透射电镜技术
拉曼光谱和透射电镜
拉曼光谱和透射电镜
拉曼光谱和透射电镜是两种用于研究材料结构和性质的分析技术，它们分别通过不同的原理和方法提供有关样品的信息。
1.拉曼光谱（Raman Spectroscopy）：
原理：拉曼光谱是一种分析技术，基于分子或晶体中的分子振动引起的光子散射现象。
当激光光束通过样品时，其中的分子会散射光子，产生拉曼散射光。
通过分析拉曼散射光的频移，可以获得关于分子振动和结构的信息。
应用：拉曼光谱广泛用于材料科学、化学、生物学等领域，可以用于分析晶体结构、化学成分、分子构型等。
2.透射电镜（Transmission Electron Microscopy，TEM）：
原理：透射电镜是一种高分辨率的显微镜，使用电子束而不是可见光。
样品被穿透的电子束通过样品后，通过透射电镜的透射系统形成高分辨率的图像。
TEM可以显示样品的内部结构，具有极高的分辨率，可以观察纳米级别的细节。
应用：透射电镜主要用于研究材料的微观结构，如晶体结构、纳米颗粒、生物细胞等。
它在纳米科技、材料科学、生物学等领域有广泛的应用。
这两种技术在研究材料时具有互补性。
拉曼光谱提供关于分子振动和结构的信息，而透射电镜则提供关于材料微观结构的高分辨率图像。
结合使用这两种技术，可以更全面地了解材料的性质和结构。
透射电镜成像原理
透射电镜成像原理
透射电镜是一种常用的电子显微镜，用于观察和研究材料中的微观结构。
它利用电子的波粒二象性，通过透射原子层的电子来形成显微图像，具有比光学显微镜更高的分辨率。
透射电镜的成像原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 电子发射：透射电镜使用热阴极或冷阴极发射出高速电子，这些电子被加速到高能状态。
2. 透射样品：加速的电子通过一个非常薄的样品片，如薄片状的金属、陶瓷或生物组织。
样品必须具有高度透射性，以允许电子通过。
3. 散射与透射：入射电子束在样品中发生散射和透射两种现象。
散射是指电子与样品中的原子或电子相互作用，改变其运动方向，而透射是指电子穿过样品的现象。
4. 透射电子形成图像：透射电镜使用透射电子成像器件，如方形磁透镜或电磁透镜，将透射电子聚焦在屏幕或感光材料上。
根据电子的能量和散射情况，屏幕上形成亮暗不同的区域，形成图像。
透射电镜成像原理的关键在于控制电子束的发射和透射过程，以及透射电子的成像聚焦和检测。
通过调整透射电子的能量、电磁透镜的设置和样品的准备，可以获得高分辨率的电子显微图像，揭示材料的微观结构和性质。
透射电镜的成像特点及应用
透射电镜的成像特点及应用透射电镜是一种能够通过物质内部的电子束传输信息的仪器。
它利用电磁透镜来聚焦电子束，将其投射到待观察样品上，然后通过收集样品透射的电子来形成图像。
透射电镜的成像特点及其应用如下：1. 高分辨率：透射电镜的分辨率通常可以达到亚埃（10-4毫米）甚至更高水平。
与光学显微镜相比，透射电镜可以显示出更细小的细节，使得我们能够观察到更微观的组织结构和物质的粒子。
2. 高放大倍率：由于透射电镜的高分辨率，它能够实现非常高的放大倍率，通常可以达到100万倍以上。
这使得我们能够更深入地研究和观察样品的微观结构和形态。
3. 内部结构观察：透射电镜可以穿透物质的表面，观察并分析样品内部的结构。
这种能力对于研究材料科学、生物学和纳米技术等领域非常重要，因为只有透过表面，我们才能真正观察到物质的内部组织和结构。
4. 原子级分辨率：透射电镜能够提供原子级甚至亚原子级的分辨率，使得我们能够观察到原子之间的相互作用、晶格缺陷以及纳米材料等微观结构。
这对于研究物质性质、材料物理和材料化学具有重要意义。
5. 惰性观察：透射电镜可以在真空或惰性气体环境中工作，从而避免了电子束与空气中的气体分子发生相互作用，保持样品的原始性质。
这对于观察和研究空气中不稳定的物质或易受氧化的物质非常重要。
透射电镜的应用范围非常广泛，以下是一些典型的应用领域：1. 材料科学：透射电镜可以观察和研究材料的晶体结构、相互作用和缺陷等特性。
它在材料科学领域的应用包括纳米材料研究、金属合金的结构分析、材料的电子结构分析等。
2. 生物学：透射电镜在生物学研究中广泛用于观察和分析生物细胞、组织和病毒等的结构和形态。
它可以帮助我们研究细胞的超微结构、蛋白质的空间结构、细胞分裂过程等。
3. 纳米技术：透射电镜对于纳米技术的研究和应用至关重要。
它可以观察和研究纳米材料的结构、性质和相互作用，从而帮助我们设计和制造具有特殊性能的纳米材料和纳米器件。
4. 矿物学和地球科学：透射电镜在矿物学和地球科学中有着广泛的应用。
透射电镜的工作原理
透射电镜的工作原理透射电镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种利用电子束来观察样品的微观结构的高分辨率显微镜。
与光学显微镜不同，透射电镜使用的是电子而不是可见光来照射样品，因此能够获得比光学显微镜更高的分辨率。
透射电镜的工作原理涉及到电子的产生、聚焦、透射、成像和检测等多个方面，下面将详细介绍透射电镜的工作原理。
1. 电子的产生。
透射电镜使用的是电子束来照射样品，因此首先需要产生电子。
电子产生的常用方法是热发射和场发射。
热发射是利用热能使金属表面的电子逃逸而产生电子，而场发射则是利用电场使电子从金属表面逃逸。
在透射电镜中，通常使用的是热发射电子源，即利用钨丝或钨钢合金丝受热后发射电子。
2. 电子的聚焦。
产生的电子束需要经过一系列的聚焦系统，使其成为一个细小的束流，以便能够准确地照射到样品上。
透射电镜的聚焦系统通常包括电子透镜和磁透镜。
电子透镜利用电场来聚焦电子束，而磁透镜则利用磁场来聚焦电子束。
通过合理设计和调节，可以使电子束聚焦到非常小的尺寸，从而获得高分辨率的成像能力。
3. 电子的透射。
经过聚焦系统聚焦后的电子束将照射到样品上，这时的电子束被称为透射电子束。
透射电子束穿过样品时，会与样品中的原子和分子发生相互作用，产生散射和吸收。
透射电镜通过检测透射电子束的变化来获取样品的结构信息。
4. 成像。
透射电镜的成像原理是利用透射电子束与样品相互作用后产生的信号来获取样品的结构信息。
透射电镜通常采用透射电子显微镜来观察样品。
透射电子显微镜通过探测透射电子束的强度和位置来获得样品的结构信息，然后将这些信息转换成图像显示出来。
5. 检测。
透射电镜的检测系统通常包括电子探测器和图像处理系统。
电子探测器用于探测透射电子束的强度和位置，然后将这些信息传输给图像处理系统。
图像处理系统将探测到的信息转换成图像，并进行增强和处理，最终显示在显示屏上供用户观察。
总结来说，透射电镜的工作原理涉及到电子的产生、聚焦、透射、成像和检测等多个方面。
透射电镜原理
透射电镜原理简介透射电镜是一种重要的高分辨率显微技术，可以通过透射电子束观察材料的微观结构。
通过透射电子显微镜，我们可以获得关于材料晶格结构、原子尺寸、晶体缺陷等信息。
本文将介绍透射电镜的原理及其工作原理。
透射电镜的结构透射电镜主要由以下几个部分组成： 1. 电子源：产生高能电子束的装置。
2. 准直系统：用于准直并聚焦电子束。
3. 透射电子显微镜柱：包括透镜和走物台，用于控制电子束及样品的相对位置。
4. 探测系统：用于接收和转换透射电子信号并生成图像。
透射电镜的原理透射电镜的工作原理基于电子的物质波性质。
根据德布罗意假设，电子具有粒子和波动性质。
透射电镜利用电子的波动性质，将电子束聚焦到极小的尺寸，并通过透射样品中的原子和结构来解析样品的微观信息。
透射电镜工作原理的关键是电磁透镜。
透射电镜中使用的透镜原理是与光学透镜基本相似的，但是由于电子束的特性，透射电镜的透镜通常使用磁场而不是透明材料来聚焦。
透射电镜中的电子源产生的电子束首先经过准直系统进行准直，在准直过程中使电子束的发散度趋于零，然后通过透镜进行聚焦。
在样品上生成的电子映射图像通过探测系统进行接收和转换。
透射电子显微镜的分辨率取决于电子波长和透镜的性能。
透射电镜的分辨率分辨率是透射电镜的一个重要性能指标，它反映了透射电子显微镜所能区分的最小距离。
透射电镜的分辨率主要受到以下几个因素的影响： 1. 电子束的能量：电子束的能量越高，波长越短，分辨率越高。
2. 透镜的性能：透射电镜中使用的透镜一般为磁透镜，透镜的性能包括聚焦能力、像场大小等。
3. 样品的制备：样品的制备对于透射电镜的分辨率至关重要，高质量的制备能够获得更高的分辨率。
应用领域透射电镜在材料科学、纳米科学、生物学等领域有着广泛的应用。
它可以用于观察材料的晶格结构、原子尺寸、晶体缺陷等信息，为材料设计和制备提供重要的参考。
此外，透射电镜还可以用于研究纳米材料、生物分子结构等领域。
透射电镜(TEM)讲义
05
TEM操作与注意事项
操作步骤与技巧
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03
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准备样品
选择适当的样品，进行适当的 处理和固定，以确保观察效果 最佳。
调整仪器参数
根据观察需求，调整透射电镜 的加速电压、放大倍数等参数 ，以达到最佳观察效果。
操作步骤
按照仪器操作手册的步骤进行 操作，包括安装样品、调整焦 距、观察记录等。
技巧
定量分析方法
颗粒统计
对图像中颗粒的数量、大 小和分布进行统计，计算 颗粒的平均尺寸和粒度分 布。
电子衍射分析
利用电子衍射技术分析晶 体结构和相组成，确定晶 格常数和晶面间距。
能谱分析
通过能谱仪测定图像中各 点的元素组成和相对含量， 进行定性和定量分析。
04
TEM图像解析实例
晶体结构分析
利用高分辨的TEM图像，可以观察到晶体内部的原 子排列和晶体结构，如面心立方、体心立方或六方 密排结构等。
掌握操作技巧，如正确使用操 作杆、合理利用观察窗口等， 以提高观察效果和效率。
仪器维护与保养
定期清洁
定期对透射电镜进行清 洁，保持仪器内部和外
部的清洁度。
检查部件
更换消耗品
定期检查透射电镜的部 件，如电子枪、镜筒等，
确保其正常工作。
根据需要，及时更换透射 电镜的消耗品，如真空泵
油、电子枪灯丝等。
保养计划
在操作透射电镜时，应严格遵守操作规程， 确保仪器和人身安全。
THANK YOU
感谢聆听
80%
观察模式
根据观察目的选择不同的观察模 式，如明场、暗场、相位对比和 微分干涉等。
图像解析与解读
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透射电镜的原理
透射电镜的原理
透射电镜是一种常用的电子显微镜技术，用于观察和研究物质的微观结构。
其原理基于电子的波粒二象性和物质对电子的散射效应。
透射电镜的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 电子源：透射电镜使用的电子源一般为热阴极或冷阴极。
电子发射后，通过加速电压和电子透镜系统，使电子获得足够的能量和聚焦程度。
2. 样品：待观察的样品被制备成非晶态或薄片状，并放置在样品台上。
样品的厚度通常在纳米到亚微米级别，以保证电子的穿透性。
3. 散射：通过透射电镜的电子束，电子与样品内的原子或分子发生相互作用。
根据样品的组成和结构，电子会被散射并改变方向。
4. 对比度增强：经过样品后，电子束进入投影镜筒。
在此过程中，通过调节投影镜筒中的电子透镜，可以调整电子束的聚焦度和强度。
5. 形成显影：电子束通过样品后，穿过投影镜筒的屏幕或探测器。
探测器接收到散射电子并转化为电子信号，经过放大和处理后，形成最终的图像。
透射电镜的原理是基于电子的波性和散射现象，利用电子的穿透性观察物质的微观结构。
通过控制电子束的聚焦度和强度，结合样品的散射特性，透射电镜可以提供高分辨率和高对比度的图像，用于研究各种材料的微观结构和性质。
透射电镜的原理和应用
透射电镜的原理和应用透射电镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种使用电子束来对物质进行成像和分析的先进仪器。
相对于光学显微镜，透射电镜的分辨率更高，可以观察到更小尺寸的物体和更细微的细节。
下文将详细介绍透射电镜的原理和应用。
一、原理透射电镜的工作原理基于电子的波粒二象性。
当高速电子束穿过薄样品时，电子与样品原子发生散射或透射，这些散射和透射电子可以通过其中一种方式被聚焦后投射到屏幕上形成影像。
透射电镜的主要组成部分包括电子源、电子透镜系统、样品台、检测器和成像系统。
2.电子透镜系统：透射电镜中使用的电子透镜系统包括凸透镜、凹透镜和电磁透镜等，用于聚焦和控制电子束的路径。
3.样品台：样品台用于固定和支持待观察的样品。
在样品台上放置薄到几十纳米的切片样品，以便电子束能够透过。
4.检测器：透射电镜中常用的检测器包括透射电子探测器（TED）、散射电子探测器（SED）和能量散射光谱仪（EDS）等。
TED用于接收透射电子并产生明亮的影像，SED用于检测和分析散射电子的信息，EDS用于分析样品中的元素组成。
5.成像系统：透射电镜的成像系统包括投影屏幕、摄像机和电子显微图像处理设备。
通过调整电子透镜系统，可以将电子束上的信息转换成实时图像并显示在投影屏幕上。
二、应用透射电镜在材料科学、生物科学、纳米科学等领域有广泛的应用。
以下是透射电镜的几个主要应用。
1.结构表征：透射电镜可以用于观察材料的结构和形貌。
它能够提供高分辨率的图像，揭示物质的晶体结构、晶体缺陷、晶界和相界等微观结构信息。
2.成分分析：透射电镜结合能量散射光谱仪（EDS）可以分析样品中元素的组成。
EDS通过测量样品上散射电子的能量，确定样品中元素的成分和含量。
3.纳米材料研究：透射电镜可以研究和制备纳米尺寸的材料。
通过观察和测量纳米材料的形貌、尺寸和结构，可以了解纳米材料的特性和性能，并指导纳米材料的设计和合成。
透射电镜衍射成像原理
透射电镜衍射成像原理
透射电镜是一种高级显微镜，利用电子束来成像样品的内部结构。
透射电镜的成像原理是基于电子的波粒二象性，电子具有波动性，因此可以产生衍射现象。
在透射电镜中，电子束通过样品时会发生衍射，通过观察样品衍射图样可以得到样品的内部结构信息。
透射电镜的成像原理主要包括以下几个方面：
1. 衍射：当电子束穿过样品时，与样品原子相互作用，会发生衍射现象。
电子束的波长通常在纳米级别，与可见光波长相当，因此可以得到高分辨率的图像。
样品的晶格结构会影响电子的衍射图样，通过分析衍射图样可以确定样品的晶格结构和原子排列。
2. 焦点：透射电镜的成像是通过电子透镜进行调焦来实现的。
透射电镜中的透镜由电磁场产生，可以调节电子束的聚焦和散焦。
透射电镜的透镜系统通常包括透镜、准直器和透镜孔径，通过调节透镜的参数可以获得清晰的电子图像。
3. 探测器：透射电镜的探测器通常是电子学传感器，可以将电子束转换为电子信号。
通过调节探测器的灵敏度和增益，可以获取高质量的电子图像。
透射电镜的探测器通常具有高灵敏度和低噪声，可以获取高分辨率的图像。
透射电镜的成像原理是基于电子的波粒二象性，通过电子的衍射现象和透镜系统的调焦来实现高分辨率的图像获取。
透射电镜在材料科学、生物学和纳米技术等领域具有重要的应用价值，可以帮助科学家研究样品的内部结构和性质。
透射电镜的发展将进一步推动科学研究的进步，为人类社会的发展做出贡献。
tem透射电镜原理
tem透射电镜原理一、介绍透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）是一种使用电子束替代光束进行成像的高分辨率显微镜。
TEM透射电镜原理基于电子在物质中的透射和散射过程，通过探测透射电子的强度和角度来获取样品的结构和成分信息。
本文将深入探讨TEM透射电镜的原理及相关技术。
二、TEM透射电镜构成TEM透射电镜主要由电子源、准直系统、透射系统、成像系统和检测系统等组成。
1. 电子源电子源是TEM透射电镜的核心部件，常用的电子源有热阴极电子源和场发射电子源。
热阴极电子源通过将阴极加热产生热电子发射，而场发射电子源则通过在阴极上施加电场使电子从电子表面逸出。
2. 准直系统准直系统主要用于使电子束平行和聚焦，其中包括准直透镜和聚焦透镜。
准直透镜通过调节电场强度和方向来纠正电子束的倾斜和离轴度，而聚焦透镜则聚焦电子束到样品上。
3. 透射系统透射系统由样品台和样品支架组成，样品台用于放置样品并调节其位置，样品支架用于固定样品。
透射系统需要保持较高的真空环境，以避免电子束与大气分子的散射和吸收。
4. 成像系统成像系统是TEM透射电镜的重要组成部分，它由投影透镜、中间透镜和物镜透镜构成。
投影透镜用于将透射电子束聚焦到中间透镜上，中间透镜通过改变电子束的角度和位置来控制成像。
物镜透镜则进一步聚焦电子束并形成样品的显微图像。
5. 检测系统检测系统负责接收透射电子束通过样品后所得的信号，并将其转换为数字图像。
常见的检测器有荧光屏、透射电子束照相机和透射电镜扫描仪等。
三、TEM透射电镜原理TEM透射电镜的原理是基于电子在物质中的透射和散射过程。
当透射电子束通过样品时，它们与样品中的原子和电子相互作用，发生散射和透过过程。
散射会改变电子束的方向和能量，而透过则使电子束无散射地穿过样品。
透射电子的强度和角度是获取样品信息的重要参数。
强度反映了透射电子束通过样品的衰减程度，可以获得样品的吸收信息；角度则表示了透射电子的散射情况，可以获得样品的晶体结构和形貌信息。
《透射电镜原理》课件
构。
立体感强
透射电镜的图像具有很强的立体感 ，能够呈现出样品的层次感和深度 。
色彩丰富
透射电镜的图像可以通过不同的染 色技术呈现出丰富的色彩，增强视 觉效果。
透射电镜的图像解析步骤
图像获取
通过透射电镜获取样品的图像。
特征提取
从图像中提取出样品的主要特征，如细胞核 、细胞质等。
。
透射电镜的维护与保养
定期清洁透射电镜的镜筒和样品室，保持清洁度。 定期更换透射电镜的灯丝，保证电子源的正常工作。
检查透射电镜的真空系统和气体系统是否正常工作，确 保电子束传输畅通无阻。
定期进行校准和维护，确保透射电镜的各项参数准确性 和稳定性。
透射电镜的图像解
05
析
透射电镜的图像特点
高分辨率
复型样品制备
总结词
复型样品制备是为了保护原样品，将其复制成另一种材料并制成薄膜，以便在电镜中观察其微观结构 。
详细描述
复型样品制备通常采用硅橡胶、环氧树脂等材料作为基质，将原样品放置在基质中，经过聚合、固化 等步骤后，将原样品取出，留下一个与原样品相似的薄膜。制备过程中需要注意控制温度和压力，以 确保复型样品的准确性和稳定性。
冷冻样品制备
总结词
冷冻样品制备是为了保持生物样品的活 性和天然状态，将样品快速冷冻并制成 薄膜，以便在电镜中观察其微观结构。
VS
详细描述
冷冻样品制备通常采用液氮等低温介质将 生物样品迅速冷冻，然后将其转移到冷冻 切片机中进行切片。制备过程中需要严格 控制温度和切片的厚度，以确保样品的结 构和成分不受影响。同时，冷冻样品制备 还可以用于观察细胞内部的结构和动态过 程。
透射电镜衍射成像原理
透射电镜是一种利用电子束而不是可见光进行成像的显微镜。
它的原理基于电子的波动性和衍射现象，以下是透射电镜衍射成像的基本原理：
1. 电子源和加速器：透射电镜使用电子作为成像信号。
首先，通过热发射或场发射等方式产生电子束，然后利用电场或磁场对电子束进行加速，使其获得足够高的动能。
2. 样品与透射：样品通常是极薄的切片，这样电子束可以透过样品，而不是被样品表面所反射。
透射电镜的样品制备十分复杂，通常需要采用离心切片或者离子薄化技术来获得足够薄的样品。
3. 衍射：当高速电子束穿过样品时，会与样品中的原子产生相互作用。
在这个过程中，电子将发生衍射，类似于光波在晶体中衍射的现象。
样品中的原子排列方式会导致电子束的衍射，形成衍射图样。
4. 透射电子成像：透射电子衍射图样被收集并转换为图像。
这种图像显示出样品的内部结构信息，可以提供比光学显微镜更高的分辨率。
通过调节电子束的焦距、强度以及探测器的设置，可以获取不同深度和不同角度下的样品结构信息。
总的来说，透射电镜衍射成像的原理是利用电子的波动性和样品晶体
结构对电子的衍射现象，从而实现对样品内部结构的高分辨率成像。
这种技术在生物学、材料科学、纳米技术等领域都有广泛的应用。
透射电镜的原理
透射电镜的原理透射电镜（Transmission Electron Microscope, TEM）是一种利用电子束来观察样品内部微观结构的高分辨率显微镜。
它的原理是利用电子的波粒二象性，通过透射样品并对透射电子进行成像，从而获得样品内部的高分辨率图像。
透射电镜的原理主要包括电子发射、电子透射、成像和检测四个主要步骤。
首先是电子发射。
透射电镜使用的电子源通常是热阴极，通过加热阴极，使其发射出高速电子。
这些电子经过加速和聚焦后形成电子束，用于透射样品。
其次是电子透射。
电子束穿过样品时，会与样品中的原子核和电子发生相互作用，产生散射和吸收。
透射电子束的强度和方向会受到样品内部结构的影响，因此可以通过测量透射电子的强度和方向来获取样品的内部结构信息。
然后是成像。
透射电镜使用电磁透镜来对透射电子进行成像。
透射电子束通过样品后，会被透镜聚焦成一个细小的电子束，然后投射到感光底片或电子传感器上，形成样品的高分辨率图像。
最后是检测。
透射电镜的成像系统会将透射电子束转换成可见的图像，通过调节透镜和检测器的参数，可以获得不同对比度和分辨率的图像。
透射电镜的原理虽然简单，但是在实际操作中需要考虑许多因素，比如样品的制备、透射电子的能量、透镜的性能等。
同时，透射电镜的应用也非常广泛，可以用于生物学、材料科学、纳米技术等领域的研究。
总的来说，透射电镜的原理是利用电子的波粒二象性，通过透射样品并对透射电子进行成像，从而获得样品内部的高分辨率图像。
它的应用范围广泛，对于研究微观结构和纳米材料具有重要意义。
希望本文能够对透射电镜的原理有一个简要的了解。
透射电镜成像原理
透射电镜成像原理
透射电镜是一种使用电子束对物质样品进行成像的仪器。
它的成像原理是利用电子的波动特性和与物质的相互作用来实现。
首先，透射电镜中的电子枪产生高能电子束，并通过一系列的电磁透镜来聚焦电子束。
聚焦后的电子束通过空气中的减速电场而减速，最终形成一个合适的电子束直径。
然后，减速后的电子束经过一个称为透射电镜样品室的区域。
在这个区域中，待观察的物质样品被放置在一个特制的网状载体上。
电子束通过样品时，一部分电子将被散射或吸收，而另一部分电子将穿过样品并继续前进。
穿过样品的电子束进入投影电子镜系统。
这个系统包括一个透镜和一个投影屏（荧光屏）。
透镜在电子束上对其进行聚焦，使其束斑尺寸变小。
最终，电子束投射到荧光屏上，并在屏幕上形成一个对应于原始样品的图像。
荧光屏中的电子束的强度变化被转化为亮度变化，从而产生像。
透射电镜的成像原理是基于电子的波动性和与物质的相互作用。
通过调整电子束的能量和电子透镜的参数，可以实现对不同样品的高分辨率成像。
这种成像技术广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等领域，提供了对微观结构和化学组成的详细信息。
透射电镜的制样方法
透射电镜的制样方法一、超薄切片法。
1.1 取材。
这可是制样的头一遭，就像盖房子打地基一样重要。
取材的时候得特别小心，要选取咱们感兴趣的部位。
这部位得有代表性啊，不能瞎取。
比如说研究细胞结构的，就得找到细胞长得好、特征明显的那块组织。
而且动作要快，就像抢红包似的，手慢无。
为啥呢？因为组织一旦离开生物体，就开始发生变化了。
1.2 固定。
固定这一步可不能含糊。
就像给组织“定个型”，让它保持生前的状态。
通常会用到化学固定剂，像戊二醛啥的。
把组织泡在里面，就像把东西放在保险柜里一样，稳稳当当的。
这一步要是没做好，后面的观察就全乱套了，那可就是“一着不慎，满盘皆输”。
1.3 脱水。
脱水就像给组织“脱衣服”，把水分一点一点去掉。
用的是一系列不同浓度的乙醇或者丙酮。
这个过程得循序渐进，不能操之过急，不然组织就会被破坏。
这就好比爬山，得一步一个脚印，急不得。
1.4 浸透与包埋。
浸透呢，就是让包埋剂慢慢渗到组织里。
包埋就像给组织做个“小房子”，把它保护起来。
常用的包埋剂有环氧树脂之类的。
这一步就像给宝贝裹上一层保护膜，得仔仔细细的。
1.5 超薄切片。
这可是个精细活，切片要薄得像蝉翼一样。
用超薄切片机来切，切的时候得全神贯注，稍有不慎就会前功尽弃。
切出来的片子就像一片片小雪花，又薄又脆弱。
二、负染法。
2.1 样品准备。
先把要观察的样品处理好，比如说提纯之类的。
这就像把菜洗干净，准备下锅一样。
得把杂质去掉，让咱们想看的东西“干干净净”地呈现出来。
2.2 负染。
用重金属盐溶液来进行负染。
这就像给样品穿上一件深色的“衣服”，让它在电镜下更明显。
染的时候要控制好量，多了少了都不行，就像炒菜放盐，得恰到好处。
三、冷冻制样法。
3.1 冷冻固定。
直接把样品快速冷冻，让它瞬间定格。
这就像给样品来了个“急冻魔法”。
这样能最大程度地保持样品的原始状态，避免化学固定带来的一些变化。
3.2 冷冻超薄切片。
在冷冻的状态下进行超薄切片。
这可不容易，就像在冰上雕刻一样，需要特殊的设备和技术。
电镜的基本原理(1)透射电镜
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在台湾只要往有山的道路上走一走，就随处都可看到「农 舍」变「精舍」，山坡地变灵塔，无非也是为了等到死后，
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透射电子显微镜的样品处理
样品的一般制备方法 1、粉末样品可将其分散在支持膜上进行观察。
2、直接制成厚度在100－200nn之间的薄膜样品，观 察其形貌及结晶性质。一般有真空蒸发法、溶 液凝固(结晶)法、离子轰击减薄法、超薄切片 法、金届薄片制备法。
3、采用复型技术，即制作表面显微组织浮雕的复形
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光学显微镜的分辨率为光波波长的一半(约为2000Å)，
眼睛的分辨率为0.2mm，因此光学显微镜最大放大倍数为
1000倍, 超过这个数值并不能得到更多的信息，而仅仅是
将一个模糊的斑点再放大而已．多余的放大倍数称为空放
大。
• 为了看清楚原子．电镜必须有优于2.5 Å的原子尺寸的 分辨率和50万~100万倍的放大倍数，否则就不能在底片 上记录下原子的存在。目前200kV电镜的技术水平已达到 放大倍数100万倍，点分辨率1.9 Å，晶格分辨率1.4 Å．目 前最高水平仪器的品格分辨率可达０.５ ．基本可以在底 片上记录下原于的存在，清晰地反映原子在空间的排列．
个原于的显微镜，并且还能进行纳米尺度的晶
体结构及化学组成分析，成为全面评价固体微 观结构的综合性仪器．
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电子显微镜利用电磁透镜使电子束聚焦成 像，具有极高的放大倍数和分辨率，可以洞察 物质在原子层次的微观结构．但是高聚物和生 物大的结构本身又容易在 电子束的照射下产生损伤，因此像的反差及清 晰度不高。英国医学研究委员会分子生物实验 室的A Klug博士，把衍射原理与电子显微学巧 妙地结合在一起，发展了一整套图像处理方法， 把生物标本的电子显微像的分辨率提高到可以 观察生物分子内部结构的水平．并用它研究了 核酸—蛋白质构成的染色体的结构，对细胞分 化和癌症起因的探讨起到了重要作用，因而获 得了1982年诺贝尔化学奖．这也为从分子水平 上阐明高聚物的结构和弄清高聚物结构与性能 的关系开辟了新的前景。
透射电镜组织处理
透射电镜组织处理
透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）是一种强大的显微镜技术，可以对材料的内部结构和组织进行高分辨率的观察。
为了进行透射电镜观察，材料通常需要经过一系列处理步骤以准备样品。
下面是一般的透射电镜组织处理步骤：
1.采样和切片：从原始材料中采集要观察的样品，并使用显
微切割机或离心切片机将样品切片成适当的厚度（通常是
几十到几百纳米）。
2.修剪和固定：根据需要，选择感兴趣的样品区域，修剪并
将其固定在载玻片或网状膜上，以便在电镜中进行观察。
3.固定剂处理：为了保持样品的原始结构和形态，通常使用
特定的固定剂处理样品。
例如，常用的固定剂有冷冻醇、
蛋白质交联剂（如缩醛或戊二醛）等。
4.重金属染色：为增加样品的对比度，某些样品可能需要进
行染色处理。
重金属染色剂（如铀酸或铋酸）通常用于染
色，以增强电子束与样品的相互作用。
5.脱水和浸透：为了进一步固化样品并保持其结构，通常使
用乙醇或丙酮等有机溶剂进行脱水处理，并使用一些合适
的浸透剂（如酮树脂或环氧树脂）浸透样品。
6.切片和显影：将浸透好的样品切成适当的薄片（通常是50
至100纳米），并使用硝酸铋等显影剂处理样品，以增强
对比度。
7.观察：将处理好的样品放入透射电镜中，利用电子束穿过
样品观察样品的内部结构和组织。
需要注意的是，透射电镜组织处理的具体步骤和条件可能会根据不同的样品类型和目的而有所不同。
高分辨透射电镜的原理
高分辨透射电镜的原理
高分辨透射电镜（High-ResolutionEmissionTomography,HRET）是一种高分辨率的显微成像技术，它以高分辨的电子探针（ElectronProbe）作为主要成像工具。
它可获得原子分辨率的三维图像。
与其他显微成像技术相比，HRET具有下列优点：
1.获得的图像比电子探针观察到的高一个数量级；
2.对样品无破坏性；
3.图像质量高，分辨率可达0.1纳米；
4.可获得样品表面精细结构和信息；
5.可观察样品表面或内部细微结构，且不受样品厚度限制；
6.扫描速度快，每秒可扫描数百张图片。
高分辨透射电镜的工作原理是：电子探针在透射电镜中通过电子束轰击样品时，被激发的电子或离子被偏转到样品表面的不同部位，并在这些部位产生新的电子或离子。
这些被偏转的电子或离子分别向各自相反的方向运动。
偏转后，原来被激发到样品表面的电子或离子又回到原来的位置。
这样，就可以通过扫描电镜记录下来。
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铁矾苏木精法
细胞一般结构及细胞分裂时期 的优良染剂，细胞分裂时期的 染色体染成黑色
高碘酸－席夫反应法 植物组织染成不同程度的红色，
（PAS法）
可将纤维素细胞壁及淀粉粒染 成红色
染料介绍
细胞壁的染料 酸性品红 番红 固绿 甲苯胺蓝 苏木精 结晶紫 亮绿 苏丹IV
细胞核染料 碱性品红 苏木精 洋红 番红 地
材，也可将组织修成（1×1×2）mm大小长条形， 之后再进行分割。
(3)减小损伤，切割器械锋利，操作轻，避免牵拉、 挫伤与挤压组织。
(4)低温操作，最好在低温(0℃～4℃)下进行，降低 酶的活性。所用器具和固定液都应预冷。
(5)取材部位要准确。
1.2 取材方法 材料放在洁净的韧性较大的纸上 滴上预冷的固定液 用刀片将组织切下并修小 用牙签或镊子将组织块移至盛有预冷 的固定液的小瓶中。
※加入5%甘油可防固定液蒸发和材料变 硬。
卡诺固定液
纯酒精 氯仿 冰醋酸
1 1Байду номын сангаасml
5ml
2 30ml 5ml 1ml
渗透迅速，固定根尖和花药只需30-60分钟， 但固定时间不能太久，一般不超过一天
半薄切片
切片厚度：0.5~5um 切片捞到载玻片上
▲半薄切片染色
染色方法 番红－固绿对染法
现象 木质化的细胞壁及细胞核－红 纤维素的细胞壁及细胞壁－绿
会变软
黏度低，可较好地渗透具有硬的木 质化细胞壁的植物细胞、脂肪含量 图像对比度较 很高的内胚乳、高度液泡化的成熟 弱 果实,电子束照射下稳定
聚合均匀，收缩量很小，超薄切片 可直接沾在没有支持膜的载网上， 电子束照射下十分稳定，用重金属 染色时易着色。
◆水溶性树脂－丙烯酸类树脂
LR White、 Lowicryls、GMA、PEG 等， 适于进行组织化学和细胞化学研究的样品 制备。 适于低温包埋，通常用于免疫电镜样品的 制备。
●分子较大,渗透速度缓慢,但反应迅速,均匀固定深度0.25㎜； ●固定时间一般为1-2小时,时间太长易使组织变脆,切片困难； ●锇酸固定液常用浓度：1％－2％;
极易挥发，对粘膜、角膜毒性极大,操作要十分小心!
(2)戊二醛 ( C5H8O2)--glutaraldehyde
※有效保存组织细微结构,对蛋白质的固定效果好； ※渗透力强,渗透速度快,较好的固定糖原、核蛋白、微管、
（碱性）
衣红 结晶紫
细胞质染料 酸性品红 甲苯胺蓝 曙红 固绿
（酸性）
苦味酸
各种荧光染料
染色原则：先用碱性染料染再用酸性染料染
半薄切片：免疫荧光 （LRWhite包埋）
半薄切片图片
三、刀具介绍
玻璃刀
钻石刀
超薄切片机
型号：LEICA ULTRACUT R
谢谢！
超薄切片图片
二、半薄切片技术介绍
半薄切片主要步骤
★取材 ★固定 ★漂洗、脱水 ★渗透、包埋 ★半薄切片 ★半薄切片染色
每一步都是关 键,任何环节的 疏忽都会导致 制片的失败
FAA固定液
（福尔马林5-冰醋酸5-70%酒精90）半薄/石蜡切片
※一般固定根、茎、叶、花药、子房组 织切片。
※幼嫩材料用50%酒精代替70%酒精， 防止材料收缩；
5.2 超薄切片 超薄切片机：LEICA ULTRACUT R
超薄切片厚度: <100nm,一般 50-70nm
5.3 载网和支持膜
(1) 载网(超薄)
载网
铜网 (常用)
不锈钢网
镍网
(免疫电镜)
直径：2-3mm，厚度：0.03-0.02mm
5.3 载网和支持膜
(2) 载网支持膜 膜的要求:透明无结构,并能承受电子束的轰击. 支持膜的种类:
• 脱水过程中应在70%脱水剂中4℃停留或过 夜,过度脱水不仅引起更多物质的抽提，而 且会使样品发脆，造成切片困难;
• 置换用脱水剂：环氧丙烷（Epon812）、 二甲苯（石蜡）。
4 渗透和包埋、聚合
4.1渗透 渗透就是利用包埋剂渗入到组织内部 取代脱水剂的过程。
包埋剂在单体状态时(聚合前)为液体， 能够渗入组织内，当加入某些催化剂， 经加温或其他条件，能聚合成固体， 以便进行超薄切片。
(2)超薄切片后染色
醋酸双氧铀-柠檬酸铅双染
铀染:细胞核及结缔组织染色 铅染:提高细胞质成分的反差
1）前固定（固定液体积是固定材料的十倍以上，材料不堆积）
3%戊二醛 in 0.1M PBS ,ph7.2，室温5-6h，后4°C保存
2）漂洗： 0.1M PBS Ph7.2 充分漂洗3-4次，20-30Min/次 3）后固定
4.2 包埋、聚合
包埋操作：
将组织块包埋在多孔橡胶包埋模板中 或胶囊中，一定条件下可聚合硬化， 形成包埋块。
包埋管
1
胶囊
包埋板
常用的包埋剂
◆环氧树脂(epoxy resin)
Epon812 Spurr Araldite
吸潮性很强，
渗透效果好，切片的图像对比度强，潮湿和炎热的
电子束照射下稳定
环境下，树脂
包埋操作中的注意事项 §所有试剂要防潮，最好存放在干燥器中； §所用器皿应烘干； §配包埋剂时，每加入一种试剂要搅拌均匀； §包埋时动作要轻巧，防止产生气泡； §盛放过包埋剂的容器要及时用丙酮清洗干净. §皮肤尽量不要接触包埋剂，以免引起皮炎；
5 超薄切片
5.1修块 削去表面的包埋剂，露出组织，然后在组 织的四周以和水平面成45度的角度削去包 埋剂，修成金字塔形，顶面修成梯形或长 方形，每边的长度为0.2mm～0.3mm。
构的研究均可作为固定剂；
※只用于某些常用固定剂难以固定的植 物和酵母样品，且一般不需要用锇酸 后固定.
3漂洗、脱水
3.1漂洗 漂洗的目的: ☆组织固定后脱水前的漂洗:
清除残留固定剂,减小固定剂和脱水剂之间 的反应，避免沉淀物干扰超微结构的观察.
☆双重固定中,在锇酸固定前的漂洗: 避免锇酸与戊二醛反应生成细小而致密的 饿沉淀，破坏细胞结构.
3.2 脱水
• 目的 将组织内的游离水彻底清除,保证 包埋介质完全渗入组织内部。
• 方法 用一种和水及包埋剂均能相混溶 的液体来取代水,常用的脱水剂是 乙醇和丙酮。
注意事项
• 脱水梯度逐级进行, 急剧脱水会引起细胞收 缩。（ 30% →50%→70%→80%→95%→100%→100%）;
• 更换溶液动作要快。长时间暴露空气中会 在组织内外产生微小气泡，影响渗透；
1%锇酸固定 in 0.1M PBS，4°C overnight
4）漂洗： 0.1M PBS Ph7.2 充分漂洗3-4次，20-30Min/次 5）系列脱水：30%-50%-70%（4°C, overnight,可以停下）-80%-
95%-100%-100%） 用丙酮置换乙醇： 乙醇:丙酮=1:1，纯丙酮2次， 每级20-30分钟
半薄/超薄切片技术
董凤琴
2010-3
背景：
肉眼 光学显微镜 透射电镜
分
辨 0.2mm 0.2µm
率
0.2nm
可观察 可观察细胞 可观察细胞内的
头发丝、的结构 结构,分辨DNA、
应 双面刀
用 范
刀刃的
(最大有效倍 数:1000)
围 厚度
蛋白质等生物大 分子、单个金属 原子（放大倍数可
达百万倍）
观察半薄切片 观察超薄切片
植物材料的取材可以先切成薄片，经适 当固定后再切成小方块继续固定。
2 固定 (抽气)
2.1 固定的目的
︾ 采用物理、化学等方法迅速杀死细胞的过 程称之为固定。
︾ 目的是尽可能使细胞中的各种细胞器以及 大分子结构保持生活状态，牢固地固定在 它们原来所在的位置上，不发生位移。
︾ 良好的固定是获得精细结构的形态学图象 的关键。
火棉胶膜 聚乙烯醇缩甲醛膜(formvar膜) 碳膜 膜的厚度:10nm～20nm
6 超薄切片的染色
目的: 增强样品的反差,提高图象的清晰度.
常用染色剂: 重金属盐 各种染料
▲超薄切片染色
常用的染色剂: 醋酸铀和柠檬酸铅。 染色方法：
(1) 组织块染色 在脱水至70%乙醇时，将组织块放在用
70%乙醇配制的饱和醋酸铀溶液中，染色 时间2小时以上，或在冰箱中过夜。
(3)甲醛-Formaldehyde ※渗透组织的能力比戊二醛强，对于致密组织
（种子）固定作用好； ※细胞精细结构保存质量不如戊二醛，但酶活
性的保存优于戊二醛； ▼缺点：不能较好的固定细胞基质，脱水后大
部分细胞基质将丢失；
＊常用多聚甲醛－戊二醛的混合固定液。
(4)高锰酸钾
※强氧化剂，较好固定脂蛋白; ※对神经髓鞘、叶绿体及其他各种膜结
半薄切片
？
超薄切片
一、超薄切片技术介绍
超薄切片的基本要求:
固定地好 渗透包埋地好 切地好 载网膜做地好 染地好
超薄切片主要步骤
★取材 ★固定 ★漂洗、脱水 ★渗透、包埋 ★超薄切片 ★超薄切片染色
每一步都是关 键,任何环节的 疏忽都会导致 制片的失败
1 取材
1.1 取材的基本要求 (1)动作迅速，取材后快速放入固定液中； (2)体积要小，一般1㎜3，如果来不及，例如野外取
6）渗透
丙酮:树脂=2:1， 1:1（可以停下了，overnight） ，1:2 2-3h/级 纯树脂12h， 换纯树脂12h （从进入树脂开始更要严格防潮！）
7）包埋聚合 60°C 24hr
注意：免疫电镜时不用锇酸固定，树脂换成LRWhite等水溶性树脂，固 定液可以是1.25%戊二醛+1.25%多聚甲醛 in 0.1M PBS Ph 7.2
内质网和细胞基质、有丝分裂的纺锤丝及胞饮小泡等；