掃描電鏡和透射電鏡的區(qū)別
通俗的說，掃描電鏡是相當與對物體的照相得到的是表面的，只是表面的立體三維的圖象。因為掃描的原理是“感知”那些物提被電子束攻擊后發(fā)出的此級電子 而透射電竟就相當于普通顯微鏡。只是用波長更短的電子束替代了會發(fā)生衍射的可見光，從而實現(xiàn)了顯微 是二維的圖象，會看到表面的圖象的同時也看到內(nèi)層物質(zhì)。就想我們拍的X光片似的，內(nèi)臟骨骼什么的都重疊著顯現(xiàn)出來，總結(jié)就是透射雖然能看見內(nèi)部但是不立體。掃描立體但是不能看見內(nèi)部，只局限與表面 寫論文的時候就用了掃描電鏡的圖，你說看主要做形貌，凡是需要看物質(zhì)表面形貌的，都可以用掃描電鏡，不過要要注意掃描電鏡目前分辨率，看看能否達到實驗要求。兩種測試手段的適用情況凡是需要看物質(zhì)表面形貌的，都可以用掃描電鏡，不過好的掃描電鏡目前分辨率在0.5~1nm左右。如果需要進一步觀察表面形貌，需要使用掃描探針顯微鏡SPM（AFM，STM）.如果需要對物質(zhì)內(nèi)部晶體或者原子結(jié)構(gòu)進行了解，需要使用TEM. 例如鋼鐵材料的晶格缺陷,細胞內(nèi)部的組織變化。當然很多時候?qū)τ趎m 。區(qū)別掃描電鏡觀察的是樣品表面的形態(tài)，而透射電鏡是觀察樣品結(jié)構(gòu)形態(tài)的。一般情況下，透射電鏡放大倍數(shù)更大，真空要求也更高。掃描電鏡可以看比較“大”的樣品，大可以達到直徑200mm以上，高度80mm左右，而透射電鏡的樣品只能放在直?mm左右的銅網(wǎng)上進行觀察。
一、分析信號
(1)掃描電鏡
掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質(zhì)表面時，被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子，以嬖誑杉⒆賢?、红外光区酉婜生的电礆W洹Ｍ?，也縿x繾?空穴對、晶格振動（聲子）、電子振蕩（等離子體）。原則上講，利用電子和物質(zhì)的相互作用，可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學性質(zhì)的信息，如形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場或磁場等等。掃描電子顯微鏡正是根據(jù)上述不同信息產(chǎn)生的機理，采用不同的信息檢測器，使選擇檢測得以實現(xiàn)。如對二次電子、背散射電子的采集，可得到有關(guān)物質(zhì)微觀形貌的信息；對X射線的采集，可得到物質(zhì)化學成分的信息。
(2)透射電鏡
根據(jù)德布羅意（De Broglie,20世紀法國科學家）提出的運動的微觀粒子具有波粒二象性的觀點，電子束流也具有波動性，而且電子波的波長比可見光要短得多（例如200千伏加速電壓下電子波波長為0.00251納米），顯然，如果用電子束作光源制成的顯微鏡將具有比光學顯微鏡高得多的分辨能力。更重要的是，
二、結(jié)構(gòu)
(1)掃描電鏡
1．鏡筒
鏡筒包括電子槍、聚光鏡、物鏡及掃描系統(tǒng)。其作用是產(chǎn)生很細的電子束(直徑約幾個nm)，并且使該電子束在樣品表面掃描，同時激發(fā)出各種信號。
2．電子信號的收集與處理系統(tǒng)
在樣品室中，掃描電子束與樣品發(fā)生相互作用后產(chǎn)生多種信號，其中包括二次電子、背散射電子、X射線、吸收電子、俄歇(Auger)電子等。在上述信號中，貌的有用的電子信號。檢測二次電子的檢測器的探頭是一個閃爍
3．電子信號的顯示與記錄系統(tǒng)
掃描電鏡的圖象顯示在陰極射線管(顯像管)上，并由照相機拍照記錄。顯像管有兩個，一個用來觀察，分辨率較低，是長余輝的管子；另一個用來照相記錄，分辨率較高，是短余輝的管子。
4．真空系統(tǒng)及電源系統(tǒng)
掃描電鏡的真空系統(tǒng)由機械泵與油擴散泵組成，其作用是使鏡筒內(nèi)達到10的真空度。 電源系)供給各部件所需的特定的電源。
(2)透射電鏡
電子光學部分
整個電子光學部分完全置于鏡筒之內(nèi)，自上而下順序排列著電子槍、聚光鏡、樣品室、 物鏡、中間鏡、投影鏡、觀察室、熒光屏、照相機構(gòu)等裝置。根據(jù)這些裝置的功能不同又可將電子光學)分分為照明系統(tǒng)、樣品室、成像系統(tǒng)及圖像觀察和記錄系統(tǒng)。
照明系統(tǒng)由電子槍、聚光鏡和相應(yīng)的平移對中及傾斜調(diào)節(jié)裝置組成。它的作用是為成像系統(tǒng)提供一束亮度高、相干性好的照明光源。為滿足暗場成像的需要照明電子束可在2-3度范圍內(nèi)傾斜。
它由陰極、柵極和陽極構(gòu)成。在真空中通電加熱后使從陰極發(fā)射的電子獲得較高的動能形成定向高速電子流。
聚光鏡的作用是會聚從電子槍發(fā)射出來的電子束，控制照明孔徑角、電流密度和光斑尺寸。
樣品室中有樣品桿、樣品杯及樣品臺。
成像系統(tǒng)一般由物鏡、中間鏡和投影鏡組成。
該系統(tǒng)由熒光屏、照相機、數(shù)據(jù)顯示等組成。
2．真空系統(tǒng)
真空系統(tǒng)由機械泵、油擴散泵、換向閥門、真空測量儀奉及真空管道粘傘托以上。如果真空度低的話，電子與氣體分子之間的碰撞引起散射而影響襯度，還會使電子柵極與陽極間高壓電離導致極間放電，殘余的氣體還會腐蝕燈絲，污染樣品。
3．供電控制系統(tǒng)
透射電鏡的電路主要由高壓直流電源、透鏡勵磁電源、偏轉(zhuǎn)器線圈電源、電子槍燈絲加熱電源，以及真空系統(tǒng)控制電路、真空泵電源、照相驅(qū)動裝置兆遠毓獾緶返炔糠腫槌傘Ａ磽?，写夃高虚嗆的稻煹上还装壁M猩韙郊?、能谱覚澧道`幽芰克鶚椎紉瞧 。
三、功能
(1)掃描電鏡
1、掃描電鏡追求固體物質(zhì)高分辨的形貌，形態(tài)圖像（二次電子探測器SEI）-形貌分析(表面幾何形態(tài)，形狀，尺寸)
2、顯示化學成分的空間變化，基于化學成分的相鑒定---化學成分像分布，微區(qū)化學成分分析。
1)用x射線能譜儀或波譜（EDS or WDS）采集特征X射線信號，生成與樣品形貌相對應(yīng)的，元素面分布圖或者進行定點化學成分定性定量分析，相鑒定。 2)利用背散射電子(BSE)基于平均原子序數(shù)(一般和相對密度相關(guān))反差，生成化學成分相的分布圖像。
3)利用陰極熒光，基于某些痕量元素（如過渡金屬元素，稀土元素等）受電子束激發(fā)的光強反差，生成的痕量元素分布圖像。
4)利用樣品電流，基于平均原子序數(shù)反差，生成的化學成分相的分布圖像，該圖像與背散射電子圖像亮暗相反。
5)利用俄歇電子，對樣品物質(zhì)表面1nm表層進行化學元素分布的定性定理分析。 3、在半導體器件（IC）研究中的特殊應(yīng)用：
1）利用電子束感生電流EBIC
2）利用樣品電流成像，結(jié)果可顯示電路中金屬層的開、短路，因此電阻襯度像經(jīng)常用來檢查金屬布線層、多晶連線層、金屬到硅的測試圖形和薄膜電阻的導電形式。
3）利用二次電子電位反差像，
4、利用背散射電子衍射信號對樣品物質(zhì)進行晶體結(jié)構(gòu)（原子在晶體中的排列方式），晶體取向分布分析，基于晶體結(jié)構(gòu)的相鑒定。
(2)透緄緹?nbsp; 早期的透射電子顯微鏡功能主要是觀察樣品形貌，后來發(fā)展到可以通過電子衍射原位分析樣品的晶體結(jié)構(gòu)。具有能將形貌和晶體結(jié)構(gòu)原位觀察的兩個功能是其它結(jié)構(gòu)分析儀器（如光鏡和X射線衍射儀）所不具備的。
透射電子顯微鏡增加附件后，其功能可以從原來的縉紡誆孔櫓蚊補鄄歟═EM）、原位的電子衍射分析（Diff），發(fā)展到還可以進行原位的成分分析（能譜儀EDS、特征能量損失譜EELS）、表面形貌觀察（二次電子像SED、背散射電子像BED）和透射掃描像（STEM）。
結(jié)合樣品臺設(shè)計成高溫臺、低溫臺和拉伸臺，透射電子顯微鏡功能的拓寬意味著一臺儀器在不更換樣品的情況下可以進行多種分析，尤其是可以針對同一微區(qū)位置進行形貌、晶體結(jié)構(gòu)、成分（價態(tài)）的分析。
四、襯度原理
(1)掃描電鏡
二、掃描電子顯微鏡
掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）于20世紀60年代問世，用來觀察標本的表面結(jié)構(gòu)。其工作原理是用一束極細的電子束掃描樣品，標本表面發(fā)射出次級電子，標本在固定、脫水后，要噴涂上一層重金屬微粒，重金屬在電子束的轟擊下發(fā)出次級電子信號。 目前掃描電鏡的分辨力為6~10nm，人眼能夠區(qū)別熒光屏上兩個相距0.2mm的光點，則掃描電鏡的大有效放大倍率為0.2mm/10nm=20000X。
電鏡觀察的是樣品的亞顯微結(jié)構(gòu),在制備樣品的過程的主要目的就是維持細胞的細微結(jié)構(gòu),
透射電鏡的樣品要制備超薄切片包括:固定-脫水-浸透-包埋-切片等過程
掃描電鏡相對簡單:原則上只要經(jīng)過固定-二氧化碳干燥-鍍金就可以觀察
先以透射電鏡為例,結(jié)合我自己的體會詳細介紹一下:
1、樣品緩沖液:
由于細胞本身的緩沖能力很小，在非緩沖的固定液中固定時，細胞會因逐漸
酸化而產(chǎn)生損傷。為了防止這種損傷，一般都采用具有緩沖能力的固定液對組織進行固定。由于固定不同的組織對固定液所要求的PH值和滲透壓不同，因此，根據(jù)不同組織的要求，可通過緩沖液調(diào)整固定液的PH值和滲透壓．常用的緩沖液有磷酸緩沖液，醋酸一巴比妥緩沖液和二甲胂酸鈉緩沖液．
2、樣品的固定:用化學固定劑或冰凍、干燥及高溫等物理方法迅速傷老現(xiàn)在采用戊二醛與鋨酸雙重固定祛對生物材料進行固定的居多。因為醛類被認為能夠與蛋白質(zhì)形成交聯(lián),而戊二醛被認為是能夠保存細微結(jié)構(gòu)好的醛類.鋨酸是能夠固定脂類的固定劑.(鋨酸劇毒,能夠讓人喪失嗅覺,配制的時候一定小心)
采用雙重固定法使戊二醛與鋨酸這兩種固定劑相互取長補短，更好地發(fā)揮固定作用.
3 樣品脫水:
固定后的組織要經(jīng)過包埋劑的包埋、聚合形成能夠進行超薄切片的硬塊。由于包埋劑不溶于水，只有將細胞中的游離水清除之后，非水溶性的包埋劑才能滲入細胞。脫水時候要主意梯度的提高一定要緩慢,猛烈的梯度變化會嚴重影響細胞結(jié)構(gòu). 包埋劑建議選用Epon812樹脂的包埋方,應(yīng)為這種樹脂被認為在凝聚的時候發(fā)生的形變是小的.Epon812 溶于丙酮,所以一般在脫水到80%乙醇的時候換為丙酮梯度繼續(xù)脫水. 4:浸透包埋劑(這一步與包埋是連在一起進行的): 浸透是用包埋劑將組織內(nèi)的脫水劑取代，包埋劑浸入細胞中，使細胞內(nèi)外所有空間都被包埋劑充填。包埋劑為一種環(huán)氧樹脂，其分子內(nèi)有兩種反應(yīng)基團，即環(huán)氧基和羥基。環(huán)氧基位于分子末端，與一種叫催化劑的胺類化合物反應(yīng)，環(huán)氧基打開，形成首尾相聯(lián)的長鏈化合物。分子中的羥基與酸酐結(jié)合形成分子間的交聯(lián)橋。因此，當樹脂、胺類及酸酐三者混合并加溫后，樹脂分子發(fā)生三維聚合使包
這一步主要注意在配制包埋劑的時候要保持干燥,盡可能選天氣濕度小的時候配制,包埋劑中一定不能混入氣泡,配制完畢套上紙袋放入干燥器中備用.所用器皿應(yīng)烘干，不能有任何水分； 配藥時每加入一樣藥品都要攪拌均勻；
5:切片
電鏡的透射電子穿透能力很弱，因此大多數(shù)標本不能直接在電鏡下觀察。電鏡的分辨能力不僅取決于顯微鏡本身，更主要是切片的厚度；要獲得高質(zhì)量的電鏡照片錒潭ê桶竦難繁匭胗貿(mào)∏釁諧紗笤?0一70nm厚的超薄切片。超薄切片要經(jīng)過染色才能在電鏡下顯示清晰的結(jié)構(gòu)。染色的目的是增強樣品中各種結(jié)構(gòu)之間的圖像反差或選擇性顯示某些結(jié)構(gòu)成分。生物樣品超薄切片的染色為“電子染色”，即用重金屬化合物與細胞結(jié)構(gòu) 主要注意的是超薄切片機的操作:玻璃刀的制作;玻璃刀上水面的調(diào)節(jié);以及銅網(wǎng)撈片.這些步驟好能有經(jīng)驗豐富的試驗員指導,否則超薄切片機易于損壞,操作也不易成功..
6:樣品支撐膜的制作:用光學顯微鏡觀察各種生物材料時是將標本放在玻璃片上。
(1)操作的關(guān)鍵是玻璃片一定要干凈、光潔，否則膜不能從玻璃上剝落漂起；
(2)溶劑不能有水分和雜質(zhì)，否則膜上會有許多斑點；
(3)漂浮膜時動作要
(4)操作過程中要避風防塵
制好的支撐膜覆蓋到銅網(wǎng)上,用很的鑷子夾取銅網(wǎng)在玻璃刀的刀口附近的水面上撈取切片.經(jīng)過了這些步驟,切片基本就可以上透射電鏡觀察了.
掃描電子顯微鏡樣品制備:
掃描電鏡是依靠樣品表面放出的二次電子量的不同來形成圖象反差的，因此掃描電鏡非常適合于觀察樣品的表面結(jié)構(gòu)。由于生物樣品含有大量的水分，樣品進行觀察時是在高真空內(nèi)進行的，這樣，生物樣品在真空的作用下易失水而使細胞破壞，從而影響觀察。因此，為了保證細胞結(jié)構(gòu)的完整，在觀察前將樣品進行固定、脫水和干燥。又由于干燥后的樣品表面電阻大，易積累電荷引起放電，
從而影響圖象質(zhì)量。這樣，干燥后的生物樣品還要進行導電處理。
固定和脫水與透射電鏡相同,脫水到100%乙醇或丙酮的時候,樣品轉(zhuǎn)入CO2臨界點干燥儀,難犯稍?干燥后的樣片用兩面膠貼到樣品臺上,放入離子濺射儀鍍金,然后就可以觀察了。
