第二章 EM类型与特点简介PPT课件

六 扫描电－声电镜 SEAM
生物电子显微技术
（Scanning Electron Acoustic Microscope）
成像原理基于样品微热学和弹性性 质的变化建立图像的，优点如下： (一) 优点：
1. 电子束斑直径小10nm，分辨率高 2. 能交换显示同一样品的二次电子像和扫描电－－声像。
3. 能显示样品表面和亚表面不同层次的图像，并且不 破坏成像的剖面。
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一、常规扫描电镜（SEM）
生物电子显微技术
1、原理：
利用电子束轰击样品表面，引起二次电子 等信号的发射，主要利用SE并放大、传递SE所 携带的信息，按时间序列逐点成像，显像管上 成像
2、特点： ⑴ 图象立体感强、可观察一定厚度的样 ⑵ 样品制备简单，可观察较大的样 ⑶ 分辨率较高，30~40Å
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二、超高压透射电镜（UHVEM:ultra-high生物电子显微技术
voltage electron microscope）
HV<500kv为常规及高压电镜,一般TEM：100~200KV
HV>500kv为超高压电镜，Hvmax=1MV（法），3MV， 15MV（美），10MV（日）
4. 节省费用，对现有的SEM稍加改装即可一机两用 比较振幅和相位的成像结果，可以区别表面和 亚表面的结构差异。
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（二）扫描电－声显微镜的成像原理
成像过程及原理框图
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(三) SEAM观察的对象：
可以显示样品表面或表面下不同层次的微观 热性质的差异，适宜检测有晶格结构或有分层 结构的金属、陶瓷、半导体材料、有机介质等 样品，进行生物样品表面和亚表面分析，进行 晶体界面分析和亚表面无损分析。
一、常规透射电镜（TEM）
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1、原理：主要利用入射电子束穿过样品，产生携带样品 横截面内部的电子信号，并经多级磁透镜的 放大后成像于荧光板，整幅像同时成立。
2、特点： ⑴ 样品超薄 h<1000 Å ⑵ 二维平面像、立体感差 ⑶ 分辨率高 ，优于2 Å ⑷ 样品制备复杂
3、观察对象： 主要样品内部超微结构（可用来观察组织和细胞内 部的超微结构、微生物、生物大分子等）
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第二章
电子显微镜的类型与特点简介
生物电子显微技术
第一节 透射式电镜 第二节 扫描式电镜 第三节 扫描透射式电镜 第四节 分析类电镜 第五节 扫描探针式显微镜 第六节 激光共聚焦显微镜
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第一节 透射式电子显微镜
根据加速电压的大小分为： 一般（常规）TEM：100KV 高压TEM：200KV 超高压TEM：500Kv、1MV、3MV
② 样品室可充气体:水气、氮气 ③ 动态分析：样品温度从-185℃ ~1000℃ ④ 制样简单：样品无须镀膜、脱水、干燥等处理
真正的“环境”条件，可直接观察含水、含油样品
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2、缺点：
造价太高 $30万 ，Philips（FEI）， 分辨率仍不很高
3、观察对象：
活体生物、真菌、细菌、人工培养细胞等 （含液体［水或油等］、以及不适合进行常规
3、观察对象：
可观察绝缘物质、生物样品、半导体材料
四、场发射电子枪SEM
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场发射电子枪SEM优点:
⑴ 场发射电子枪具有亮度高、能量分散少，
阴极源尺寸小等优点， 其分辨率已达到 0.3-0.4nm。 ⑵ 可在低加速电压下进行高分辨率观察， 因此可以直接观察绝缘体而不发生充、 放电现象。
1、特点：
⑴穿透能力强、可观察较厚的样品 µm 级 ⑵分辨率高，2 Å（晶格分辨率） ⑶单色性好，色差小，成像质量好 ⑷加速电压越高，散射截面越小，辐射损伤减小 ⑸场深大，可获取样品的三维结构信息 ⑹样品室一般为环境样品室，可观察活体生物样品 2、缺点：
体积庞大、结构复杂、价格昂贵、需专用的防护装置
3、观察对象：主要研究非生物材料的晶格结构、观察细胞骨架
系统（微梁、微丝），人工培养细胞、血细胞等
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日立超高压 电镜H-3000 （3MV）
第二节 扫描式电镜
依据性能不同主要分为： （1）常规（一般）SEM （2）环境扫描电镜 （3）低压扫描电镜 （4）场发射电子枪SEM （5）生物用SEM （6）扫描电－声电镜
五、生物用SEM
优点：
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装备有冰冻、冷热样品台，可把含水生物样 品迅速冷冻并对冰冻样品进行观察，可以减少 化学处理引起的人为变化，使观察样品更接近 于自然状态。
若要观察内部结构，还可用冷刀把样品进行 切开，加温使冰升华，并在其上喷镀一层金属 再进行观察，所有这些过程都在SEM中不破坏 真空的状态下进行。
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2、特点： ⑷ 倍率连续可变，从4倍~~15万 ⑸ 可配附件，进行微区的定量、 定性分析
3、观察对象： 主要用于观察样品的表面形貌、 割裂面结构，管腔内表面的结构等
二、环境扫描电镜（ESEM）
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1、特点：
① 多种真空状态：高、低、超低真空 1Torr（乇）=1mmHg柱压力=1/760标准大气压=133.3Pa 粗真空：760~10乇 低气压空间 低真空：10~10-3乇 高真空：10-3~10-8乇 超高真空：10-8乇以下 多种真空条件下可得SEI像、BEI像，且 =4nm
固定、脱水、干燥等处理的样品） 如：ESEM最适宜观察培养基上人工培养
细胞的表面微观结构。
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三、低压扫描电镜（LVSEM: low voltage）
1、类型：
⑴ 高分辨型低压扫描电镜 ⑵ 新型“减速”低压扫描电镜
2、特点
⑴ 加速电压降低，增强反差 ⑵ 试样不易发生充放电效应， ⑶ Hv=2－3Kv时也可获得1nm的分辨率
如：生物组织、大分子结构的分层研究和检测， 组织损伤研究等。
第三节 扫描透射式电镜（STEM）生物电子显微技术
工作原理介于TEM与SEM之间，兼顾SEM及
TEM的优点、功能更强大、又弥补各自的缺点。
（一） 类型
1. 超高真空的场发射式STEM 使用场发射电子枪，单晶钨针尖灯丝，可以获得 很高的亮度10－8－10－10A/cm2立体弧度，分辨率 0.3-0.5nm，真空度10－10torr，价格极高。 2.附件型STEM