大家好！今天普拉特泽生物继续带大家一起学习新实验——透射电镜，透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM），作为一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器，在材料科学、生物学、物理学等众多领域发挥着重要作用。它利用波长极短的电子束作为光源，能够观察到光学显微镜下无法看清的亚显微结构或超微结构，为我们揭示物质的微观世界提供了强大的工具。普拉特泽生物病理实验平台长期为大家提供透射电镜代做外包服务，本文跟大家分享透射电镜的结构与成像原理。

一、透射电镜的结构

透射电镜主要由电子光学系统、真空系统和电源与控制系统三大部分组成。其中，电子光学系统是透射电镜的核心部分，包括照明系统、成像系统和观察记录系统。

①照明系统：主要由电子枪和聚光镜组成。电子枪发射电子，经聚光镜会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品上。电子枪分为热阴极电子枪和场发射电子枪两种，其中场发射电子枪具有更高的亮度和稳定性。

②成像系统：包括物镜、中间镜和投影镜。物镜是放大率很高的短距透镜，用于放大电子像；中间镜为可变倍的弱透镜，用于对电子像进行二次放大；投影镜为高倍的强透镜，用于放大中间像后在荧光屏上成像。

③观察记录系统：主要包括荧光屏和照相机。荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察；照相机用于记录影像，现代电镜往往还配备有慢扫描CCD相机，用于记录高分辨像和一般的电子显微成像。

二、透射电镜的成像原理

透射电镜的成像原理基于电子与物质的相互作用。电子枪发射的电子束在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品上。电子束与样品中的原子发生碰撞，产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。

透过样品的电子束携带有样品内部的结构信息，经过物镜的会聚调焦和初级放大后，电子束进入下级的中间透镜和第1、第2投影镜进行综合放大成像。最终被放大的电子影像投射在观察室内的荧光屏板上，荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察。

在成像过程中，可以通过选择不同的成像模式（如明场成像、暗场成像、中心暗场成像等）来观察样品的不同特征。例如，明场成像只让中心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像，用于观察样品的整体形貌和结构；暗场成像只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像，用于观察样品的局部结构和细节。

三、透射电镜的应用

透射电镜在材料科学、生物学、医学等领域有着广泛的应用。例如，在材料科学中，透射电镜可以用来观察材料的微观结构和缺陷，为材料的设计和制备提供重要依据；在生物学中，透射电镜可以用来观察细胞内部的超微结构，如细胞器、细胞膜等；在医学中，透射电镜则可以用来诊断疾病和研究药物的作用机制等。

透射电子显微镜作为一种强大的分析工具，在材料科学、生物学、医学等领域发挥着重要作用。通过其独特的结构和成像原理，我们能够观察到原子尺度的结构，揭示材料的本质性质。随着科技的不断发展，透射电子显微镜的性能将不断提高，为科学研究提供更强大的支持。

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