【摘要】 通过环形暗场探测器，STEM收集以预定高角度散射的电子以形成图像，同时允许小角度散射的电子通过探测器的开口进入电子能量损失光谱仪(EELS)

随着Crewe等人[1]的场发射电子源的发展，扫描透射电子显微镜(STEM)的空间分辨率得到了极大的提高，自20世纪70年代以来，STEM已被用于研究生物结构的成像和质量测定[1]。最近，改进的标本制备技术、低剂量方法和相关的实际发展显著推进了STEM在生物材料中的“成像”应用，包括三维断层扫描和大分子的绝对质量测定。

 

与传统的透射电子显微镜(TEM)相比，STEM成像在生物样本厚切片的对比度增强方面优于传统的透射电子显微镜(TEM)，这在轴向STEM断层扫描重建人类红细胞中得到了证明，并且在STEM成像模式中，色差影响最小，特别是在较低的操作能量下，空间分辨率得到了提高。

 

通过环形暗场探测器，STEM收集以预定高角度散射的电子以形成图像，同时允许小角度散射的电子通过探测器的开口进入电子能量损失光谱仪(EELS)。它能够执行多模态成像和光谱，使STEM成为研究生物材料的真正强大的分析方法。这种方法可以在亚细胞水平上以高定量精度和空间分辨率确定元素组成。

 

然而，在生物无机化学、生物学、医学和材料科学的交叉领域出现了一些特别重要的未满足的需求。一种专用的分析扫描透射电子显微镜(STEM)与双能量色散光谱(EDS)探测器被设计用于互补的高性能成像以及高灵敏度的元素分析和生物结构制图。

 

这种基于日立HD-2300A模型的新设计的性能使用多种生物标本进行了评估。利用三个成像探测器，可以同时检测细胞的表面和内部结构。全细胞的元素映射，特别是具有低电子能量损失谱(EELS)截面的重金属，可以忠实地获得。

 

在室温和低温低剂量条件下，对生物细胞的厚切片和薄切片进行STEM成像条件优化。这种应用于软/生物结构的多模态能力开创了生物系统分析研究的新时代。

 

[1] Wu J S , Kim A M , Bleher R ,et al.Imaging and elemental mapping of biological specimens with a dual-EDS dedicated scanning transmission electron microscope[J].Ultramicroscopy, 2013, 128(Complete):24-31.

 

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