透射电镜的介绍

透射电镜

       透射电镜（TEM），全称透射电子显微镜，用电磁场作透镜，把经加速和聚集的电子束投射到超薄切片的样品上（通常70-90nm），电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。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，影像将在放大、聚焦后在成像器件上显示出来。是一种高分辨率（0.1nm-0.2nm）、高放大倍数（0.2K-600K）的显微镜。是观察和研究物质超微结构的强有力工具。

       透射电镜在细胞生物学、组织学、病毒学、病理学、分子生物学、材料科学等诸多领域具有广泛应用。可以观测动物植物细胞超微结构，如线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、叶绿体、液泡、细胞内生细菌等结构及病理变化。可以观测病毒颗粒、外泌体、病原微生物、各类细菌真菌、纳米材料及纳米颗粒、晶体结构。

一、透射电镜的基本原理[1]

      由电子枪发射出来的电子束，在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品室内的样品上；透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，样品内致密处透过的电子量少，稀疏处透过的电子量多；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。

二、透射电镜样品要求[2]

2.1、动物组织样本

①1-3min内取样，取样组织2mmX2mm大小，尽量薄。如来不及修整组织大小可先于电镜固定液内固定半小时左右待组织变硬以后再修整组织进行后固定。超出此范围后组织会无法完全固定，后续实验无法完成，务必请重视此过程；

②取材时尽量精确到需要观察的目的部位（如观察肾小球取肾皮质；观察胰岛取胰岛丰富的胰尾；皮肤，肠胃等在固定液中易打卷的组织可将组织粘在滤纸上进行固定）；

③取材时一定注意避免镊子挤压等机械损伤，刀片要锋利避免挫伤组织；

④组织取下后立即投入电镜固定液内室温固定2h，再转移至4°保存，4°冰袋运输，在保存和运输过程中固定液切勿冷冻结冰。4°时样本可保存1个月左右。

2.2、植物组织样本

①取材要求同动物组织样本；

②组织投入固定液后需要进行真空抽气让组织沉底，如无条件抽气可用滤纸将组织塞进固定液内，组织不能漂浮在固定液表面。

2.3、细胞样本

贴壁细胞：

方法一：

①培养好的细胞弃培养基，加入2.5%的常温戊二醛固定液；

②常温固定5min左右，用细胞刮（或软橡胶盖切得平整小方块）沿一个方向轻轻刮下细胞，切记不要反复刮，避免细胞刮破；

③用巴氏吸管把细胞液吸入离心管内，放入离心机（不超过3000转），离心2min左右，细胞团要有绿豆大小；

④弃固定液后加新的电镜固定液，把细胞团轻轻挑起，悬浮于固定液中；

⑥室温避光固定30min，再转移至4°保存，4°冰袋运输，在保存和运输过程中固定液切勿冷冻结冰。

方法二：（对细胞形态没有要求的）

①培养好的细胞弃培养基，加入胰酶；

②胰酶消化好后（时间不宜过长），用培养基终止消化，用吸管把细胞吹下来。吸入离心管，离心（不超过3000转），2min左右，细胞团要有绿豆大小；

③弃上清，加入2.5%的常温戊二醛固定液，把细胞团轻轻挑起，悬浮于固定液中；

④室温避光固定30min，再转移至4°保存，4°冰袋运输，在保存和运输过程中固定液切勿冷冻结冰；

悬浮细胞：离心收集细胞要肉眼可见细胞沉淀绿豆大小，弃培养基后加电镜固定液室温固定2h，再转移至4°保存，4°冰袋运输，在保存和运输过程中固定液切勿冷冻结冰。

2.4、细菌样本

长于固体培养基的细菌：连带着培养基一起挑下细菌放于电镜固定液内室温固定2h，再转移至4°保存， 4°冰袋运输，在保存和运输过程中固定液切勿冷冻结冰；

悬浮细菌孢子等：离心收集细菌要肉眼可见细菌沉淀绿豆大小，弃培养基后加电镜固定液室温固定2h，再转移至4°保存，4°冰袋运输，在保存和运输过程中固定液切勿冷冻结冰。

2.5、病毒

破碎组织细胞，粗离心去除细胞碎片取上清，超速离心分离出病毒（病毒提取的过程需要客户自己完成）。用缓冲液（如PBS）悬浮病毒，远距离-80°冻存运输，近距离4°保存运输，尽快滴片做负染后及时电镜观察拍照。

2.6、外泌体囊泡等

客户自己完成外秘体囊泡等的提取收集，用缓冲液（如PBS）或者试剂盒中的保存液悬浮，远距离-80°冻存运输，近距离4°保存运输，尽快制片做负染后及时电镜观察拍照。（因此类样品极易降解，样品越新鲜越好，最好数小时内完成滴片负染，否则做出的效果很不理想甚至完全观察不到）。

2.7、纳米材料等无机材料

直接准备粉剂或用缓冲液（如PBS）悬浮，常温保存运输即可（需要超声的备注）。做负染后电镜观察拍照。

三、SEM和TEM的异同[2]

3.1相同点：

1. 两种设备都使用电子来获取样品的图像；
2. 设备主要组成部分相同：电子枪，电磁透射等；
3. 都需要处于真空环境。

3.2不同点：

	SEM	TEM
电子类型	散射电子	透射电子
高压	约1-15KV	约60-300KV
试样厚度	任何厚度	通常<150nm
信息类型	样品表面的3D图像	样品内部结构的2D投影图像
放大倍数	高达100-200万	超过5000万
视场角	大	有限
分辨率	约0.5nm	<50pm
图像形成	电子被探测器捕获并计数，在PC屏幕上显示图像	用CCD在荧光屏或PC屏幕上直接成像
操作	样品制备较易，易于使用	样品制备复杂，需要培训

      卡梅德生物（KMD Bioscience）(https://www.kmdbioscience.cn/)拥有专业的科学家和成像实验室，可为包括植物样本、动物样本、细菌和病理标本在内的生物科学和临床研究提供全面的透射电子显微镜 (TEM) 和扫描透射电子显微镜 (STEM) 服务。我们经验丰富的专家可以为样品收集、制备和评估提供实验设计指导。我们还提供有关图像和结果的专业病理咨询。

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1. Egerton R F , Li P , Malac M .Radiation damage in the TEM and SEM[J].Micron, 2004, 35(6):399-409.
2. Egerton,R F.Electron energy-loss spectroscopy in the TEM[J].Reports on Progress in Physics, 2009, 72(1):16502-16525.