透射電鏡成像原理

透射電子顯微鏡是以波長極短的電子束作為照明源，用電磁透鏡聚焦成像的一種高分辨率、高放大倍數的電子光學儀器。透射電子顯微鏡是把經加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上（片狀< 100 nm，顆粒< 2 um），電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產生立體角散射。圖片的明暗不同（黑白灰）與樣品的原子序數、電子密度、厚度等相關。成像方式與光學顯微鏡相似，只是以電子代替光子，電磁透鏡代替玻璃透鏡，放大后的電子像在熒光屏上顯示出來。

透射電子顯微鏡按加速電壓分類，通常可分為常規電鏡(100kV)、高壓電鏡(300kV)和超高壓電鏡(500kV以上)。提高加速電壓，可提高入射電子的能量，一方面有利于提高電鏡的分辨率；同時又可以提高對試樣的穿透能力。

透射電鏡的一般操作流程
接通電鏡工作電源后，電鏡開始通過機械泵抽前級和鏡筒真空，當鏡筒真空達到一定要求時，再由擴散泵抽鏡筒的高真空，當高真空能達到加高壓的要求時，面板上高真空指示燈點亮，表明此時可以加高壓了，接通高壓并調整高壓到合適的高壓值，稍等一會待高壓穩定后，再增加燈絲電流，使熒光屏中心產生一個明亮的光斑，隨后依次接通各級透鏡的工作電流，調整電鏡的工作狀態，調整好后再加入樣品進行觀察，并對感興趣的部位拍照記錄。電鏡使用完畢，應依次關閉高壓、燈絲加熱電流、關閉各級透鏡工作電流以及取出樣品。待冷卻水再工作10～15min后，關閉電鏡和冷卻水。
電鏡在生物醫學領域中的應用
17世紀光學顯微鏡的發明，促進了細胞學的發展，20世紀電子顯微鏡的發明，揭開了病毒和細胞亞顯微結構的奧妙。在20世紀60年代以來，電鏡廣泛應用于工農業生產、材料學、考古學、生物學、組織學、病毒學、病理學和分子生物學等眾多研究領域中。但電鏡技術從應用的廣度、研究的深度等方面看，沒有哪一個領域可與生物醫學相媲美。
1 在細胞學方面：由于超薄切片技術的出現和發展，人類利用電鏡對細胞進行了更深入的研究，觀察到了過去無法看清楚的細胞超微結構。例如，用電鏡觀察到了生物膜的三層結構以及細胞內的各種細胞器的形態學結構等。
2 電鏡在發現和識別病毒方面起到了重要作用：許多病毒，尤其是腫瘤病毒就是用電鏡發現的。電鏡也為病毒的分類提供了最直觀的依據，例如去年肆虐全球的SARS病毒就是首先在電鏡下觀察到并確認是病毒而不是支原體的。
3 在臨床病理診斷方面：生物體發生疾病都會導致細胞發生形態和功能上的改變，通過對病變區細胞的電鏡觀察就可以為疾病診斷提供有力依據。例如目前電鏡在腎活檢、腫瘤診治中發揮了重要作用。