【摘要】 STEM允许使用大量的样品后探测器，因此可以分析大部分散射电子。

1937年，曼弗雷德·冯·阿登纳(Manfred von Ardenne)提出了一种显微镜，通过光栅扫描精细聚焦的电子束来实现高分辨率——扫描电子显微镜诞生了。大约30年后，阿尔伯特·克鲁用原子尖的钨尖代替了加热的钨丝，这种钨尖可以通过强电场提取电子。这种冷场发射电子枪是一种几乎完美的相干点源，亮度远高于其他任何电子源。它的消放大图像是一个几个Å直径的电子探针，经过光栅扫描，以原子尺度分辨率询问非常薄的样品-扫描透射电子显微镜(STEM)诞生了。芝加哥大学的Crewe实验室于1970年首次展示了单个重原子的令人惊叹的暗场图像。受到这些图像的启发，迈克尔·比尔有了通过化学方法将单个重原子附着在特定碱基上对DNA进行测序的想法。约翰霍普金斯大学的STEM产生了用1个锇原子/核苷酸标记的多核苷酸链的清晰暗场图像。近年来，Crewe实验室还发表了核酸碱基的电子能量损失谱，试图更多地了解STEM和束流损伤中可能存在的新的对比机制。STEM允许使用大量的样品后探测器，因此可以分析大部分散射电子[1]。虽然这些可能性在材料科学中得到了充分利用，一个专门的分析STEM提供了关于整个冻干细胞中元素分布的有用信息。高达70%的弹性散射电子被一个简单的环形暗场探测器收集。通过聚焦光束依次照射样品，暗场模式产生的图像在被照射的样品柱含有许多原子时是明亮的，否则是黑暗的。这是获取生物分子复合物质量图谱的关键。

[1] Engel, A. Biological applications of the scanning transmission electron microscope. J. Struct. Biol. 2022, 214, 107843.

 

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