透射电子显微镜的应用

　　透射电子显微镜是使用Z为广泛的一类电镜，具有分辨率高、可与其他技术联用的优点。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。

透射电子显微镜的应用领域

　　1、材料领域

　　材料的微观结构对材料的力学、光学、电学等物理化学性质起着决定性作用。透射电子显微镜作为材料表征的重要手段，不仅可以用衍射模式来研究晶体的结构，还可以在成像模式下得到实空间的高分辨像，即对材料中的原子进行直接成像，直接观察材料的微观结构。

　　2、物理学领域

　　在物理学领域中，电子全息术能够同时提供电子波的振幅和相位信息，从而使透射电子显微镜在磁场和电场分布等与相位密切相关的研究上得到广泛应用。目前，透射电子显微镜结合电子全息已经应用在测量半导体多层薄膜结构器件的电场分布、磁性材料内部的磁畴分布等方面。

　　3、化学领域

　　在化学领域，原位透射电子显微镜因其超高的空间分辨率为原位观察气相、液相化学反应提供了一种重要的方法。利用原位透射电子显微镜进一步理解化学反应的机理和纳米材料的转变过程，以期望从化学反应的本质理解、调控和设计材料的合成。目前，原位电子显微技术已在材料合成、化学催化、能源应用和生命科学领域发挥着重要作用。透射电子显微镜可以在极高的放大倍数下直接观察纳米颗粒的形貌和结构，是纳米材料Z常用的表征手段之一。

　　4、生物学领域

　　在生物学领域，X射线晶体学技术和核磁共振常被用来研究生物大分子的结构，已经能够将蛋白质的位置精度确定到0.2nm，但是其各有局限。X射线晶体学技术基于蛋白质晶体，研究的常常是分子的基态结构，而对解析分子的激发态和过渡态无能为力。生物大分子在体内常常发生相互作用并形成复合物而发挥作用，这些复合物的结晶化非常困难。核磁共振虽然能够获得分子在溶液中的结构并且能够研究分子的动态变化，但主要适合用来研究分子量较小的生物大分子。

　　近年来冷冻透射电子显微镜技术突破了冷冻成像和图像处理瓶颈，发展成为当今结构生物学广泛应用的新兴技术。它可以以快速、GX、简易、高分辨率解析高度复杂的超大生物分子结构，在很大程度上超越了传统的X射线晶体学技术。

透射电子显微镜的发展趋势

　　透射电子显微镜的发展趋势有三个方面：

　　1、透射电子显微镜本体硬件的进一步发展

　　从透射电子显微镜的发展历史来看，随着技术的进步，各种新技术被应用于透射电子显微镜的制作工艺中，从而导致其硬件性能的不断改善。20世纪30年代末期发明的diyi代TEM的分辨率只有3nm，到了50年代达到优于1nm，而在90年代一些特制的TEM更达到了0.1nm。有理由相信在制作透射电子显微镜硬件方面的进步将持续下去。这种进步将表现为新一代TEM的性能越来越好，使用越来越方便，对于操作人员的要求越来越简单。

　　2、透射电子显微镜所属附件的进一步发展

　　早期透射电子显微镜作为一种高分辨率、高倍率的显微镜，只是光学显微镜的一个技术延伸。但随着电子显微学理论和实践的不断发展、积累，人们发现、开发了透射电子显微镜的许多新功能，使透射电子显微镜成为了一种综合性分析仪器。直到Z近，一些新的透射电子显微镜附件还在不断地被发明出来。比如，图像过滤器就是近十年来开发出来的新附件。在未来的年代里，我们依然有理由期待一些更新、更好、更易操作的附件被发明出来，从而为透射电子显微镜增加新功能，或进一步提高透射电子显微镜的现有功能和分析测试精度。

　　3、透射电子显微镜实验结果的自动化分析

　　随着现在计算机科学的迅速进步，作为现代科学技术分析器的透射电子显微镜也越来越依赖于计算机的使用。事实上，透射电子显微镜硬件的进步是与计算机控制系统的不断进步无法断然分开的。但是，即使今天对于透射电子显微镜的实验结果也还需要使用大量的人力进行分析。在这一方面我们完全有理由相信随着新的电子显微学理论的进展以及新的计算机软件开发的成功，未来对于透射电子显微镜的实验结果分析的自动化程度将进一步提高，从而大大提高工作效率。