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透射电镜即透射电子显微镜(简称TEM),通常称作电子显微镜或电镜(EM),是使用Z为广泛的一类电镜。已广泛应用于医学、生物学等各个研究领域,成为组织学、病理学、解剖学以及临床病理诊断的重要工具之一。
透射电镜是一种把经加速和聚集的电子束透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、厚度等相关,因此可以形成明暗不同的影像,影像在放大、聚焦后在成像器件(如荧光屏,胶片以及感光耦合组件)上显示出来的显微镜。
在光学显微镜下无法看清小于0.2微米的细微结构,这些结构称为亚显微结构或超细结构。要想看清这些结构,就必须选择波长更短的光源,以提高显微镜的分辨率。1932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜,电子束的波长比可见光和紫外光短得多,并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比,也就是说电压越高波长越短。目前透射电镜分辨力可达0.2纳米。
按照加速电压分类:
透射电镜按照加速电压可分为低压透射电镜、高压透射电镜和超高压透射电镜。加速电压在200KV以下的是低压透射电镜,在200KV-400KV(包含)之间的是高压透射电镜;加速电压在400KV以上的是超高压透射电镜。
1、低压透射电镜。Z常用的是100KV电镜。这种电镜分辨率高(点0.3nm,晶格0.14nm),但穿透本领小,观察样品必须很薄,约为30~100nm,如细胞和组织的超薄切片、复型膜和负染样品等。相当普及。我校有这样的设备。
2、高压透射电镜。目前常用的是200KV电镜。这种电镜对样品的穿透本领约为100KV电镜的1.6倍,可以在观察较厚样品时获得很好的分辨本领,从而可以对细胞结构进行三维观察。
3、超高压透射电镜。目前已有500KV、1000KV和3000KV的超高压透射电镜。这类电镜具有穿透本领强、辐射损伤小、可以配备环境样品室及进行各种动态观察等优点,分辨率也已达到或超过100KV电镜的水平。在超高压电镜上附加充气样品室,使人们可以观察活细胞内的超微结构动态变化。
按照照明系统分类:
透射电镜按照照明系统可分为普通透射电镜和场发射透射电镜。
按照成像系统分类:
透射电镜按照成像系统可分为低分辨透射电镜和高分辨透射电镜。
按照记录方式分类:
常用的透射电镜按照记录系统分为摄像型透射电镜和CCD型透射电镜。
按照产生电子的方式分类:
常用的透射电镜按照产生电子的方式分为热电子发射型和场发射型。热电子发射型用的灯丝主要有钨灯丝和六硼化镧灯丝;场发射型有热场发射和冷场发射之分。
按照物镜极靴的不同分类:
常用的透射电镜按照物镜极靴的不同分为高倾转、高衬度、高分辨和超高分辨型。
透射电镜系统由以下几部分组成:
电子枪:发射电子。由阴极,栅极和阳极组成。阴极管发射的电子通过栅极上的小孔形成射线束,经阳极电压加速后射向聚光镜,起到对电子束加速和加压的作用。
聚光镜:将电子束聚集得到平行光源。
样品杆:装载需观察的样品。
物镜:聚焦成像,一次放大。
中间镜:二次放大,并控制成像模式(图像模式或者电子衍射模式)。
投影镜:三次放大。
荧光屏:将电子信号转化为可见光,供操作者观察。
CCD相机:电荷耦合元件,将光学影像转化为数字信号。
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