件，在应答的品目标题下,标明货物的型号、商标名称及生产厂家。
1.2货物的制造和检验，必须是按照现行的中国国家标准，或通用国际标准。
1.3仪器设备如需特殊工作条件（如：水、电源、磁场强度、特殊温度、湿度、振动强度等），应在相关文件中加以说明。
2环境条件：除该品目在技术要求中另有说明外，所有仪器、设备和装置，均应适合以下条件：a）电源：220V（±10%）,50Hz∕60Hz;b）工作环境温度：15〜23度c）工作环境湿度：＜60%RHd）运行持久性：连续使用e）安装条件：地线接地电阻小于100欧姆3.技术要求：3.1分辨率：≤0.2nm3.2加速电压：20T20KV（以IOOV为步长调节）3.3放大倍数：高反差模式：X200-X200,000高分辨模式：X4,000-X600,000低倍模式：X50-X1.,0003.4图像旋转：最大范围XI,000〜X40,000,旋转角度：±90度（15度/步）3.5衍射长度：高反差方式0.2〜8.Om高分辨方式0.2〜2.0m3.6电子枪：鸨灯丝，具有电流自动控制，灯丝计时，气压式自动升枪等功能3.7使用高灵敏度的荧光屏CMOS相机取代了传统的荧光屏，配置双CCD,使图像显示与操作一体化3. 8样品位移：X/Y±Imm（CPU控制马达驱动），Z±0.3mm,样品台倾斜角：±30度。
可显示样品位置、倾角等。
3.9透镜系统：高倍观测时8级透镜3.10照明透镜级数：2级聚光镜3.11成像系统：CPU控制的6级透镜系统，物镜、中间镜和投影镜均为两级3.12不更换硬件的前提下，可在同一台仪器上实现高分辨和高反差模式的自由切换3.13高反差模式，高分辨模式3.14物镜活动光阑:4孔光阑（10-20-50-80微米）3.15可以实现8KX8K像素快速自动拼图（4张x4张拼图仅需4分钟）3.16电镜控制界面与相机图像∙体化,配置1600万像素相机3. 17真空系统：真空逻辑由测量值控制配有皮拉尼规，用于测量低真空度潘宁规，用于测量高真空度3.18不使用扩散泵，标准配置分子泵1台，转速不低于2501.∕s,旋转泵1台，转速不低于1351.∕min<>3 .19配三维重构功能及±70°倾转样品台4 .必要配置：主机一台，包括空气压缩机，冷却循环水，专用工具、配置双CCD,电脑及控制软件,三维重构，样品台，操作台，旋钮板和，手册5 .技术服务：为用户培训使用仪器的工作人员。
透射电子显微镜的原理及应用
透射电子显微镜的原理及应用摘要：透射电子显微镜是研究微观组织结构的有力工具，具备高分辨率和直观性，在材料、医学、生物、化学、物理等领域发挥着重要的作用。
本文介绍了透射电子显微镜的原理、结构和样品制备原理，综述了透射电子显微镜在陶瓷、水泥、生物学科和地理科学研究等一些方面的应用，并对透射电子显微镜的应用前景做出了展望。
关键词：透射电子显微镜；结构；原理；应用1透射电子显微镜的原理和结构1.1透射电子显微镜的工作原理和特点透射电子显微镜是一种高分辨率、高放大率的电子光学仪器，它运用波长很短的电子束作为照明光源，通过电子透镜对图像进行聚焦，主要由电子光学系统、电源系统和真空系统三部分组成。
透射电子显微镜的电子光学系统通常由电子透镜（如电子枪、聚光镜、物镜、中间透镜和投影透镜等）、样品室和荧光屏组成。
透射电子显微镜通常使用热阴极电子枪来捕获电子束并将其用作照明源。
从热阴极发射的电子，在阴极加速电压的作用下，高速通过阳极孔，并通过聚光镜聚合成一定直径的束斑照射到样品上。
如此，具有一定能量的电子束作用于样品，并产生反映样品微区的厚度、平均原子序数、晶体结构或位向的差异的各种信息。
根据这些信息，通过样品的电子束的强度被物镜聚焦放大，形成一幅透射电子图像，反映其平面上的信息，经过中间镜和投影镜进一步放大，最终的电子图像可以在屏幕上以三倍放大的方式获得，并记录在电子感光板或胶卷上。
高分辨率是透射电子显微镜的一个突出特点，目前世界上最先进的透射电子显微镜的分辨率已经优于0.2 nm,可用来直接观察重金属原子像。
1.2透射电子显微镜的结构及作用原理透射电子显微镜就总体来说可分为电子光学系统(镜筒)电源系统、真空系统和操作控制系统等四部分。
电源系统、真空系统和操作系统都是辅助系统。
电源系统包括电子枪高压电源、透镜电源和控制线路电源等。
真空系统用来维护镜筒以上,以保证电子枪电极之间的绝缘,防止镜筒内气体分子碰撞导致成像电子的运动轨迹发生变化,减少样品污染等。
实验一 透射电子显微镜样品制备
第二篇材料电子显微分析实验一透射电子显微镜样品制备一、实验目的1．掌握塑料—碳二级复型样品的制备方法。
2．掌握材料薄膜样品的制备方法—双喷电解减薄法和离子薄化法。
二、塑料—碳二级复型的制备原理与方法(一) AC纸的制作所谓AC纸就是醋酸纤维素薄膜。
它的制作方法是：首先按重量比配制6％醋酸纤维素丙酮溶液。
为了使AC纸质地柔软、渗透性强并具有蓝色，在配制溶液中再加入2％磷酸三苯脂和几粒甲基紫。
待上述物质全部溶入丙酮中且形成蓝色半透明的液体，再将它调制均匀并等气泡逸尽后，适量地倒在干净、平滑的玻璃板上，倾斜转动玻璃板，使液体大面积展平。
用一个玻璃钟罩扣上，让钟罩下边与玻璃板间留有一定间隙，以便保护AC纸的清洁和控制干燥速度。
醋酸纤维素丙酮溶液蒸发过慢，AC纸易吸水变白，干燥过快AC纸会产生龟裂。
所以，要根据室温、湿度确定钟罩下边和玻璃间的间隙大小。
经过24小时后，把贴在玻璃板上已干透的AC纸边沿用薄刀片划开，小心地揭下AC纸，将它夹在书本中即可备用。
(二) 塑料—碳二级复型的制备方法(1) 在腐蚀好的金相样品表面上滴上一滴丙酮，贴上一张稍大于金相样品表面的AC纸(厚30~80μm)，如图1-2(a)所示。
注意不要留有气泡和皱折。
若金相样品表面浮雕大，可在丙酮完全蒸发前适当加压。
静置片刻后，最好在灯泡下烘烤一刻钟左右使之干燥。
(2) 小心地揭下已经干透的AC纸复型(即第一级复型)，将复型复制面朝上平整地贴在衬有纸片的胶纸上，如图1-2(b)所示。
(3) 把滴上一滴扩散泵油的白瓷片和贴有复型的载玻片置于镀膜机真空室中。
按镀膜机的操作规程，先以倾斜方向“投影”铬，再以垂直方向喷碳，如图1-2(c)所示。
其膜厚度以无油处白色瓷片变成浅褐色为宜。
(4) 打开真空室，从载玻片上取下复合复型，将要分析的部位小心地剪成2mm×2mm的小方片，置于盛有丙酮的磨口培养皿中，如图1-2(d)所示。
(5) AC纸从碳复型上全部被溶解掉后，第二级复型(即碳复型)将漂浮在丙酮液面上，用铜网布制成的小勺把碳复型捞到清洁的丙酮中洗涤，再移到蒸馏水中，依靠水的表面张力使卷曲的碳复型展平并漂浮在水面上。
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——负染色技术 ——免疫电镜技术
五. 细胞超微结构 简介
29
一. 透射电镜基本结构
❖ 电子光学系统 ❖ 观察记录显示系统 ❖ 真空系统 ❖ 电源系统 ❖ 操作控制系统
30
电子照明系统
电子光学系统
成像系统
观察记录显示系统
一. 透射电镜基本结构
31
一. 透射电镜基本结构
1.电子照明系统 — 电子枪，聚光镜
✓电子显微镜：根据电子光学原理，用电子束和 电磁透镜代替光束和光学透镜来照射样品，获 得极高分辨率的显微镜，简称电镜。
✓产生基础：
根据波动学说，运动着的电子可以看作是一种电子波。 轴对称分布的电磁场具有能使电子束偏转、聚焦的作用。
4
➢ 电子显微镜概述
5
➢ 电子显微镜概述
电子束与物质的作用
入射电子
41
二. 透射电镜成像原理
❖ 光学显微镜中图像的衬度（即对比度或反差） 决定于样品上各部位对光的不同吸收。
❖ 电镜中图像衬度的形成却主要靠样品对电子波 的散射及其相互间的干涉。通常可以把图像衬 度分成散射吸收衬度，衍射衬度和相位衬度。
42
二. 透射电镜成像原理
❖ 在真空条件下，电子束经高压 加速后，穿透样品时形成散射 电子和透射电子，它们在电磁 透镜的作用下在荧光屏上成像。
54
四. 透射电镜相关技术
超薄切片技术——玻璃刀切片
55
Thin sections
四. 透射电镜相关技术
56
四. 透射电镜相关技术
❖ 载网分类及选择： 1.分类：铜网、镍网、金网，根据用途不同分别
采用，如酶细胞化学、免疫金标记技术等需采 用后两者； 2.支持膜：贴附于载网，用来观察悬浮的病毒、 脂质体及其它颗粒物质的均质性膜，包括 Formvar膜、碳膜等。
22
➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用— 肾活检
系膜基质增生
足突融合
23
➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用— 肌活检
肌肉糖原贮积病
肌营养不良 24
➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用— 肝活检
婴儿肝炎综合症
25
➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用— 神经活检
轴索变性
❖ 生物样品特点： 含有大量水分、电子密度低（主要是C、H、O）
❖ 生物样品制备目的： 去除水分，增加标本中能够散射电子的重原子
52
2. 超薄切片技术
超薄切片刀：玻璃刀、钻石刀
四. 透射电镜相关技术
玻璃制刀机
新刀锋产生于断端
53
2. 超薄切片技术
四. 透射电镜相关技术
超薄切片机原理示意图
超薄切片机
38
一. 透射电镜基本结构
电源系统
39
一. 透射电镜基本结构
操作控制系统 40
Theory of Transmission Electron Microscope
Lump (Illumination Source)
Electron Source
Condenser Lens
Objective Lens
Sample
Projection Lens
Condenser Lens
Sample
Scanning Objective
Lens Sample
Deflection Coils
SE Detector
Screen Image
Fluorescent screen
Image
Image
CRT
OM
TEM
SEM
Difference among OM, TEM and SEM
节段性脱髓鞘
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➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用— 皮肤活检
成纤细胞沉积致密颗粒
角质层疏松变
27
➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用
毛细胞性白血病
28
➢ 透射电子显微镜及相关技术
一．透射电镜基本结构
二．透射电镜成像原理
三．透射电镜主要性能指标
四．透射电镜相关技术
——超薄切片技术
Sections of LM: >5um; Sections of TEM: <100nm
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59
四. 透射电镜相关技术
超薄切片技术 — 生物样品制备流程
格象测定，又称晶格分辨率。
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三. 主要性能指标
放大倍数
❖ 指电子图像对于所观察试样区的线性放大率。 ❖ 目前高性能TEM的M范围为80～100万倍。
❖ 不仅考虑最高和最低放大倍数，还要考虑是否覆盖低倍到高倍的整个范 围。
❖ 电镜不能将其所分辨的细节放大到人眼可辨认程度。对细节观察是用电 镜放大在荧光屏上成像，经附带的立体显微镜进行聚焦和观察。
❖ 将仪器的最小可分辨距离放大到人眼可分辨距离所需的放大倍数称为有 效放大倍数。一般仪器的最大倍数稍大于有效放大倍数。
M总＝M物 M中 M投＝AI中2－B
A、B — 常数
I中 —中间镜激磁电流 48
三. 主要性能指标
关于放大倍数的几点说明：
❖ 人眼分辨本领约0.2mm，光学显微镜约0.2μm。 ❖ 把0.2μm放大到0.2mm的放大倍数是1000倍,是有
❖ 普通TEM的最高V一般为 100kV和200kV，通常所说的 V是指可达到的最高加速电压。
三. 主要性能指标
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四. 透射电镜相关技术
1. 透射电镜生物样品制备要求 2. 超薄切片技术 3. 负染色技术 4. 免疫电镜技术
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四. 透射电镜相关技术
1. 透射电镜生物样品制备要求
❖ 电镜标本观察条件： 高真空、高电压、能够散射电子
❖ 另外还有六硼化镧阴极、点阴极和场 发射电子枪等几种高亮度新型电子枪。
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❖ 聚光镜 —— 一种电磁透
镜，由外包铁壳的线圈形成。 当线圈中通有电流时，铁壳 的缝隙处集中产生磁场，控 制电子束的运动。
❖ 聚光镜的作用是将电子枪
发出的电子流会聚后照射到 样品上。
一. 透射电镜基本结构
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一. 透射电镜基本结构
一. 透射电镜基本结构
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一. 透射电镜基本结构
3. 观察记录显示系统
人眼无法观测电子，TEM中的电子信息通过荧光屏和照相底版转换为 可观察图像。
上图为我室透射电镜安装的侧插式数码成像系统——SIS Megaview Ⅲ
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一. 透射电镜基本结构
真空系统
由机械泵、油扩散泵、离子泵、真空测量仪表及真空管道组成。它的作用 是排除镜筒内气体，保持一定的镜筒真空度。 如果真空度低的话，电子与气体分子之间的碰撞引起散射而影响衬度，还 会使电子栅极与阳极间高压电离导致极间放电，残余的气体还会腐蚀灯丝， 污染样品。
特征X射线
二次电子
背散射电子
荧光
吸收电子
感应电导
俄歇电子
样品
透射电子
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➢ 电子显微镜概述
一、电子显微镜发展史
1924，De Broglie提出波粒二象性假说 1926，Busch发现电子可由外加电磁场的改变而偏折 1933，Knoll和Ruska发明第一台电子显微镜（50nm） 1935，Knoll 第一部扫描电子显微镜 1938，Ruska 第一部透射电子显微镜 1939，西门子商用透射电子显微镜（10nm） 1942，实验用扫描电子显微镜 1958，中国研制成功透射式电子显微镜，其分辨本领为3nm 1979，大型电子显微镜0.3nm
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➢ 电子显微镜概述
Ernst Ruska
Gerd Binnig
Heinrich Rohrer
因为发明EM和STM而分享1986年的诺贝尔物理学奖
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➢ 电子显微镜概述
二、电子显微镜基本类型
透射电镜 (Transmission electron microscope,TEM) 观察细胞内部结构
扫描电镜（Scanning electron microscope,SEM) 观察组织或细胞表面的立体形貌
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四. 透射电镜相关技术
Specimen Preparation for Electron Microscopy
❖Thin Sectioning for TEM
The wax sections: 3-10um; The Plastic ultrathinsections for TEM: 40-50nm
HITACHI H-7500
➢ 电子显微镜概述
三、电子显微镜的基本结构
❖ 电子光学系统 ❖ 真空系统 ❖ 电源系统 ❖ 操作控制系统 ❖ 观察系统
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电子光学系统
电子枪——
发射自由电子形成电子束
电磁透镜——
用一个对称于镜筒轴线的空 间电场或磁场使电子轨迹向 轴线弯曲聚焦形成电子束
➢ 电子显微镜概述
❖ 电子枪和电磁透镜对电子束的 作用决定电镜成像质量。
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❖ 吸收像：当电子射到质量、
密度大的样品时，主要的成像作 用是散射作用。样品上致密和较 厚的部分对电子的散射角大，被 物镜下方设置一个带孔的圆片 （即物镜光阑）拦掉，这样通过 的电子较少，像的亮度较暗，反 之则为亮区。这种衬度称散射吸 收衬度，可以提供样品形态方面 的信息。
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➢ 电子显微镜概述
四、电子显微镜的医学应用
❖ 细胞学和分子生物学中的应用 ❖ 解剖学中的应用 ❖ 病毒研究方面的应用 ❖ 临床超微病理诊断中的应用
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➢ 电子显微镜概述
细胞学和分子生物学中的应用
组织细胞内亚显微结构
细胞亚显微结构模式图