透射电镜的用途

　　透射电镜全称透射电子显微镜，是用于观察组织细胞超微结构的大型精密电子仪器。透射电镜广泛应用于工农业生产、材料学、考古学、生物学、组织学、病毒学、病理学和分子生物学等研究领域中。

透射电镜在生物学的应用

　　1、细胞学

　　由于超薄切片技术的出现和发展，人类利用透射电镜对细胞进行了更深入的研究，观察到了过去无法看清楚的细胞超微结构。例如，用透射电镜观察到了生物膜的三层结构以及细胞内的各种细胞器的形态学结构等。

　　2、发现和识别病毒

　　许多病毒，尤其是肿瘤病毒就是用透射电镜发现的。透射电镜也为病毒的分类提供了Z直观的依据，例如SARS病毒就是首先在透射电镜下观察到并确认是病毒而不是支原体的。

　　3、临床病理诊断

　　生物体发生疾病都会导致细胞发生形态和功能上的改变，通过对病变区细胞的透射电镜观察就可以为疾病诊断提供有力依据。例如目前透射电镜在肾活检、肿瘤诊治中发挥了重要作用。

　　4、免疫学

　　电镜技术与生命科学中新兴起的技术相结合，促进了新技术的应用。例如电镜技术与免疫学技术相结合产生了免疫电镜技术，它可以对细胞表面及细胞内部的抗原进行定位，可以了解抗体合成过程中免疫球蛋白的分布情况等。

　　5、细胞化学

　　研究细胞内各种成分在超微结构水平上的分布情况以及这些成分在细胞活动过程中的动态变化，以阐明细胞的化学和生化功能。其中Z主要的是蛋白质(尤其是酶的细胞内定位)，其次是核酸、脂肪、碳水化合物及无机离子的定位。该技术促进了形态学和生物化学的结合，使生命科学的研究进入了新的水平。

透射电镜在材料科学中的应用

　　材料科学研究的对象是制造设备和产品的金属、半导体、塑料等，以及工艺技术，例如研究如何制造出更小、品质更好的晶体管，以使计算机的功能更为强大;研究聚合物的电子特性以生产更便宜的手机显示屏;或者分析如何使肌体组织与医用植入物更好地结合。

　　1、表面形貌观察

　　由于电子束穿透样品的能力低，因此要求所观察的样品非常薄，对于透射电镜常用75～200kV加速电压来说，样品厚度控制在100～200nm。

　　复型技术是制备这种薄样品的方法之一，而用来制备复型的材料常选用塑料和真空蒸发沉积碳膜，它们都是非晶体。复型技术只能对样品表面形貌进行复制，不能揭示晶体内部组织结构等信息，受复型材料本身尺寸的限制，透射电镜的高分辨本领不能得到充分发挥，萃取复型虽然能对萃取物相作结构分析，但对基体组织仍然是表面形貌的复制。而由金属材料本身制成的金属薄膜样品则可以Z有效地发挥透射电镜的极限分辨本领;

　　能够观察和研究金属及其合金的内部结构和晶体缺陷，成像及电子衍射的研究，把形貌信息与结构信息联系起来;能够进行动态观察，研究在温度改变的情况下相变的形核长大过程，以及位错等晶体缺陷在应力下的运动与交互作用。复型技术和薄膜样品的形貌观察。

　　2、纳米材料分析

　　现在纳米材料(陶瓷、金属及有机物)、纳米粉体、介孔材料、纳米涂层、碳纳米管、薄膜材料、半导体芯片线宽测量等领域已得到了广泛应用。即使一般材料研究，要得到更多显微结构信息的高分辨率照片，也需要场发射透射电镜。

透射电镜的发展

　　透射电镜的发展主要表现在以下几个方面：

　　①晶体缺陷分析：广义的讲，一切破坏正常点阵周期的结构均称为晶体缺陷，如空位、位错、晶界、析出物等。这些破坏点阵周期性的结构都将导致其所在区域的衍射条件发生变化，使得缺陷所在区域的衍射条件不同于正常区域的衍射条件，从而在荧光屏上显示出相应明暗程度的差别。

　　②组织分析：除了各种缺陷可以产生不同的衍射花纹外，各种不同的晶体微观组织也会对应有不同的像和衍射花纹，通过它们可以在观察组织形貌的同时进行晶体的结构和取向分析。

　　③原位观察：利用相应的样品台，可以在透射电镜中进行原位试验。例如，利用加热台加热样品观察其相变过程，利用应变台拉伸样品观察其形变和断裂过程等。

　　④高分辨显微技术：提高显微镜的分辨率以便更能深入观察研究物质的微观结构，一直是人们不断追求的目标。高分辨率透射电镜利用的是电子束相位的变化，由两束以上的电子束相干成像，在透射电镜分辨率足够高的条件下，所用的电子束越多，图像的分辨率越高，甚至可以用于薄样品原子结构成像。