第一章电子显微镜.ppt

第一章 电 子 显 微 镜 electron microscope. EM 第一节 概述 一、电镜的发展简史 二、电镜与光镜的比较 三、电镜的分类 显微镜的发展阶段 光学显微镜阶段　十六世纪末，建立了细胞学　微生物学 电子显微镜阶段　二十世纪早期，促进了细胞生物学　病理学和微生学的发展 扫描隧道显微镜　实现了实时观察单个原子在物质表面排列状态和与表面电子行为有关的物理　化学性质，如DNA、RNA和蛋白质等分子布阵，生物膜、细胞壁等的原子布阵。原子力显微镜 （AFM）、激光力显微镜（LFM）、磁力显微镜（MFM）、弹道电子发射显微镜（BEEM）、扫描离子电导显微镜（SICM）、扫描热显微镜和扫描隧道电位仪（STP）等等。 电子显微镜的发展史 扫描隧道显微镜 扫描隧道显微镜图片 DNA照片 二、透射电子显微镜与光学显微镜的比较 二、电子显微镜与光学显微镜的比较 透射电镜 光镜 波长 0.005nm 500nm 分辨率 0. 2nm 200nm 放大倍数 80—100万倍 1000倍 介质 真空 空气 透镜 电磁透镜 玻璃透镜 成像原理 电子散射 衍射 吸收和反射 聚焦 电聚焦 机械聚焦 成像方式 荧光屏成像 直接成像 图像颜色 黑白 彩色 三、电子显微镜的分类 透射电子显微镜(普通电镜、高压电镜、超高压电镜) 扫描电子显微镜 分析电子显微镜（将X射线显微分析仪与透射电子显微镜或扫描显微镜相组合，常见是能谱仪和波谱仪） （一）透射电子显微镜 1．概念 这是一种电子束透过样品直接成像的电镜，其电子束的加速电压一般为50~122kv，观察样品的切片厚度1~500nm（一般为50nm）。 2. 特点 （1）分辩率极高 （2）制样技术 以超薄切片为主（负染法，投影法、复型法等） （3）图象特点 视场较小，为二维结构平面图像。 （4）应用范围 广泛用于研究生物样品局部切面的超微结构，大分子结构以及冷冻蚀刻复型膜上的生物膜超微结构等 （二）、扫描电子显微镜 1．概念 电子束照射在样品上，产生二次电子等信息，而后再将二次电子等信息收集起来放大成像。扫描电镜图像实为间接成橡，其加速电压在1~30kv之间。 2．特点 （1）分辨率较高 一般为3~6nm，场发射扫锚电镜可达1~2nm，放大倍数一般为20万倍，场发射可达40万倍；放大倍率连续可调。 （2）制样技术 以样品表面镀膜，观察样品表面结构为主，此外还有冷冻割断内部结构观察法、高分辨样品制备法及管道铸型等；可观察大而厚的样品，制备方法较为简单，样品的适应性较强。 （3）图像特点 景深长，图像层次丰富，立体感强，为三维结构图像。 （4）应用范围 广泛应用于生物样品表面及其断面立体形貌的观察，并其有多种分析功能。 景深 （depth of field）摄取有限距离的景物时，可在像面上构成清晰影像的物距范围。 （三）分析型电镜 1．概念 装有X射线显微分析仪的透射电子显微镜或扫描显微镜。目前常见波谱仪和能谱仪。 2．特点 除具有透射电镜或扫描电镜性能以外，还可对样品微区内（几个μ2），4Be~92U间各种元素进行定性、定量综合分析，敏感度可达10-14~10-16g，定量精度可优于±2%。 （四）超高压电镜（HVEM） 1．概念 为加速电压在500kv以上的透射电镣，目前世界上超高压电镜的最高加速电压为3000kV；现在全世界约有50余台。 2．特点 （1）分辨率商 该电镜加速电压高，穿透力强，分辨率高，对样品损伤小。 （2）制样技术 该电镜可以观察厚样品（＞500nm）和含水样品，如利用特殊的压力样品室，可以研究活细菌和培养细胞等。 （3）图像特点 可观察细胞表面、内部及细胞骨架结构，可以通过叠加法对图象进行立体化处理。 （4）应用范围 可广泛适用于医学生物学研究中厚样品、含水样品超微结构观察，还