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冷凍透射電子顯微鏡的工作原理是什么？

閱讀：594      發(fā)布時(shí)間：2023-11-8
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　　冷凍透射電子顯微鏡是一種用于觀察和分析生物樣品的高級(jí)顯微技術(shù)。它的工作原理基于低溫下的電子束穿透樣品，并通過電子顯微鏡成像系統(tǒng)來捕捉樣品的結(jié)構(gòu)和形態(tài)信息。
 
　　首先，樣品需要經(jīng)過冷凍處理。在冷凍過程中，樣品被迅速冷卻到極低的溫度，通常是液氮或液態(tài)二氧化碳的溫度。這種低溫處理可以有效地保持樣品的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，并防止樣品在電子束照射下發(fā)生損傷或化學(xué)反應(yīng)。
 
　　接下來，樣品被放置在一個(gè)特殊的支架上，這個(gè)支架通常是一個(gè)金屬網(wǎng)格或碳膜。這個(gè)支架的作用是支撐樣品并提供導(dǎo)電性，以便電子束能夠通過樣品。
 
　　然后，將樣品放置在電子顯微鏡的樣品室中。在樣品室中，電子槍發(fā)射一束高能電子束，這些電子束穿過樣品支架并照射到樣品上。由于樣品處于極低溫度下，電子束可以穿透樣品而不會(huì)對(duì)其造成明顯的損傷。
 

冷凍透射電子顯微鏡

 

　　當(dāng)電子束穿過樣品時(shí)，它們與樣品中的原子和分子相互作用。這些相互作用會(huì)導(dǎo)致電子束發(fā)生散射、吸收和透過等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象產(chǎn)生的信號(hào)被檢測(cè)器記錄下來，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
 
　　最后，電信號(hào)經(jīng)過放大和處理后，被傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上進(jìn)行圖像重建。計(jì)算機(jī)根據(jù)接收到的信號(hào)和已知的物理模型，計(jì)算出每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)信息，并將這些信息組合成一幅二維或三維的圖像。
 
　　總的來說，冷凍透射電子顯微鏡的工作原理是通過將樣品冷凍到極低溫度下，利用高能電子束穿透樣品并記錄其與原子和分子的相互作用信號(hào)，最終通過計(jì)算機(jī)重建得到樣品的結(jié)構(gòu)和形態(tài)圖像。這種技術(shù)具有高分辨率、高對(duì)比度和對(duì)樣品無損等優(yōu)點(diǎn)，因此在生物科學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

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