电子显微镜的概述

    一、透射电子显微镜

    1.透射电子显微镜概述

    透射电子显微镜（TEM）是指利用电子枪发出的高能电子束照射超薄样品,透射电子经电磁透镜多次放大后成像的装置。其原理为样品不同部分对电子束的散射程度不同。主要用于观察样品精细结构

    透射电子显微镜的分辨本领是指电镜处于最佳状态时的分辨率。

    2.透射电子显微镜的基本构造

    （1）照明系统:电子枪、聚光镜

    （2）成像系统:电磁透镜（物镜、中间镜、投影镜等）

    （3）真空系统

    （4）记录系统:荧光屏or感光底片

    3.透射电子显微镜的样品制备

    （1）超薄切片技术:固定→包埋→切片→染色

    ①固定:使样品的形态、结构与性质尽可能不发生变化。

    固定剂的种类:锇酸、戊二醛、高锰酸钾

    ②包埋:使样品的精细结构在切片中得到支撑,获得的超薄切片连续完整并有足够的强度,耐电子轰击、耐高温、耐真空蒸发。包埋前常需脱水处理。

    包埋剂的要求:

    A.高倍放大时不显示本身结构

    B.聚合时不发生明显收缩

    C.具有良好的机械性能

    包埋剂的种类:环氧树脂

    ③切片:切片厚度的调控通常通过金属热膨胀或机械伸缩。

    ④染色:通常通过重金属盐对样品染色以形成明暗差,得到黑白图像。

    常用重金属盐

    A.锇酸-脂质

    B.铅盐-蛋白质

    C.醋酸铀-核酸

    （2）负染色技术

    负染色技术是指对背景染色的技术。通过用重金属盐对铺展在载网上的样品染色,使电子密度高的重金属盐布满整个载网,而凸出载网表面的样品则没有染料沉积,从而使背景散射电子能力增强,而样品散射电子能力减弱,以此衬托出样品的精细结构。

    负染色技术适合于观察生物大分子组成的结构,如:病毒、核糖体等。

    （3）冰冻刻蚀技术

    冰冻刻蚀技术主要用于观察膜断面表面形貌与膜断面蛋白质,样品无需包埋、固定,能够更好的反应样品的真实结构。

    ①冰冻断裂:在液氮中将样品迅速冷冻,之后在低温、真空环境下用冰刀将其切断。由于断面的冰在真空中少量升华,可以增强刻蚀效果。

    ②刻蚀复型:用金属铂进行倾斜喷涂,以形成电子反差,再用碳垂直于断面进行真空喷涂,形成连续碳膜,以复制样品的表面形貌。再用消化液消除样品本身,之后将之移到载网上用电镜观察。

    二、扫描电子显微镜

    1.扫描电子显微镜概述

    扫描电子显微镜（SEM）是指利用高能电子束扫描样品,激发样品表面产生二次电子,进而依据样品不同部位产生二次电子数量的多少而成像的装置。主要用于观察样品表面形貌。

    2.扫描电子显微镜的样品制备

    （1）喷镀技术

    在样品表面喷涂一层金膜,以增强其导电性。

    （2）CO2临界点干燥法

    将样品浸入液态CO2中,在临界温度之上使CO2以气态逸出,由于没有气液相面产生,因此不存在表面张力,故能够保持样品的表面形貌。