電子顯微� � electron microscope �,簡稱電鏡,是使用電子來展示物件的內(nèi)部或表面的顯微鏡�
電子顯微鏡的主要組成部分是:
電子源:是一個釋放自由電子的陰極,一個環(huán)狀的陽極加速電子。陰極和陽極之間的電壓差必須非常�,一般在�(shù)千伏�3百萬伏之��
電子透鏡:用來聚焦電�。一般使用的是磁透鏡,有時也有使用靜電透鏡的。電子透鏡的作用與光學顯微鏡中的光學透鏡的作用是一樣的。光學透鏡的焦點是固定的,而電子透鏡的焦點可以被�(diào)節(jié),因此電子顯微鏡不象光學顯微鏡那樣有可以移動的透鏡系統(tǒng)�
真空裝置:真空裝置用以保障顯微鏡�(nèi)的真空狀�(tài),這樣電子在其路徑上不會被吸收或偏向�
樣品架:樣品可以�(wěn)定地放在樣本架上。此外往往還有可以用來改變樣品(如移動、轉(zhuǎn)�、加熱、降�、拉長等)的裝置�
探測器:用來收集電子的信號或次級信號� 種類 利用 透射電子顯微� (Transmission Electron Microscopy TEM)可以直接獲得一個樣本的投影。在這種顯微鏡中電子穿過樣本,因此樣本必須非常薄。組成樣本的原子的原子量、加速電子的電壓和所希望獲得的分辨率決定樣本的厚度。樣本的厚度可以從數(shù)納米到數(shù)微米不等。原子量越高、電壓越�,樣本就必須越薄�
通過改變物鏡的透鏡系統(tǒng)人們可以直接放大物鏡的焦點的像。由此人們可以獲得電子衍射像。使用這個像可以分析樣本的晶體結(jié)�(gòu)�
在能量過濾透過式電子顯微鏡 (Energy Filtered Transmission Electron Microscopy,EFTEM)中人們測量電子通過樣本時的速度改變。由此可以推測出樣本的化學組成,比如化學元素在樣本內(nèi)的分��
1931�,德國的M.諾爾和E.魯斯卡,用冷陰極放電電子源和三個電子透鏡改裝了一臺高壓示波器,并獲得了放大十幾倍的圖象,發(fā)明的是透射電鏡,證實了電子顯微鏡放大成像的可能性�1932�,經(jīng)過魯斯卡的改進,電子顯微鏡的分辨能力達到�50納米,約為當時光學顯微鏡分辨本領的十倍,突破了光學顯微鏡分辨極限,于是電子顯微鏡開始受到人們的重視�
到了二十世紀40年代,美國的希爾用消像散器補償電子透鏡的旋�(zhuǎn)不對稱性,使電子顯微鏡的分辨本領有了新的突�,逐步達到了現(xiàn)代水�。在中國�1958年研制成功透射式電子顯微鏡,其分辨本領�3納米�1979年又制成分辨本領�0.3納米的大型電子顯微鏡�
電子顯微鏡由鏡筒、真空系�(tǒng)和電源柜三部分組�。鏡筒主要有電子�、電子透鏡、樣品架、熒光屏和照相機�(gòu)等部�,這些部件通常是自上而下地裝配成一個柱�;真空系�(tǒng)由機械真空泵、擴散泵和真空閥門等構(gòu)�,并通過抽氣管道與鏡筒相�(lián)�;電源柜由高壓發(fā)生器、勵磁電流穩(wěn)流器和各種調(diào)節(jié)控制單元組成�
電子透鏡是電子顯微鏡鏡筒中最重要的部�,它用一個對稱于鏡筒軸線的空間電場或磁場使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦,其作用與玻璃凸透鏡使光束聚焦的作用相似,所以稱為電子透鏡?,F(xiàn)代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡,由很穩(wěn)定的直流勵磁電流通過帶極靴的線圈�(chǎn)生的強磁場使電子聚焦�
電子槍是由鎢絲熱陰極、柵極和陰極�(gòu)成的部件。它能發(fā)射并形成速度均勻的電子束,所以加速電壓的�(wěn)定度要求不低于萬分之一�
電子顯微鏡按�(jié)�(gòu)和用途可分為透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微�、反射式電子顯微鏡和�(fā)射式電子顯微鏡等。透射式電子顯微鏡常用于觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細微物�(zhì)�(jié)�(gòu);掃描式電子顯微鏡主要用于觀察固體表面的形貌,也能與 X射線衍射儀或電子能譜儀相結(jié)合,�(gòu)成電子微探針,用于物�(zhì)成分分析;發(fā)射式電子顯微鏡用于自�(fā)射電子表面的研究�
投射式電子顯微鏡因電子束穿透樣品后,再用電子透鏡成像放大而得名。它的光路與光學顯微鏡相�。在這種電子顯微鏡中,圖像細節(jié)的對比度是由樣品的原子對電子束的散射形成的。樣品較薄或密度較低的部�,電子束散射較少,這樣就有較多的電子通過物鏡光欄,參與成�,在圖像中顯得較�。反�,樣品中較厚或較密的部分,在圖像中則顯得較暗。如果樣品太厚或過密,則像的對比度就會惡�,甚至會因吸收電子束的能量而被損傷或破��
透射式電子顯微鏡鏡筒的頂部是電子�,電子由鎢絲熱陰極發(fā)射出、通過,第二兩個聚光鏡使電子束聚焦。電子束通過樣品后由物鏡成像于中間鏡�,再通過中間鏡和投影鏡逐級放大,成像于熒光屏或照相干版��
中間鏡主要通過對勵磁電流的�(diào)節(jié),放大倍數(shù)可從幾十倍連續(xù)地變化到幾十萬�;改變中間鏡的焦�,即可在同一樣品的微小部位上得到電子顯微像和電子衍射圖像。為了能研究較厚的金屬切片樣�,法國杜洛斯電子光學實驗室研制出加速電壓為3500千伏的超高壓電子顯微��
掃描式電子顯微鏡的電子束不穿過樣品,僅在樣品表面掃描激�(fā)出次級電�。放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級電子,通過放大后調(diào)制顯像管的電子束強度,從而改變顯像管熒光屏上的亮�。顯像管的偏�(zhuǎn)線圈與樣品表面上的電子束保持同步掃描,這樣顯像管的熒光屏就顯示出樣品表面的形貌圖像,這與工業(yè)電視機的工作原理相類��
掃描式電子顯微鏡的分辨率主要決定于樣品表面上電子束的直徑。放大倍數(shù)是顯像管上掃描幅度與樣品上掃描幅度之�,可從幾十倍連續(xù)地變化到幾十萬�。掃描式電子顯微鏡不需要很薄的樣品;圖像有很強的立體感;能利用電子束與物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的次級電子、吸收電子和 X射線等信息分析物�(zhì)成分�
掃描式電子顯微鏡的電子槍和聚光鏡與透射式電子顯微鏡的大致相�,但是為了使電子束更�,在聚光鏡下又增加了物鏡和消像散�,在物鏡�(nèi)部還裝有兩組互相垂直的掃描線�。物鏡下面的樣品室內(nèi)裝有可以移動、轉(zhuǎn)動和傾斜的樣品臺�
電子顯微鏡按�(jié)�(gòu)和用途可分為透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微�、反射式電子顯微鏡和�(fā)射式電子顯微鏡等。透射式電子顯微鏡常用于觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細微物�(zhì)�(jié)�(gòu);掃描式電子顯微鏡主要用于觀察固體表面的形貌,也能與 X射線衍射儀或電子能譜儀相結(jié)�,構(gòu)成電子微探針,用于物�(zhì)成分分析;發(fā)射式電子顯微鏡用于自�(fā)射電子表面的研究�
投射式電子顯微鏡因電子束穿透樣品后,再用電子透鏡成像放大而得名。它的光路與光學顯微鏡相�。在這種電子顯微鏡中,圖像細節(jié)的對比度是由樣品的原子對電子束的散射形成�。樣品較薄或密度較低的部�,電子束散射較少,這樣就有較多的電子通過物鏡光欄,參與成像,在圖像中顯得較亮。反�,樣品中較厚或較密的部分,在圖像中則顯得較暗。如果樣品太厚或過密,則像的對比度就會惡�,甚至會因吸收電子束的能量而被損傷或破壞�
1.在電子顯微鏡中樣本必須在真空中觀�,因此無法觀察活樣本。隨著技術的進步,環(huán)境掃描電鏡將逐漸實現(xiàn)直接對活樣本的觀察;
2.在處理樣本時可能會產(chǎn)生樣本本來沒有的�(jié)�(gòu),這加劇了此后分析圖像的難��
3.由于電子散射能力極強,容易發(fā)生二次衍射等�
4.由于為三維物體的二維平面投影像,有時像不�
5.由于透射電子顯微鏡只能觀察非常薄的樣�,而有可能物質(zhì)表面的結(jié)�(gòu)與物�(zhì)�(nèi)部的�(jié)�(gòu)不同�
6.超薄樣品�100納米以下),制樣過程復雜、困�,制樣有損傷�
7.電子束可能通過碰撞和加熱破壞樣本;
8.此外電子顯微鏡購買和維護的價格都比較��
電子顯微鏡技術在腫瘤診斷中的應用
因此,透射電子顯微鏡突破了光學顯微鏡分辨率低的限制,成為了診斷疑難腫瘤的一種新的工�。有研究報道,無色素性腫�、嗜酸細胞瘤、肌原性腫�、軟組織腺泡狀肉瘤及神�(jīng)�(nèi)分泌腫瘤這些在光鏡很難明確診斷的腫瘤,利用電鏡可以明確診斷電鏡主要是通過對超微結(jié)�(gòu)的精細觀察,尋找組織細胞的分化標�,確診和鑒別相應的腫瘤類型。細胞凋亡與腫瘤有著密切的關�,電鏡對細胞凋亡的研究起著重要的作用,因此利用電鏡觀察細胞的超微�(jié)�(gòu)病理變化和細胞凋亡情�,將為腫瘤的診斷和治療提供科學依�(jù)�
電子顯微鏡技術在腫瘤鑒別診斷中的應用
透射電子顯微鏡觀察的是組織細�、生物大分子、病�、細菌等�(jié)�(gòu),能夠觀察到不同病的病理�(jié)�(gòu),也可以鑒別一些腫瘤疾病,有研究報道電子顯微鏡技術通過超微�(jié)�(gòu)觀察可以區(qū)分癌、黑色素瘤和肉瘤以及腺癌和間皮瘤;可區(qū)別胸腺瘤、胸腺類癌、惡性淋巴瘤和生殖細胞瘤;可區(qū)別神�(jīng)母細胞瘤、胚胎性橫紋肌�、Ewing氏肉�、惡性淋巴瘤和小細胞癌;可區(qū)別纖維肉�、惡性纖維組織細胞瘤、平滑肌肉瘤和惡性神�(jīng)鞘瘤以及區(qū)別梭形細胞癌和癌肉瘤�
維庫電子�,電子知識,一查百��
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