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透射电子显微镜（TEM目录CONTENTSTEM简介TEM工作原理TEM样品制备TEM图像解析TEM操作与维护TEM未来发展01TEM简介0102TEM定义TEM的分辨率比光学显微镜高，能够观察更细微的结构和细节。透射电子显微镜（TEM）是一种使用电子束作为光源，通过电磁透镜聚焦和放大样品的显微镜。1980年代高分辨率透射电子显微镜的发展，使得生物大分子结构和病毒的研究得以深入。1940年代透射电子显微镜开始广泛应用于生物学和医学领域。1937年第一台商用透射电子显微镜问世。1925年德国物理学家MaxKnoll和ErnstRuska发明了第一台电子显微镜。1931年Ruska改进了电子显微镜，使其分辨率提高到100nm。TEM发展历程生物学医学地质学材料科学TEM应用领域01020304研究细胞、组织和器官的超微结构，如细胞器、细胞膜、染色体等。用于诊断疾病，如癌症、传染病等，以及药物研发和疫苗制备过程中的结构分析。观察岩石、矿物和矿物的微观结构，研究地球科学中的各种地质现象。研究金属、陶瓷、高分子等材料的微观结构和性能，以及材料在加工过程中的变化。02TEM工作原理透射电子显微镜的电子源通常是一个加热的金属阴极，能够释放出大量电子。这些电子在电场作用下汇聚成束，形成电子束。电子源电子束是透射电子显微镜中的重要组成部分，它经过加速和聚焦后，穿过样品并在荧光屏幕上形成图像。电子束的能量和束流大小直接影响成像的质量和样品损伤程度。电子束电子源和电子束聚光镜聚光镜的作用是将电子束汇聚成细束，以便更好地穿透样品。聚光镜通常由多个透镜组成，用于调整电子束的大小和形状。聚光镜的性能决定了电子束穿透样品的能力，从而影响成像的分辨率和对比度。样品台是放置样品的平台，它可以在水平和垂直方向上进行调整，以便将样品放置在电子束的路径上。样品台通常具有冷却和加热功能，以适应不同温度下的实验需求。同时，样品台还配备有各种附件，如微操纵器和真空系统，以方便实验操作。样品台投影镜的作用是将经过样品的电子束投影到荧光屏幕上，形成图像。投影镜通常由多个透镜组成，用于调整电子束的大小和形状，进一步增强图像的分辨率和对比度。投影镜的性能决定了成像质量，因此是透射电子显微镜中非常重要的组成部分。投影镜荧光屏是透射电子显微镜中的显示系统，用于将电子束形成的图像呈现出来。荧光屏通常由荧光物质涂覆在玻璃板上制成，能够将电子束激发成可见光。照相机构是将荧光屏上的图像记录下来的一种装置。它通常由摄像机和照相机组成，能够将图像转换为数字信号或胶片图像，以便后续分析和处理。荧光屏与照相机构03TEM样品制备选择适当的固定剂，如戊二醛或甲醛，以迅速固定细胞或组织。固定剂选择固定时间缓冲液使用确保样品在固定剂中保持一定时间，以便固定剂渗透到细胞内部并稳定蛋白质和核酸。使用适当的缓冲液，如磷酸盐缓冲液，以维持细胞或组织的原始状态。030201固定选择适当的脱水剂，如乙醇或丙酮，以逐渐去除样品中的水分。脱水剂选择确保样品在脱水剂中保持一定时间，以便充分去除水分。脱水时间遵循适当的脱水梯度，以确保样品在脱水过程中不被损坏。脱水梯度脱水包埋包埋剂选择选择适当的包埋剂，如树脂或琼脂糖，以支撑样品并保持其结构完整。包埋过程将脱水后的样品浸泡在包埋剂中，并按照规定的程序进行聚合，以形成坚固的块状物。包埋块处理对包埋块进行切割、磨削和抛光，以便后续的超薄切片制备。选择锋利的超薄切片刀，如玻璃刀或钻石刀，以确保切片的完整性和薄度。切片刀选择控制切片的厚度，通常在50~70纳米之间，以确保电子束能够穿透并观察到样品的内部结构。切片厚度将切好的超薄切片收集到支持膜上，并进行染色、染色脱水和空气干燥等处理。切片收集与处理超薄切片选择适当的染色剂，如铅、铀或铜盐，以增强样品的电子密度并突出其结构特征。染色剂选择控制染色时间和温度，以确保染色剂与样品充分反应并达到最佳染色效果。染色时间与温度对染色后的样品进行清洗、染色脱水和空气干燥等处理，以便后续观察。染色后处理染色04TEM图像解析对比度对比度决定了图像中不同结构之间的区分度，合适的对比度有助于更好地解析细胞或材料的结构。放大倍数放大倍数影响图像的细节展示，不同放大倍数适用于不同的观察目标。分辨率分辨率是透射电镜图像解析的关键，分辨率越高，图像细节越清晰。图像解读基础透射电镜图像可以清晰地展示细胞膜的精细结构，如细胞膜的厚度、细胞器的分布等。细胞膜结构透射电镜能够观察到细胞内的各种细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体等，有助于了