電子顯微鏡簡介

電子顯微鏡常用的有透射電鏡（transmission electron microscope，TEM）和掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope,SEM）。與光鏡相比電鏡用電子束代替了可見光，用電磁透鏡代替了光學透鏡並使用熒光屏將肉眼不可見電子束成像。與光鏡相比電鏡用電子束代替了可見光，用電磁透鏡代替了光學透鏡并使用熒光屏將肉眼不可見電子束成像。

成像原理

1． 透射電鏡技術透射電鏡技術
透射電鏡是以電子束透過樣品經過聚焦與放大后所產生的物像， 投射到熒光屏上或照相底片上進行觀察。透射電鏡是以電子束透過樣品經過聚焦與放大后所產生的物像，投射到熒光屏上或照相底片上進行觀察。 透射電鏡的分辨率為0.1～0.2nm，放大倍數為幾萬～幾十萬倍。透射電鏡的分辨率為0.1～0.2nm，放大倍數為幾萬～幾十萬倍。 由於電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須制備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。由于電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須制備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。 其制備過程與石蠟切片相似，但要求極嚴格。其制備過程與石蠟切片相似，但要求極嚴格。 要在機體死亡后的數分鐘釣取材，組織塊要小(1立方毫米以內），常用戊二醛和餓酸進行雙重固定樹脂包埋,用特制的超薄切片機（ultramicrotome）切成超薄切片，再經醋酸鈾和檸檬酸鉛等進行電子染色。要在機體死亡后的數分鐘釣取材，組織塊要小(1立方毫米以內），常用戊二醛和餓酸進行雙重固定樹脂包埋,用特制的超薄切片機（ultramicrotome）切成超薄切片，再經醋酸鈾和檸檬酸鉛等進行電子染色。電子束投射到樣品時，可隨組織構成成分的密度不同而發(fā)生相應的電子發(fā)射，如電子束投射到質量大的結構時，電子被散射的多，因此投射到熒光屏上的電子少而呈暗像，電子照片上則呈黑色。電子束投射到樣品時，可隨組織構成成分的密度不同而發(fā)生相應的電子發(fā)射，如電子束投射到質量大的結構時，電子被散射的多，因此投射到熒光屏上的電子少而呈暗像，電子照片上則呈黑色。 稱電子密度高（electron dense）。稱電子密度高（electrondense）。 反之，則稱為電子密度低（electron lucent）。反之，則稱為電子密度低（electronlucent）。

2． 掃描電鏡術掃描電鏡術
掃描電鏡是用極細的電子束在樣品表面掃描，將產生的二次電子用特制的探測器收集，形成電信號運送到顯像管，在熒光屏上顯示物體。掃描電鏡是用極細的電子束在樣品表面掃描，將產生的二次電子用特制的探測器收集，形成電信號運送到顯像管，在熒光屏上顯示物體。 （細胞、組織）表面的立體構像，可攝制成照片。 （細胞、組織）表面的立體構像，可攝制成照片。
掃描電鏡樣品用戊二醛和餓酸等固定，經脫水和臨界點干燥后,再於樣品表面噴鍍薄層金膜，以增加二波電子數。掃描電鏡樣品用戊二醛和餓酸等固定，經脫水和臨界點干燥后,再于樣品表面噴鍍薄層金膜，以增加二波電子數。 掃描電鏡能觀察較大的組織表面結構，由於它的景深長，1mm左右的凹凸不平面能清所成像，故放樣品圖像富有立體感。掃描電鏡能觀察較大的組織表面結構，由于它的景深長，1mm左右的凹凸不平面能清所成像，故放樣品圖像富有立體感。

相關知識

1. 光學顯微鏡以可見光為介質，電子顯微鏡為電子束為介質，由於電子束波長遠較可見光小，故電子顯微鏡解析度遠比光學顯微鏡高。 光學顯微鏡以可見光為介質，電子顯微鏡為電子束為介質，由于電子束波長遠較可見光小，故電子顯微鏡解析度遠比光學顯微鏡高。 光學顯微鏡放大倍率最高只有約 1500 倍，掃描式顯微鏡可放大到 10000 倍以上。 光學顯微鏡放大倍率最高只有約 1500 倍，掃描式顯微鏡可放大到 10000 倍以上。

2. 根據 de Broglie 波動理論，電子的波長僅與加速電壓有關： 根據 de Broglie 波動理論，電子的波長僅與加速電壓有關：
λ e ＝ h / mv ＝ h / (2qmV) 1/2 ＝ 12.2 / (V) 1/2 (Å) λ e ＝ h / mv ＝ h / (2qmV) 1/2 ＝ 12.2 / (V) 1/2 (Å) 在 10 KV 的加速電壓之下，電子的波長僅為 0.12Å ，遠低於可見光的 4000 - 7000Å ，所以電子顯微鏡解析度自然比光學顯微鏡優(yōu)越許多，但是掃描式電子顯微鏡的電子束直徑大多在 50 - 100Å 之間，電子與原子核的彈性散射 (Elastic Scattering) 與非彈性散射 (Inelastic Scattering) 的反應體積又會比原有的電子束直徑增大，因此一般穿透式電子顯微鏡的解析度比掃描式電子顯微鏡高。 在 10 KV 的加速電壓之下，電子的波長僅為 0.12Å ，遠低于可見光的 4000 - 7000Å ，所以電子顯微鏡解析度自然比光學顯微鏡優(yōu)越許多，但是掃描式電子顯微鏡的電子束直徑大多在 50 - 100Å 之間，電子與原子核的彈性散射 (Elastic Scattering) 與非彈性散射 (Inelastic Scattering) 的反應體積又會比原有的電子束直徑增大，因此一般穿透式電子顯微鏡的解析度比掃描式電子顯微鏡高。

3. 掃描式顯微鏡有一重要特色是具有超大的景深 (depth of field) ，約為光學顯微鏡的 300 倍，使得掃描式顯微鏡比光學顯微鏡更適合觀察表面起伏程度較大的試片。 掃描式顯微鏡有一重要特色是具有超大的景深 (depth of field) ，約為光學顯微鏡的 300 倍，使得掃描式顯微鏡比光學顯微鏡更適合觀察表面起伏程度較大的試片。

4. 掃描式電子顯微鏡，其系統(tǒng)設計由上而下，由電子槍 (Electron Gun) 發(fā)射電子束，經過一組磁透鏡聚焦 (Condenser Lens) 聚焦後，用遮蔽孔徑 (Condenser Aperture) 選擇電子束的尺寸 (Beam Size) 後，通過一組控制電子束的掃描線圈，再透過物鏡 (Objective Lens) 聚焦，打在試片上，在試片的上側裝有訊號接收器，用以擇取二次電子 (Secondary Electron) 或背向散射電子 (Backscattered Electron) 成像。 掃描式電子顯微鏡，其系統(tǒng)設計由上而下，由電子槍 (Electron Gun) 發(fā)射電子束，經過一組磁透鏡聚焦 (Condenser Lens) 聚焦后，用遮蔽孔徑 (Condenser Aperture) 選擇電子束的尺寸 (Beam Size) 后，通過一組控制電子束的掃描線圈，再透過物鏡 (Objective Lens) 聚焦，打在試片上，在試片的上側裝有訊號接收器，用以擇取二次電子 (Secondary Electron ) 或背向散射電子 (Backscattered Electron) 成像。

5. 電子槍的必要特性是亮度要高、電子能量散佈 (Energy Spread) 要小，目前常用的種類計有三種，鎢 (W) 燈絲、六硼化鑭 (LaB 6 ) 燈絲、場發(fā)射 (Field Emission) ，不同的燈絲在電子源大小、電流量、電流穩(wěn)定度及電子源壽命等均有差異。 電子槍的必要特性是亮度要高、電子能量散布 (Energy Spread) 要小，目前常用的種類計有三種，鎢 (W) 燈絲、六硼化鑭 (LaB 6 ) 燈絲、場發(fā)射 (Field Emission) ，不同的燈絲在電子源大小、電流量、電流穩(wěn)定度及電子源壽命等均有差異。