第二篇材料电子显微分析 实验一透射电子显微镜样品制备 一、实验目的 1．掌握塑料—碳二级复型样品的制备方法。 2．掌握材料薄膜样品的制备方法—双喷电解减薄法和离子薄化法。 二、塑料—碳二级复型的制备原理与方法 (一) AC 纸的制作 所谓AC 纸就是醋酸纤维素薄膜。它的制作方法是：首先按重量比配制6％醋酸纤维素丙酮溶液。为了使AC 纸质地柔软、渗透性强并具有蓝色，在配制溶液中再加入2％磷酸三苯脂和几粒甲基紫。 待上述物质全部溶入丙酮中且形成蓝色半透明的液体，再将它调制均匀并等气泡逸尽后，适量地倒在干净、平滑的玻璃板上，倾斜转动玻璃板，使液体大面积展平。用一个玻璃钟罩扣上，让钟罩下边与玻璃板间留有一定间隙，以便保护AC 纸的清洁和控制干燥速度。醋酸纤维素丙酮溶液蒸发过慢，AC 纸易吸水变白，干燥过快AC 纸会产生龟裂。所以，要根据室温、湿度确定钟罩下边和玻璃间的间隙大小。经过24 小时后，把贴在玻璃板上已干透的AC 纸边沿用薄刀片划开，小心地揭下AC 纸，将它夹在书本中即可备用。 ( 二) 塑料—碳二级复型的制备方法 (1) 在腐蚀好的金相样品表面上滴上一滴丙酮，贴上一张稍大于金相样品表面的AC 纸( 厚30~80 μm)如图1-2(a)所示。注意不要留有气泡和皱折。若金相样品表面浮雕大，可在丙酮完全蒸发前适当加压。静置片刻后，最好在灯泡下烘烤一刻钟左右使之干燥。 (2) 小心地揭下已经干透的AC 纸复型(即第一级复型)，将复型复制面朝上平整地贴在衬 有纸片的胶纸上，如图1-2(b)所示。 (3) 把滴上一滴扩散泵油的白瓷片和贴有复型的载玻片置于镀膜机真空室中。按镀膜机的 操作规程，先以倾斜方向投影”铬，再以垂直方向喷碳，如图1-2(C)所示。其膜厚度以无油 处白色瓷片变成浅褐色为宜。 (4) 打开真空室，从载玻片上取下复合复型，将要分析的部位小心地剪成2mn× 2mm的小 方片，置于盛有丙酮的磨口培养皿中，如图1-2(d)所示。 (5) AC 纸从碳复型上全部被溶解掉后，第二级复型(即碳复型)将漂浮在丙酮液面上，用铜 网布制成的小勺把碳复型捞到清洁的丙酮中洗涤，再移到蒸馏水中，依靠水的表面张力使卷曲的碳复型展平并漂浮在水面上。最后用摄子夹持支撑铜网把它捞起，如图1-2 (e)所示，放
电镜照片的裁剪和拼接 对于拍摄效果理想的电镜照片，只需要通过简单的裁剪和拼接，就可以完成。但是在实际操作过程中，往往存在这样的问题，电镜照片下方有一个标注栏，在标注栏中可以记录标尺、工作距离、加速电压等电镜拍摄条件，在制作插图过程中，往往需要将电镜图片缩小，将几张具有对比效果的图片拼接在一张插图中，此时数据栏中的字体会变得很小，标尺也会看不清楚。因此，在制作用于发表的插图过程中往往需要将电镜照片下方的数据栏剪切掉，再重新制作一条标尺，并进行标记。对于单张照片的裁剪、修改电镜图片的大小及重新调整照片明暗对比度的工作需要用Photoshop软件（简称PS）来完成，而将图片拼接在一起，重新画标尺和标注文字的工作需要Illustrator软件（简称AI）来完成。 一、收集合格整理素材 将一张插图中计划用到的所有电镜照片全部复制下来，建立一个新的文件夹，最好给每一张照片一个文件名，以后文件名最好不要更改，因为AI软件和PS软件中的图片是链接关系，防止在拼接图片过程中出现的链接图片无法识别。 二、用Photoshop裁剪出大小完全一致的图片 1、按照图片标尺长度绘制一个矩形框 当扫描电镜图片被缩小后，标尺经常会看不清楚。因此可以先根据标尺长度绘制一个等长的矩形框，以便图像拼接后根据该矩形框重新画一条标尺。具体操作步骤如下： ①用Photoshop CS5软件打开需要操作的图片。 ②将索引格式的电镜图片转变成RGB颜色格式的文件（执行“图像——模式——RGB颜色”命令）。 ③按照原标尺大小画一个相同长度的矩形框，并填色。具体方法如下，新建一个图层，用缩放工具拖拽图片，将标尺区域放大，在新建图层中用矩形选择工具按照标尺长度画一个等长的矩形框，用吸管工具在色板上任意吸取一个颜色，按下Alt+Delelte键，将矩形框填充上颜色。按下Ctrl+D键取消选框。将矩形框移动到图片中任意区域，裁剪时不会受到影响即可。双击抓手工具，将图片放到合适屏幕大小。
肌肉图，肌肉解剖图，人体肌肉图，（正面背面彩图）
肌学－上肢肌（肩肌，臂肌，前臂肌，手肌，上肢的局部记载） 上肢肌－－－肩肌 －－肩肌配布于肩关节周围，均起自上肢带骨，跨越肩关节，止于肱骨的上端，有稳定和运动肩关节的作用。 包括 三角肌 三角肌（deltoid） ◆形态位置：位于肩部，呈三角形。 ◆起、止点：起自锁骨的外侧段、肩峰和肩胛冈，肌束逐渐向外下方集中，止于肱骨三角肌粗隆。肱骨上端由于三角肌的覆盖，使肩关节呈圆隆形。 如肩关节向下脱位或三角肌瘫痪萎缩，则可形成“方形肩”体征。三角肌是肌肉注射的部位之一。 ◆作用：主要是使肩关节外展，其前部肌纤维收缩可使肩关节前屈并略旋内；后部肌纤维收缩可使肩关节后伸并略旋外
冈上肌 冈上肌（supraspinatus） ◆形态位置：位于斜方肌的深面。 ◆起、止点：起自冈上窝，肌束向外，经肩峰深面，跨过肩关节之上，止于肱骨大结节上部。此肌损伤或有炎症，当上臂外展时，肩部有疼痛感。 ◆作用：使肩关节外展。 冈下肌 冈下肌（infraspinatus） ◆形态位置：大部分被斜方肌与三角肌遮盖。 ◆起、止点：起自冈下窝的骨面，肌束向外跨过肩关节后方，止于肱骨大结节中部。 ◆作用：可使肩关节旋外。 小圆肌 小圆肌（teres minor） ◆形态位置：位于冈下肌的下方。 ◆起、止点：起自肩胛骨外侧缘后面，肌束斜向外上，跨过肩关节后方，止于肱骨大结节的下部。 ◆作用：使肩关节旋外。 大圆肌 大圆肌（teres major） ◆形态位置：位于小圆肌下方。 ◆起、止点：起自肩胛骨外侧缘和下角，肌束向上外，绕到肱骨之前，止于肱骨小结节嵴。 ◆作用：使肩关节后伸、内收和旋内。 肩胛下肌 肩胛下肌（subscapularis） ◆形态位置：位于肩胛前面。 ◆起、止点：起自肩胛下窝，肌束向上外，经肩关节的前方，止于肱骨小结节。 ◆作用：使肩关节内收和旋内。 －－肩胛下肌、冈上肌、冈下肌和小圆肌在经过肩关节的前方、上方和后方时，与关节囊紧贴，且有许多腱纤维编织入关节囊壁，所以这些肌肉的收缩，对稳定肩关节起着重要的作用。 三角肌和冈上肌可使肩关节外展。三角肌前部肌束、大圆肌和肩胛下肌可使肩关节内收和旋内。三角肌后部肌束、冈下肌和小圆肌可使肩关节旋外。此外，三角肌后部肌束还可使肩关节后伸，前部肌束还可使其前屈。 －－－臂肌 位于肱骨周围。臂肌可分前、后群。前群为屈肌，后群为伸肌[图示]。 ◆前群：位于肱骨前方，有浅层的肱二头肌，上方的喙突肌和下方深层的肱肌。主要为肱二头肌。 肱二头肌（biceps brachii） 形态位置：位于臂前部，呈梭形。 起、止点：起端有两个头。长头以长腱起自肩胛骨关节盂的上方，通过肩关节囊，经大、小结节之间下降；短头在内侧，起自肩胛骨喙突，两头会合成一肌腹，向下延续为肌腱，经肘关节前方，止于桡骨粗隆。另从腱上分出腱膜，向内下越过肘窝，移行于前臂筋膜。此肌肌腹的内、外侧各有一沟，分别称为肱
透射电子显微镜的原理及应用 一．前言 人的眼睛只能分辨1/60度视角的物体，相当于在明视距离下能分辨0.1mm 的目标。光学显微镜通过透镜将视角扩大，提高了分辨极限，可达到2000A 。。光学显微镜做为材料研究和检验的常用工具，发挥了重大作用。但是随着材料科学的发展，人们对于显微镜分析技术的要求不断提高，观察的对象也越来越细。如要求分表几十埃或更小尺寸的分子或原子。一般光学显微镜，通过扩大视角可提高的放大倍数不是无止境的。阿贝（Abbe ）证明了显微镜的分辨极限取决于光源波长的大小。在一定波长条件下，超越了这个极限度，在继续放大将是徒劳的，得到的像是模糊不清的。 图1-1（a ）表示了两个点光源O 、P 经过会聚透镜L ，在平面上形成像O ，、P ，的光路。实际上当点光源透射会聚成像时，由于衍射效应的作用在像平面并不能得到像点。图1-1（b ）所示，在像面上形成了一个中央亮斑及周围明暗相间圆环所组成的埃利斑（Airy ）。图中表示了像平面上光强度的分布。约84%的强度集中在中央亮斑上。其余则由内向外顺次递减，分散在第一、第二……亮环上。一般将第一暗环半径定义为埃利斑的半径。如果将两个光源O 、P 靠拢，相应的两个埃利斑也逐渐重叠。当斑中心O ，、P ，间距等于案例版半径时，刚好能分辨出是两个斑，此时的光点距离d 称为分辨本领，可表示如下： α λs in 61.0d n = （1-1） 式中，λ为光的波长，n 为折射系数，α孔径半角。上式表明分辨的最小距离与波长成正比。在光学显微镜的可见光的波长条件下，最大限度只能分辨2000A 。。于是，人们用很长时间寻找波长短，又能聚焦成像的光波。后来的X
小知识 如何看电镜照片及其它 电镜照片具有直观、通俗的特点，一般大家都能看明白。但从电镜专业的角度来说，多了解一些电镜成像的基础知识，对于更好地从电镜照片中得到更多的信息是非常有好处的。图1是一张电镜照片，在图中标出了亮、暗、黑不同的部位，并对形成亮、暗、黑的原因进行了解释。 上面电镜照片是由亮(白)、暗(灰)、黑几种不同色素集合而成，对于正常的二次电子图象来说： （1）亮是代表样品高凸部位、面向检侧器的部位、具有高原子序数元素的部位，导电性能好的部位。 （2）暗则反之。 （3）不同程度的亮暗，即为不同的差异，那些孔洞、缝隙、底下部位呈现黑色。 由于样品的电磁性能、荧光性能，边缘和尖端效应造成的亮度差异，了解、综合这些样品信息，然后才能获得有关该样品形貌的正确断论，从中得到更多的信息。 在区分图象上，还应该注意，对于样品有透明膜的表面或透光外壳等情况，在光学显微镜下可以无妨碍地看清下面或内部的细节形态，虽然有时常常难以分清该细节是在外表还是在内部。但在扫描电镜中情况就不一样，由于电子显微镜只能“看到”5-10nm厚的深度，所以它只反映外表的形态，外表既使覆有很薄的透光层，电镜也是看不到下面细节的。
附：扫描电镜的优点及与光学和透射电镜的比较 扫描电镜的优点很多，其中最重要的一点是景深特别大。同样的放大倍数，扫描电镜的景深一般是光学显微镜的100倍，是透射电镜的1000倍左右。景深大，拍摄出来的照片立体感强，具有更多细节。表1列出了扫描电镜、光学显微镜和透射电镜的主要不同点。 表1 扫描电子显微镜与光学和透射电镜比较表项目光学显微镜(OM) 扫描电镜(SEM) 透射电镜(TEM) 1、分辨本领： 最高 熟练操作容易达到0.1um（紫外光显微镜） 0.2 um 5 um 0.5nm 10nm 100nm 0.1～0.2nm 0.5~0.7nm 5~7nm 2、放大倍数1~2 000倍10~150 000倍100~800 000倍 3、景深短： 0.1mm（约10倍时） 1um （约100倍时） 长： 10mm （约10倍时） 1mm （约100倍时） 10um （约1000倍时） 1um （约10000倍时） 短： 接近扫描电镜，但实 际上为样品厚度所限 制，一般小于100nm 4、视场100mm（1倍时） 10mm （10倍时） 1mm （100倍时） 0.1mm （1000倍时） 10mm （10倍时） 1mm （100倍时） 0.1mm （1 000倍时） 10um （1 0 000倍时） 1um （1 000 000倍时） 2mm （100倍时） 其它同扫描电镜 说明：现在某些光学显微镜，经过光学系统特别是数字化处理后，据报到，其景深可以到达SEM的效果，但实际是否完全一样，尚待验证。
透射电子显微镜的结构、原理和衍衬成像观察实验报告 一、实验目的 1、了解透射电子显微电镜的基本结构； 2、熟悉透射电子显微镜的成像原理； 3、了解基本操作步骤。
二、实验内容 1、了解透射电子显微镜的结构； 2、了解电子显微镜面板上各个按钮的位置与作用； 3、无试样时检测像散，如存在则进行消像散处理； 4、加装试样，分别进行衍射操作、成像操作，观察衍射花样和图像； 5、进行明场、暗场和中心暗场操作，分别观察明场像、暗场像和中心暗场像。 三、实验设备和器材 JEM-2100F型TEM透射电子 显微镜 四、实验原理 （一）、透射电镜的基本结构 透射电镜主要由电子光学系统、电源控制系统和真空系统三大部分组成，其中电子光学系统为电镜的核心部分，它包括照明系统、成像系统和观察记录系统组成。 （1）照明系统 照明系统主要由电子枪和聚光镜组成。
电子枪就是产生稳定的电子束流的装置，电子枪发射电子形成照明光源，根据产生电子束的原理的不同，可分为热发射型和场发射型两种。 图1 热发射电子枪图2 场发射电子枪 聚光镜是将电子枪发射的电子会聚成亮度高、相干性好、束流稳定的电子束照射样品。电镜一般都采用双聚光镜系统。 图3 双聚光镜的原理图 （2）成像系统 成像系统由物镜、中间镜和投影镜组成。 物镜是成像系统中第一个电磁透镜，强励磁短焦距（f=1~3mm），放大倍数Mo一般为100～300倍，分辨率高的可达0.1nm左右。物镜的质量好坏直接影响到整过系统的成像质量。物镜未能分辨的结构细节，中间镜和投影镜同样不能分辨，它们只是将物镜的成像进一步放大而已。提高物镜分辨率是提高整个系统成像质量的关键。
透射电子显微镜 Ⅰ. 实验目的 （1）掌握透射电镜的基本构成 （2）掌握透射电镜的成像原理 （3）了解透射电镜的操作过程 （4）了解生物样品的制备过程 （5）利用透射电镜观察纳米材料和生物样品 Ⅱ. 仪器及技术指标 （1）型号：Hitachi（日立）-7650型透射电镜 （2）加速电压：40kV ~ 120kV （3）放大倍数：200 ~ 60万倍 图1Hitachi-7650型透射电镜 Ⅲ. 透射电镜的基本构成 透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM），简称透射电镜，是以波长很短的电子束做照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种具有高分辨本领、高放大倍数的电子光学仪器。
图2透射电镜剖面结构示意图 1. 电子光学系统：又称镜筒，是TEM的核心。 发射并使电子加速的电子枪 （1）照明部分：会聚电子束的聚光镜 电子束平移、倾斜调节装置 作用：提供亮度好、相干性好、束流稳定的照明电子束。 物镜 中间镜 （2）成像部分：投影镜 物镜光阑
选区光阑 穿过试样的透射电子束在物镜后焦面上成衍射花样，在物 镜像平面上成放大的组织像，并经过中间镜、投影镜的接 力放大，获得最终的图像。 荧光屏 （3）观察记录部分 照相机 试样图像经过透镜多次放大后，在荧光屏上显示出高倍放 大的像。 2. 真空系统： 电子光学系统的工作过程要求在真空条件下进行，这是因为在充气的条件下会发生以下情况： 栅极与阳极间的空气分子电离，导致高电位差的两极之间放电 炽热灯丝迅速氧化，无法正常工作 电子与空气分子碰撞，影响成像质量 试样易于氧化，产生失真 目前，一般TEM的真空度为10-5 Torr（1Torr＝133.32Pa）左右。 真空泵组经常由机械泵和扩散泵两级串联成。为了进一步提高真空度，可采用分子泵、离子泵，真空度可达10-8 Torr或更高。 3. 电源与控制系统： 电子枪加速电子用的小电流高压电源用于提供两部分电源 透射激磁用的大电流低压电源 Ⅳ. 透射电镜的成像原理： 1. TEM是依照阿贝成像原理工作的 平行入射波受到有周期性特征物体的散射作用在物镜的后焦面上形成衍射谱，各级衍射波通过干涉重新在像平面上形成反映物的特征的像。 2. 具体过程： 电子枪产生的电子束经1～2级聚光镜后均匀照射到试样上的某一待观察微
透射电子显微镜的原理 XXX （大庆师范学院物理与电气信息工程学院2008级物理学200801071293黑龙江大庆163712） 摘要：透射电子显微镜在成像原理上与光学显微镜类似。它们的根本不同点在于光学显微镜以可见光作照明束，透射电子显微镜则以电子为照明束。在光学显微镜中将可见光聚焦成像的玻璃透镜，在电子显微镜中相应的为磁透镜。由于电子波长极短，同时与物质作用遵从布拉格(Bragg)方程，产生衍射现象，使得透射电镜自身在具有高的像分辨本领的同时兼有结构分析的功能。 关键词：第一聚光镜；第二聚光镜；聚光镜阑；物镜光阑；选择区光阑；中间镜 作者简介：XXX（1988-），黑龙江省绥化市绥棱县，物理与电气信息工程学院学生。 0引言： 工业多相催化剂是极其复杂的物理化学体系。长期以来,工业催化剂的制备很大程度上依赖于经验和技艺,而难以从原子分子水平的科学原理方面给出令人信服的形成机制。为开发更高活性、选择性和稳定性的新型工业催化剂,通过各种表征技术对催化剂制备中的过程产物及最终产品进行表征是一个关键性的基础工作。在当前各种现代表征手段中,透射电子显微镜尤其是高分辨透射电子显微镜,可以在材料的纳米、微米区域进行物相的形貌观察、成分测定和结构分析,可以提供与多相催化的本质有关的大量信息,指导新型工业催化剂的开发。 为什么透射电子显微镜有如此高的分辨率那？本文阐述了透射电子显微镜的工作原理。 1透射电子显微镜的定义/组成 1.1定义 在一个高真空系统中，由电子枪发射电子束， 穿过被研究的样品，经电子透镜聚焦放大，在荧光 屏上显示出高度放大的物像，还可作摄片记录的一 类最常见的电子显微镜称为透射电子显微镜。[1] 1.2组成 透射电子显微镜由照明系统、成像系统、记录 系统、真空系统和电器系统组成。（如图1） 2透射电子显微镜的照明系统 照明系统的作用是提供亮度高、相干性好、束 流稳定的照明电子束。它主要由发射并使电子加速 的电子枪和会聚电子束的聚光镜组成。图1透射电子显微镜结
肌肉解剖图说明 出处：汇健身 | 点击数：138965 | 文章录入：爱健 身 (一)胸大肌 位于胸前皮下，为扇形扁肌，其范围大，分为胸 上肌和胸大肌两部分。其功能是使上臂向内、向前、 向下和向上；臂部向内旋转。可通过所有角度的卧推； 所有角度的飞鸟；双杠臂屈伸；仰卧上拉；俯卧撑； 重锤双臂侧下拉来训练。 (二)肱二头肌 位于上臂前面皮下。其功能是弯屈肘部；掌心向 上放下前臂；使前臂向前弯起至肩部。训练方法是各 种方式的弯举；划船动作。 (三)胸锁乳突肌 这是位于颈部浅层最显著的肌肉，其功能是使头 和颈向侧曲；头和颈部旋转，颈向前或后弯屈。可通过戴练颈帽动作；摔角的角力桥；助力和自我抗力动作来锻炼。 (四)前臂屈指肌 位于前臂前面的内侧皮下，能使手屈和外展。采用正缠重锤和正握负重腕屈伸等练习可发展此肌肉。 (五)斜方肌 位于颈部和背部的皮下，一侧成三角形，左右两侧相合构成斜方形，称为斜方肌。其功能是上举和放下肩带；移动肩胛骨；头部倒向后和侧面。可通过耸肩，力量上举，颈后推举，侧平举，划船动作来训练。 (六)三角肌 位于肩部皮下。它是一个呈三角形的肌肉，肩部的膨隆外形即由该肌形成。两侧肌肉纤维呈梭形，中
部纤维呈多羽状，这种结构肌肉体积小而具有较大的力量。它的功能是使手臂举到水平位置；手臂分别向前、中、后举到一定方向的高度。可通过各种哑铃和杠铃推举、卧推（前束），哑铃上举到前、后和背后；引体向上来训练。 (七)肱三头肌 位于上臂后面皮下。其功能是使手臂伸直和拉向后方。可通过臂屈伸，屈臂下拉，窄握仰推，各种手臂屈伸动作，划船来训练。 (八)肱橈肌 位于前臂肌的最外侧皮下，呈长扁形。近固点时，可使前臂屈。远固点时，可使上臂向前靠拢。采用负重弯举和引体向上等练习可发展该肌肉的力量。 (九)肱肌 位于肱二头肌下半部的深面。起于肱骨体下半部前面，止于尺骨粗隆。作用是为屈肘。训练方法同肱二头肌。 (十)背阔肌 位于腰背部和胸部后下侧的皮下，是全身最大的阔肌。上部被斜方肌遮盖。其功能是使手臂拉向下和后；肩带下压；躯干侧向一边。训练动作是各种方式的引体向上重锤下拉；划船动作；仰卧上拉。 (十一)上背肌群（大圆肌，小圆肌，冈下肌，菱形肌） 位于人体上背部。可使手臂向内和向外旋转；手臂向后划；肩胛上升，旋转，向下。训练动作有深蹲，硬拉，划船等。 (十二)前锯肌 位于胸廓的外侧皮下，上部为胸大肌和胸小肌所遮盖，是块扁肌。其功能是使肩胛下转；使肩胛拉向一侧；帮助扩展胸部；帮助两臂举过头部。训练动作为仰卧上拉和站立推举。 (十三)腹直肌(上腹肌+下腹肌) 由上腹肌和下腹肌两部分组成。位于腹前壁正中线的两侧。其功能是使脊柱向前弯屈；压缩腹部；压迫肋骨训练方法是各种仰卧起坐；直腿上举。
第四章透射电子显微镜样品的制备 晶体薄膜衍射衬度成像分析 电子衍射的基础内容，主要针对相结构分析。透射电子显微镜另一重要功能是进行微观结构形貌分析，要求电子束能够透过所观察的样品，常规的透射电镜电子束能透过样品的厚度极其有限，约数百纳米。 将透射电镜应用于材料科学研究领域的早期，受到样品制备技术的限制，利用复型技术获取间接样品实现对微观组织的观察，较光学显微镜的分辨率提高约2个数量级，达到几百纳米左右。这主 要是由于复型材料颗粒较大，不能把样品中小的细微结构复制出来。要指出的是，复型仅仅得到的是样品的表面形貌，无法对样品的内部组织结构（晶体缺陷、界面等）进行观察分析。 制样技术的进步，能够获得使电子束直接透过的薄膜样品，从而实现对样品的直接观察分析，揭示样品内部的精细结构，使电镜的分辨率大大提高。同时应用衍射技术，就能够在一台仪器上同时进行微观组织与结构分析。
透射电子显微镜样品的制备方法表面复型技术 一级复型 塑料－碳二级复型 抽取复型 粉末样品和薄膜制备 粉末样品 薄膜样品的制备 大块晶体样品制成薄膜的技术 金属块体制成薄膜样品 聚焦离子束方法
4.1 表面复型技术 透射电镜的出现，为金相分析技术的发展开辟了新的前景。但 要用这种技术分析材料的显微组织，需要制备的样品对电子束“透明”。在透射电镜发展的早期，将其用于观察材料组织分析，首先遇到的问题是样品制备问题。因此，在20世纪40年代出现了“复型技术”。 复型是指将样品表面的浮凸复制于某种薄膜，可间接反映原样 品的表面形貌特征的间接样品。 复型材料的要求： 1) 本身是无定型或非晶态的； 2) 具有足够的强度、刚度，良好的导电、导热和耐电子束轰击性能； 3) 分子尺寸要尽量小，以利于提高复型的分辨率。 常用材料：非晶碳膜和各种塑料薄膜
透射电子显微镜样品制备技术 样品制备的方法随生物材料的类型以及研究目的而各有不同。对生物组织和细胞等，一般多用超薄切片技术，将大尺寸材料制成适当大小的超薄切片，并且利用电子染色、细胞化学、免疫标记及放射自显影等方法显示各种超微结构、各种化学物质的部位及其变化。对生物大分子（蛋白质、核酸）、细菌、病毒和分离的细胞器等颗粒材料,常用投影、负染色等技术以提高反差,显示颗粒的形态和微细结构。此外还有以冷冻固定为基础的冷冻断裂──冰冻蚀刻、冷冻置换、冷冻干燥等技术。 超薄切片术将小块生物材料，用液态树脂单体浸透和包埋，并固化成塑料块，后用超薄切片机切成厚度为500埃左右,甚至只有50埃的超薄切片。超薄切片的制备程序与光学显微镜的切片程序类似，但各步骤的要求以及所使用的试剂和操作方法有很大差别。 固定选用适宜的物理或化学的方法迅速杀死组织和细胞,力求保持组织和细胞的正常结构,并使其中各种物质的变化尽可能减小。固定能提高细胞承受包埋、切片、染色以及电子束轰击的能力。主要固定方法有： ①快速冷冻，用致冷剂（如液氮、液体氟利昂、液体丙烷等）或其他方法使生物材料急剧冷冻，使组织和细胞中的水只能冻结成体积极小的冰晶甚至无定形的冰──玻璃态。这样，细胞结构不致被冰晶破坏，生物大分子可保持天然构型，酶及抗原等能保存其生物活性，可溶性化学成分（如小分子有机物和无机离子）也不致流失或移位。用冷冻的组织块，可进行切片、冷冻断裂、冷冻干燥和冷冻置换等处理。用此法固定的样品既可提供组织、细胞结构的形态学信息，又可提供相关的细胞化学信息。②化学固定，固定剂有凝聚型和非凝聚型两种，前
者如光学显微术中常用的乙醇、二氯化汞等，此法常使大多数蛋白质凝聚成固体,结构发生重大变化,常导致细胞的细微结构出现畸变。非凝聚型固定剂包括戊二醛、丙烯醛和甲醛等醛类固定剂和四氧化锇，四氧化钼等，适用于电子显微。它们对蛋白质有较强的交联作用,可以稳定大部分蛋白质而不使之凝聚,避免了过分的结构畸变。它们与细胞蛋白质有较强的化学亲和力，固定处理后，固定剂成为被固定的蛋白质的一部分。如用含有重金属元素的固定剂四氧化锇（也是良好的电子染色剂）进行固定，因为锇与蛋白质结合，增强了散射电子的能力，提高了细胞结构的反差。采用一种以上固定剂的多重固定方法，如采用戊二醛和四氧化锇的双固定法，能较有效地减少细胞成分的损失。此外，固定剂溶液的浓度、pH 及所用的缓冲剂类型、渗透压、固定时间和温度等对固定效果都有不同程度的影响。 固定操作方法通常是先将材料切成1立方毫米左右小块，浸在固定液中，保持一定温度（通常为4℃）,进行一定时间的固定反应。取材操作要以尽可能快的速度进行，以减少组织自溶作用造成的结构破坏。对某些难以固定的特殊组织，如脑、脊髓等，最好使用血管灌注方法固定，即通过血管向组织内灌注固定液，使固定液在组织发生缺氧症或解剖造成损伤之前，快速而均匀地渗透到组织的所有部分。灌注固定的效果比浸没固定好得多。 脱水化学固定后，将材料浸于乙醇、丙酮等有机溶剂中以除去组织的游离水。为避免组织收缩，所用溶剂需从低浓度逐步提高到纯有机溶剂，逐级脱水。 浸透脱水之后，用适当的树脂单体与硬化剂的混合物即包埋剂，逐步替换组织块中的脱水剂，直至树脂均匀地浸透到细胞结构的一切空隙中。 包埋浸透之后,将组织块放于模具中,注入树脂单体与硬化剂等混合物，通
一、实验名称 透射电子显微镜用于无机纳米材料的检测。 二、实验目的 1.认知透射电子显微镜的基本原理，了解有关仪器的主要结构； 2.学习利用此项电子显微技术观察、分析物质结构的方法，主要包括：常规成 像、高分辨成像、电子衍射和能谱分析等； 3.重点帮助学生掌握纳米材料等的微观形貌和结构测试结果的判读，主要包括： 材料的尺寸、大小均匀性、分散性、几何形状，以及材料的晶体结构和生长取向等。 三、实验原理 透射电子显微技术自20世纪30年代诞生以来，经过数十年的发展，现已成为材料、化学化工、物理、生物等领域科学研究中物质微观结构观察、测试十分重要的手段，尤其是近20多年来，纳米材料研究的快速发展又赋予这一电子显微技术以极大的生命力，可以这样说，没有透射电子显微镜，就无法开展纳米材料的研究。 透射电子显微镜在成像原理上与光学显微镜是类似的，所不同的是光学显微镜以可见光做光源，而透射电子显微镜则以高速运动的电子束为“光源”。在光学显微镜中，将可见光聚焦成像的是玻璃透镜；在电子显微镜中，相应的电子聚焦功能是电磁透镜，它利用了带电粒子与磁场间的相互作用。 在真空系统中，由电子枪发射出的电子经加速后，通过磁透镜照射在样品上。透过样品的电子被电子透镜放大成像。成像原理是复杂的，可发生透射、散射、吸收、干涉和衍射等多种效应，使得在相平面形成衬度（即明暗对比），从而显示出透射、衍射、高分辨等图像。对于非晶样品而言，形成的是质厚忖度像，当入射电子透过此类样品时，成像效果与样品的厚度或密度有关，即电子碰到的原子数量越多，或样品的原子序数越大，均可使入射电子与原子核产生较强的排斥作用——电子散射，使面通过物镜光阑参与成像的电子强度降低，忖度像变淡。另外，对于晶体样品而言，由于入射电子波长极短，与物质作用满足布拉格
第二章 细胞的结构 判一判 1.图中四个细胞器都具有双层膜。 2.a 是细胞内膜面积最大的细胞器。 3.a 的膜可以转化成b 的膜。 4.用高倍物镜观察黑藻的叶绿体时可以发现，叶绿体呈椭球形或者球形，由两层膜构成。 5.效应B 淋巴细胞中粗面内质网较发达。 a b c d 画出相对应的模式图并写出名称 部分细胞器的电镜照片
练一练 1.桑树是常见的一种落叶多年生木本阳生植物，低温、光照减弱都会使叶绿素减少。据 此回答下列问题： a 、 b 是7月1日和11月1日桑树叶绿体亚显微结构典型照片，推测 (填字母) 是11月1日的叶绿体照片，理由是 。 2.下列关于线粒体和叶绿体的叙述正确的是 A ．线粒体分解糖类，叶绿体合成糖类 B ．叶绿体基质中含有核酸和参与光合作用的色素 C ．人体细胞的线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜 D ．线粒体和叶绿体为双层膜结构，其内膜中酶的种类相同 不同种类细胞的模式图 判一判 1.单细胞的生物都是原核生物，原核生物都是单细胞生物。 2.溶酶体内的水解酶直接来自于高尔基体。 3.每个大液泡的细胞液中都含有无机盐、糖类、氨基酸、色素等物质。 4.细胞溶胶中分布的蛋白质较多，代谢活动的种类也较多。 5.没有中心体的细胞在有丝分裂时不能形成纺锤体。 6.核糖体不含磷脂，但含有核糖。 任务一：将细胞结构补充完整 任务二：根据结构特点将上述细胞分成两类 乙 丙 甲 b
图中甲为内质网结构局部放大模式图，图乙表示胰岛素合成和分泌的过程，清据图回答相关问题。 （1）图甲所示的结构是在①下观察到的。 （2）进入内质网腔中的多肽经过加工后通过②运输至高尔基体。 （3）图乙中①②③均代表细胞的某种结构，它们依次是③、 ④、⑤，④代表某种物质，它是⑥。（4）具有生物活性的胰岛素存在⑦中。
肌肉图,肌肉解剖图,人体肌肉图,(正面背面彩图)
肌学－上肢肌(肩肌,臂肌,前臂肌,手肌,上肢得局部记载) 上肢肌－－－肩肌 －－肩肌配布于肩关节周围,均起自上肢带骨,跨越肩关节,止于肱骨得上端,有稳定与运动肩关节得作用。包括 三角肌 三角肌(deltoid) ◆形态位置:位于肩部,呈三角形。 ◆起、止点:起自锁骨得外侧段、肩峰与肩胛冈,肌束逐渐向外下方集中,止于肱骨三角肌粗隆。肱骨上端由于三角肌得覆盖,使肩关节呈圆隆形。 如肩关节向下脱位或三角肌瘫痪萎缩,则可形成“方形肩”体征。三角肌就是肌肉注射得部位之一。 ◆作用:主要就是使肩关节外展,其前部肌纤维收缩可使肩关节前屈并略旋内;后部肌纤维收缩可使肩关节后伸并略旋外
冈上肌 冈上肌(supraspinatus) ◆形态位置:位于斜方肌得深面。 ◆起、止点:起自冈上窝,肌束向外,经肩峰深面,跨过肩关节之上,止于肱骨大结节上部。此肌损伤或有炎症,当上臂外展时,肩部有疼痛感。 ◆作用:使肩关节外展。 冈下肌 冈下肌(infraspinatus) ◆形态位置:大部分被斜方肌与三角肌遮盖。 ◆起、止点:起自冈下窝得骨面,肌束向外跨过肩关节后方,止于肱骨大结节中部。 ◆作用:可使肩关节旋外。 小圆肌 小圆肌(teres minor) ◆形态位置:位于冈下肌得下方。 ◆起、止点:起自肩胛骨外侧缘后面,肌束斜向外上,跨过肩关节后方,止于肱骨大结节得下部。 ◆作用:使肩关节旋外。 大圆肌 大圆肌(teres major) ◆形态位置:位于小圆肌下方。 ◆起、止点:起自肩胛骨外侧缘与下角,肌束向上外,绕到肱骨之前,止于肱骨小结节嵴。 ◆作用:使肩关节后伸、内收与旋内。 肩胛下肌 肩胛下肌(subscapularis) ◆形态位置:位于肩胛前面。 ◆起、止点:起自肩胛下窝,肌束向上外,经肩关节得前方,止于肱骨小结节。 ◆作用:使肩关节内收与旋内。 －－肩胛下肌、冈上肌、冈下肌与小圆肌在经过肩关节得前方、上方与后方时,与关节囊紧贴,且有许多腱纤维编织入关节囊壁,所以这些肌肉得收缩,对稳定肩关节起着重要得作用。 三角肌与冈上肌可使肩关节外展。三角肌前部肌束、大圆肌与肩胛下肌可使肩关节内收与旋内。三角肌后部肌束、冈下肌与小圆肌可使肩关节旋外。此外,三角肌后部肌束还可使肩关节后伸,前部肌束还可使其前屈。 －－－臂肌 位于肱骨周围。臂肌可分前、后群。前群为屈肌,后群为伸肌[图示]。 ◆前群:位于肱骨前方,有浅层得肱二头肌,上方得喙突肌与下方深层得肱肌。主要为肱二头肌。 肱二头肌(biceps brachii) 形态位置:位于臂前部,呈梭形。 起、止点:起端有两个头。长头以长腱起自肩胛骨关节盂得上方,通过肩关节囊,经大、小结节之间下降;短头在内侧,起自肩胛骨喙突,两头会合成一肌腹,向下延续为肌腱,经肘关节前方,止于桡骨粗隆。另从腱上分出腱膜,向内下越过肘窝,移行于前臂筋膜。此肌肌腹得内、外侧各有一沟,分别称为肱二头肌内侧沟与肱二
—1— 第25章 透射电子显微镜 透射电子显微技术自20世纪30年代诞生以来，经过数十年的发展，现已成为材料、化学化工、物理、生物等领域科学研究中物质微观结构观察、测试十分重要的手段。电子显微学是一门探索电子与固态物质结构相互作用的科学，电子显微镜把人眼睛的分辨能力从大约0.2 mm 拓展至亚原子量级（<0.1nm)，大大增强了人们观察世界的能力。尤其是近20多年来，随着科学技术发展进入纳米科技时代，纳米材料研究的快速发展又赋予这一电子显微技术以极大的生命力，可以这样说，没有透射电子显微镜，就无法开展纳米材料的研究；没有电子显微镜，开展现代科学技术研究是不可想象的。目前，它的发展已与其他学科的发展息息相关，密切联系在一起。 25.1 基本原理 透射电子显微镜在成像原理上与光学显微镜是类似的（图25-1），所不同的是光学显微镜以可见光做光源，而透射电子显微镜则以高速运动的电子束为“光源”。在光学显微镜中，将可见光聚焦成像的是玻璃透镜；在电子显微镜中，相应的电子聚焦功能是电磁透镜，它利用了带电粒子与磁场间的相互作用。 理论上，光学显微镜所能达到的最大分辨率d ，受到照射在样品上的光子波长λ以及光学系统的数值孔径N A 的限制： 2sin 2A d n N λ λ α=≈ （25-1） 在20世纪初，科学家就已发现理论上使用电子可以突破可见光的光波波长限制（波长范围400~700nm ）。由于电子具有波粒二象性，而电子的波动特性则意味着一束电子具有与一束电磁辐射相似的性质。电子波长可以通过徳布罗意公式使用电子的动能推导出。由于在TEM 中，电子的速度接近光速，需要对其进行相对论修正： e λ≈ （25-2） 式中，h 表示普朗克常数；m 0表示电子的静质量；E 是加速电子的能量；c 为光速。电子显微镜中的电子通常通过电子热发射过程或者采用场电子发射方式得到。随后电子通过电势差进行加速，并通过静电场与电磁透镜聚焦在样品上。透射出的电子束包含有电子强度、相位、以及周期性的信息，这些信息将被用于成像。 在真空系统中，由电子枪发射出的电子经加速后，通过磁透镜照射在样品上。透过样品的电子被电子透镜放大成像。成像原理是复杂的，可发生透射、散射、吸收、干涉和衍射等多种效应，使得在相平面形成衬度（即明暗对比），从而显示出透射、衍射、高分辨等图像。对于非晶样品而言，形成的是质厚衬度像，当入射电子透过此类样品时，成像效果与样品的厚度或密度有关，即电子碰到的原子数量越多，或样品的原子序数越大，均可使入射电子与原子核产生较强的排斥作用——电子散射，使面通过物镜光阑参与成像的电子强度降低，衬度像变淡。另外，对于晶体样品而言，由于入射电子波长极短，与物质作用满足布拉格（Bragg ）方程，产生衍射现象，在衍射衬度模式中，像平面上图像的衬度来源于两个方面，一是质量、厚度因素，二是衍射因素；在晶体样品超薄的情况下（如10nm 左右），可使透射电子显微镜具有高分辨成像的功能，可用于材料结构的精细分析，
透射电子显微镜部分结构及功能 在光学显微镜下无法看清小于0.2µm的细微结构，这些结构称为亚显微结构（s ubmicroscopic structures）或超微结构（ultramicroscopic structures；ultrastructur es）。要想看清这些结构，就必须选择波长更短的光源，以提高显微镜的分辨率。1 932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜（transmission electron mi croscope，TEM），电子束的波长要比可见光和紫外光短得多，并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比，也就是说电压越高波长越短。目前TEM的分辨力可达0.2nm。 电子显微镜与光学显微镜的成像原理基本一样，所不同的是前者用电子束作光源，用电磁场作透镜。另外，由于电子束的穿透力很弱，因此用于电镜的标本须制成厚度约50nm左右的超薄切片。这种切片需要用超薄切片机（ultramicrotome）制作。电子显微镜的放大倍数最高可达近百万倍、由电子照明系统、电磁透镜成像系统、真空系统、记录系统、电源系统等5部分构成，如果细分的话：主体部分是电子透镜和显像记录系统，由置于真空中的电子枪、聚光镜、物样室、物镜、衍射镜、中间镜、投影镜、荧光屏和照相机。 电子显微镜是使用电子来展示物件的内部或表面的显微镜。高速的电子的波长比可见光的波长短（波粒二象性），而显微镜的分辨率受其使用的波长的限制，因此电子显微镜的分辨率（约0.1纳米）远高于光学显微镜的分辨率（约200纳米）。 透射式显微镜的结构与原理 透射式电子显微镜(TEM)与投射式光学显微镜的原理很相近，它们的光源、透镜虽不相同，但照放大和成像的方式却完全一致。 在实际情况下无论是光镜还是电镜，其内部结构都要比图示复杂得多，图中的聚光镜（condonser lens）、物镜（object lens）和投影镜（projection lens）为光路中的主要透镜，实际制作中它们往往各是一组（多块透镜构成），在设计电镜时为达到所需的放大率、减少畸变和降低像差，又常在投影镜之上增加一至两级中间镜（in temediate lens）。 透射式电子显微镜的总体结构包括镜体和辅助系统两大部分,镜体部分包含：①照明系统（电子枪G，聚光镜C1、C2），②成像系统（样品室，物镜O，中间镜I1、
肌肉解剖图 1.胸锁乳突肌 部位：颈阔肌深层，颈部两侧。 起点：胸骨柄和锁骨胸骨端。 止点：颞骨乳突。 功能：下固定时，一侧收缩，使头颈向同侧屈，并转向对侧；两侧收缩，肌肉合力作用线在寰枕关节额状轴的后面使头伸，肌肉合力作用线在寰枕关节额状轴的前面使头屈。上固定时，上提胸廓，助吸气。 2.胸大肌 部位：胸前上部皮下。 起点：锁骨内侧半、胸骨前面和第1～6肋软骨以及腹直肌鞘前壁上部。 止点：肱骨大结节嵴。 功能：近固定时，使肩关节屈、水平屈、内收和内旋。远固定时，拉躯干向上臂靠拢，提肋助吸气。
3.胸小肌 部位：胸大肌深层。 起点：第3～5肋骨前面。 止点：肩胛骨喙突。 功能：近固定时，使肩胛骨前伸、下降和下回旋。远固定时，提肋助吸气。
4.背阔肌 部位：腰背部和胸部后外侧皮下。 起点：第7～12胸椎及全部腰椎棘突、骶正中嵴、髂嵴后部和第10～12肋外侧面。 止点：肱骨小结节嵴。 功能：近固定时，使肩关节伸、内收和内旋。远固定时，拉躯干向上臂靠拢，并可辅助吸气。 5.尺侧腕伸肌 起点：肱骨外上髁、前臂筋膜及肘关节囊。 止点：第五掌骨底。 功能：近固定时，使桡腕关节伸，参与手关节内收。 6.桡侧腕长伸肌 起点：肱骨外上髁。 止点：第二掌骨底。 功能：近固定时，使手关节伸，参与桡腕关节外展及肘关节伸。 7.桡侧腕短伸肌 起点：肱骨外上髁。 止点：第三掌骨底。 功能：基本与桡侧腕长伸肌相同。
8.耻骨肌 部位：大腿内侧上部浅层。 起点：耻骨上支。 止点：股骨粗线内侧唇上部。 功能：近固定时，使髋关节内收、外旋和屈。远固定时，两侧收缩，使骨盆前倾。 9.长收肌和短收肌 部位：长收肌位于耻骨肌内侧。短收肌位于耻骨肌和长收肌深层。 起点：长收肌起自耻骨上支外面，短收肌起自耻骨下支外面。 止点：长收肌止于股骨粗线内侧唇中部，短收肌止于股骨粗线上部。 功能：近固定时，使髋关节内收、外旋和屈。远固定时，两侧收缩，使骨盆前倾。 10.大收肌 部位：大腿内侧深层。 起点：坐骨结节、坐骨支和耻骨下支。 止点：股骨粗线内侧唇上2／3及股骨内上髁。 功能：近固定时，使髋关节内收、伸和外旋。远固定时，两侧收缩，使骨盆后倾。
如何拍一张高质量的透射电镜照片？ 透射电子显微镜分辨率高、放大倍数高，可以揭示物质内部的微细观结构，是人们了解、认识事物内部结构不可缺少的工具。观察透射电镜的最终目的是得到清晰、高质量的照片。 要想摄制出一张高质量的TEM 照片，首先需要制备出合格的透射电镜样品。 样品制备 制样原则： a.简单； b.不破坏样品表面，如：避免磨样过程中产生的位错及离子减薄过程中产生的非晶现象等； c.尽可能获得大的薄区。 样品要求： a.对电子束透明(电子束穿透固体样品的厚度主要取决于：加速电压和样品原子序数)； b.固体、干燥、无油、无磁性。 1.粉末样品的制备： 制备粉末样品的关键是要做好支持膜，并把粉末分散均匀、浓度适中。待支持膜干透了以后再装入电镜观察，以免在电子束的照射下，支持膜破裂。 (1).在铜网上预先粘附一层很薄的支持膜； (2).根据粉末样品性质选择合理的分散剂； (3).通过超声将粉末分散均匀形成悬浮液； (4).采用滴样或者捞样方法将粉末溶液放置在铜网上面，并烘干； (5).确保粉末样品均匀分布在铜网上，并没有污染物； (6).用洗耳球轻轻吹铜网，保证没有易落粉末。 2.块体样品的制备： 金属薄膜、陶瓷样品在最终减薄以前，要尽可能磨得薄一些，最好在30um以下，不要超过50um。 (1).切取薄片可用线切割、金刚石砂轮片切割等； (2).通过手工研磨将金属试样研磨成厚度～0.05mm的金属薄片； (3).用冲片器将金属薄片冲成直径为3mm的小圆； (4).最终减薄，样品中心部分穿孔，穿孔边缘很薄，电子束能透过，其最终减薄方法包括电解双喷、离子减薄及FIB聚焦离子束法，其中电解双喷仅适用于导电材料；离子减薄仪易于控制，但速度较慢；FIB适用于半导体器件的切割。 电镜操作
第二章透射电子显微镜 【教学内容】 1.透射电子显微镜的构造与成像原理 2.透射电镜图像的成像过程 3.透射电镜主要性能 4.表面复型技术 5.透射电镜观察内容 【重点掌握内容】 1.透射电子显微镜构造 2.表面复型技术 3.复型电子显微镜图像的分析。 【教学难点】 表面复型技术 2.1 透射电子显微镜的结构与成像原理 透射电子显微镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。 There are four main components to a transmission electron microscope: 1.an electron optical column 2. a vacuum system 3.the necessary electronics (lens supplies for focusing and deflecting the beam and the high voltage generator for the electron source) 4.software 电子光学系统（镜筒）（an electron optical column）是其核心，它的光路图与透射光学显微镜相似，如图所示，包括：照明系统，成像系统，观察记录系统。
图2-1 投射显微电镜构造原理和光路 2.1.1 照明系统 组成：由电子枪、聚光镜（1、2级）和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。 作用：提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度高、束斑小、束流稳定的照明源。为满足明场和暗场成像需要，照明束可在20-30范围内倾斜。 1. 电子枪 电子枪是电镜的电子源。其作用是发射并加速电子，并会聚成交叉点。目前电子显微镜使用的电子源有两类： 热电子源——加热时产生电子，W丝，LaB6 场发射源——在强电场作用下产生电子，场发射电镜FE 热阴极电子源电子枪的结构如图2-2所示，形成自偏压回路，栅极和阴极之间存在数百伏的电位差。电子束在栅极和阳极间会聚为尺寸为d0的交叉点，通常为几十um。栅极的作用：限制和稳定电流。 图2-2 电子枪结构