透射电镜的用途

透射电镜在生物学的应用

1、细胞学

由于超薄切片技术的出现和发展，人类利用透射电镜对细胞进行了更深入的研究，观察到了过去看不清的细胞超微结构例如，用透射电镜观察了生物膜的三层结构和各种细胞器的形态结构

2、发现和识别病毒

许多病毒，特别是肿瘤病毒，与透射电镜一起被发现透射电镜还为病毒分类提供了最直观的依据例如，在透射电镜中首次观察到并确认SARS病毒是一种病毒，而不是支原体

3、临床病理诊断

生物体发生疾病都会引起细胞形态和功能的改变，为本病的诊断提供有力的依据例如，透射电镜在肾活检和肿瘤的诊断和治疗中起着重要的作用

4、免疫学

电子显微术与生命科学新兴技术的结合促进了新技术的应用例如，电子显微镜和免疫学的结合产生了免疫电子显微镜，它可以定位细胞表面和细胞内的抗原，可以了解抗体合成过程中免疫球蛋白的分布

5、细胞化学

为了阐明细胞的化学和生化功能，从超微结构水平研究了细胞内各种成分的分布及其在细胞活性过程中的动态变化其中最重要的是蛋白质(尤其是酶的胞内定位)，其次是核酸、脂肪、碳水化合物和无机离子这项技术促进了形态学与生物化学的结合，使生命科学的研究达到了一个新的水平

透射电镜在材料科学中的应用

材料科学研究对象是制造设备和产品的金属、半导体、塑料等技术，以及如何制造更小、质量更好的晶体管，使计算机更强大;如何研究聚合物的电子特性，生产更便宜的手持显示屏等技术或者如何更好地将人体组织与医疗植入物结合起来

1、表面形貌观察

由于电子束穿透样品的能力较低，要求观察到的样品非常薄对于透射电子显微镜，在75-200kv的加速电压下，样品厚度控制在100-200nm

复型技术是制备这种薄膜的方法之一，复型材料通常是塑料和真空蒸发碳膜，它们都是非晶态的复制技术只能复制样品的表面形貌，不能揭示晶体内部结构等信息受复制材料本身尺寸的限制，透射电镜的高分辨率辨本项圈无法完全展开虽然提取复制可以分析提取相的结构，但基质织物仍然是表面形态的复制而由金属材料制成的金属薄膜样品可以充分发挥透射电镜的极限分数;

能够观察和研究金属及其合金的内部结构和晶体缺陷，成像和电子衍射研究，并将形态信息与结构信息联系起来;能够进行动态观察，研究条件下相变的成核和生长过程以及应力作用下位错等晶体缺陷的运动和相互作用薄膜样品的复型技术及形貌观察

2、纳米材料分析

目前纳米材料(陶瓷、金属和有机物)、纳米粉体、孔材料、纳米涂层、碳纳米管、薄膜材料、半导体芯片线宽测量等领域得到了广泛的应用为了获得具有更多微观结构信息的高分辨率照片，即使在一般材料研究中也需要场发射透射电子显微镜

透射电镜的发展

透射电镜的发展主要体现在以下几个方面：

①晶体缺陷分析：广义，所有破坏正常晶格周期的结构都称为晶体缺陷，如空位、位错、晶界、沉淀等，损伤晶格的周期性结构将导致缺陷所在区域衍射条件的变化，从而使衍射缺陷所在区域与正常区域不同的情况，以便在荧光屏上显示相应的明暗度差

(2)结构分析：除了产生不同衍射图案的各种缺陷外，不同的晶体微观结构也会产生不同的图像和衍射图案，通过这些图像和衍射图案可以在观察晶体结构和形貌的同时进行晶体结构和取向分析

③现场观测：现场试验可在透射电镜中内用相应的样表进行如用加热台加热试样观察其转变过程，用应变表拉伸试样观察其变形和断裂过程等

(4)高分辨率显微镜：提高显微镜的分辨率，以便更深入地观察和研究材料的微观结构，一直是人们不断追求的目标高分辨TEM利用了电子束相位的变化和两束以上电子束的相干成像在TEM分辨率足够高的情况下，电子束的使用越多，图像的分辨率就越高，甚至可以用于原子结构的成像

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