实验四透射和扫描电镜的样品观察

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1、实验四透射和扫描电镜的样品观察课程名称：细胞生物学实验实验日期：2014年10月27日班级：试验121（青岛）姓名学号：刘香凝sy0040一、实验原理用电子束成像的显微镜称为电子显微镜。电子显微镜是一种高精密度的电子光学仪器，它具有较高的分辨力和放大倍数，是观察和研究物质微观结构的强大工具。根据成像原理的不同，电镜分为透射电子显微镜和扫描电子显微镜。（一）、透射电子显微镜原理透射电镜主要用于观察生物样品内部精细的结构，用于透射电镜观察的样品往往需制备成超薄切片。1、透射电镜的基本构造1）电子束照明系统：照明系统由电子枪和聚光镜两部分组成。电子枪

2、位于镜筒顶端，由阴极——控制极——阳极构成三级电子枪。电子枪是电子束的发射装置，由高频电流加热钨丝激发电子，并用高压使电子加速。聚光镜的作用是将电子枪发出的电子束会聚于样品平面，并调节试样平面处电子束孔径角、电流密度和照明光斑半径.2)电镜成像系统由样品室、物镜、中间镜和投影镜组成。通过聚光镜会聚的电子束穿过样品，经物镜放大形成一级放大像，再经中间镜和投影镜进行二级和三级放大。最后在荧光屏上形成最终的放大像，通过调节中间镜和投影镜电流，放大倍数能从几百倍连续改变到十几万到几十万倍。聚光镜、物镜、中间镜与投影镜等都是电磁透镜。电磁透镜是精密加工的

3、中空圆柱体，里面置线圈，通过线圈电流的大小，调节磁场强度使电子束发生偏转，汇聚或发散，最终结果正如光线透过玻璃透镜一样，可以聚焦成像。3）真空系统由气泵组成，保持镜筒内高真空，由于电镜是利用高速的电子束为照明源，在电子束的通道上不能有任何游离的气体存在，否则将发生电子与残余气体原子的碰撞，引起电离，放电等反应，易烧坏灯丝获污染样品。4)记录观察系统包括荧光界和照明系统。镜筒最下面部位是观察窗。窗口由防护X射线的一定厚度的铅玻璃组成。观察窗内下方是荧光屏，荧光屏上的荧光物质通常由硫化锌或硫化锌与硫化镐的粉末组成。它们在电子束的照射下产生荧光，使电

4、子像转化为肉眼可见的可见光图像。5)电压系统供给高压，恒定电压和电流。电镜中主要有高压电源和透镜电源，另外还有偏转线圈电源和用于真空系统、照明系统的电源。在工作中，要求加速电压和透镜电流必须有极高稳定度。否则，电镜分辨率将受到极大影响。2、透射电镜成像原理电子枪发出的电子束经过聚光镜的会聚作用，成为直径只有数微米的光斑，照射到样品室的样品上，穿过样品后的电子由物镜放大，形成第一次实像，第一次实像被投影镜再次放大，并透射到荧光屏上，最终形成人眼可见的影像。（二）扫描电子显微镜原理扫描电子显微镜主要用于观察物品的表面结构。与透射电镜相比，扫描电镜有

5、如下特点：（1）具有明显的真实感，可形成一个三维的立体图像；（2）放大范围广，能方便的从10~20倍增大到一、二十万倍，分辨率可达50Å左右；（3）样品制备简单，可观察较大、较厚的样品；1、扫描电镜的基本结构（1）电子光学系统包括电子枪、第一聚光镜和第二聚光镜、物镜（末透镜）和扫描系统。其作用是产生直径为几十埃的扫描电子束，即电子探针，使其在样品表面做光栅状扫描。（2）电子讯号收集、处理和显示系统扫描电子束与样品作用后可产生多种讯号，如二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇电子、阴极发光、电子——空穴对和透射电子等。扫描电镜可接收从样品发

6、出的多种信号成像，其中二次电子信号图像质量如分辨率、立体感、景深等方面均较好。扫描电镜二次电子收集系统由栅网、聚焦环和闪烁体组成。二次电子大部分信号穿过栅网，打到闪烁体上，转换成光信号，经光导管传递到光电倍增管进行信号放大，将光电倍增管输出的电流信号接到视频放大器，再稍加放大后即可用来调至显像管亮度，从而获得图像。（3）样品室、真空及电气系统扫描电镜样品室位于镜筒下方，工作时放入样品，扫描电镜室真空系统包括机械泵、油扩散泵、气动碟阀、真空管道和真空测量装置等，将镜筒抽成高真空状态。电气系统有高压电源、透镜电源、光电倍增管电源、扫描部件、微电流放

7、大器和低压电源等，要求具有高稳定度。2、扫描电镜的成像原理扫描电镜中电子枪发射出来的电子束被聚焦成极细（约50Å）的电子探针在样品表面逐行扫描，这样就得到了样品整个区域的全部信息。电子束扫到的地方激发样品表面放出二次电子，二次电子产生的多少与电子束的入射角度有关，即与样品的表面形态有关。二次电子经探测器收集并变成光信号，再经光电倍增管和放大器透射到荧光屏上，得到一副放大的立体图像。二、结果分析1、水稻叶片扫描电子显微镜图气孔保卫细胞乳突图一水稻叶片扫描电子显微镜图（4K倍）图一为水稻的扫描电子显微镜图，4K倍放大后可以清晰的看到电镜扫描叶片表面

8、后拍摄的保卫细胞以及由保卫保卫细胞组成的气孔，可观察到固定时气孔处于开放状态。气孔是由植物叶片表皮上成对的保卫细胞以及之间的孔隙组成的结构，常称之为气