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大家好！今天普拉特澤生物繼續(xù)帶大家一起學習新實驗——透射電鏡，透射電子顯微鏡（Transmission Electron Microscope，簡稱TEM），作為一種高分辨率、高放大倍數(shù)的電子光學儀器，在材料科學、生物學、物理學等眾多領域發(fā)揮著重要作用。它利用波長極短的電子束作為光源，能夠觀察到光學顯微鏡下無法看清的亞顯微結(jié)構(gòu)或超微結(jié)構(gòu)，為我們揭示物質(zhì)的微觀世界提供了強大的工具。普拉特澤生物病理實驗平臺長期為大家提供透射電鏡代做外包服務，本文跟大家分享透射電鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理。

一、透射電鏡的結(jié)構(gòu)

透射電鏡主要由電子光學系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和電源與控制系統(tǒng)三大部分組成。其中，電子光學系統(tǒng)是透射電鏡的核心部分，包括照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和觀察記錄系統(tǒng)。

①照明系統(tǒng)：主要由電子槍和聚光鏡組成。電子槍發(fā)射電子，經(jīng)聚光鏡會聚成一束尖細、明亮而又均勻的光斑，照射在樣品上。電子槍分為熱陰極電子槍和場發(fā)射電子槍兩種，其中場發(fā)射電子槍具有更高的亮度和穩(wěn)定性。

②成像系統(tǒng)：包括物鏡、中間鏡和投影鏡。物鏡是放大率很高的短距透鏡，用于放大電子像；中間鏡為可變倍的弱透鏡，用于對電子像進行二次放大；投影鏡為高倍的強透鏡，用于放大中間像后在熒光屏上成像。

③觀察記錄系統(tǒng)：主要包括熒光屏和照相機。熒光屏將電子影像轉(zhuǎn)化為可見光影像以供使用者觀察；照相機用于記錄影像，現(xiàn)代電鏡往往還配備有慢掃描CCD相機，用于記錄高分辨像和一般的電子顯微成像。

二、透射電鏡的成像原理

透射電鏡的成像原理基于電子與物質(zhì)的相互作用。電子槍發(fā)射的電子束在真空通道中沿著鏡體光軸穿越聚光鏡，會聚成一束尖細、明亮而又均勻的光斑，照射在樣品上。電子束與樣品中的原子發(fā)生碰撞，產(chǎn)生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關，因此可以形成明暗不同的影像。

透過樣品的電子束攜帶有樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息，經(jīng)過物鏡的會聚調(diào)焦和初級放大后，電子束進入下級的中間透鏡和第1、第2投影鏡進行綜合放大成像。最終被放大的電子影像投射在觀察室內(nèi)的熒光屏板上，熒光屏將電子影像轉(zhuǎn)化為可見光影像以供使用者觀察。

在成像過程中，可以通過選擇不同的成像模式（如明場成像、暗場成像、中心暗場成像等）來觀察樣品的不同特征。例如，明場成像只讓中心透射束穿過物鏡光欄形成的衍襯像，用于觀察樣品的整體形貌和結(jié)構(gòu)；暗場成像只讓某一衍射束通過物鏡光欄形成的衍襯像，用于觀察樣品的局部結(jié)構(gòu)和細節(jié)。

三、透射電鏡的應用

透射電鏡在材料科學、生物學、醫(yī)學等領域有著廣泛的應用。例如，在材料科學中，透射電鏡可以用來觀察材料的微觀結(jié)構(gòu)和缺陷，為材料的設計和制備提供重要依據(jù)；在生物學中，透射電鏡可以用來觀察細胞內(nèi)部的超微結(jié)構(gòu)，如細胞器、細胞膜等；在醫(yī)學中，透射電鏡則可以用來診斷疾病和研究藥物的作用機制等。

透射電子顯微鏡作為一種強大的分析工具，在材料科學、生物學、醫(yī)學等領域發(fā)揮著重要作用。通過其獨特的結(jié)構(gòu)和成像原理，我們能夠觀察到原子尺度的結(jié)構(gòu)，揭示材料的本質(zhì)性質(zhì)。隨著科技的不斷發(fā)展，透射電子顯微鏡的性能將不斷提高，為科學研究提供更強大的支持。

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