扫描电镜原理（冷冻电镜是个啥,它到底有多牛什么原理）
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冷冻电镜是个啥,它到底有多牛什么原理
冷冻电镜
冷冻电镜，是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM)，可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品，如生物、高分子材料等。
中文名
冷冻电镜
应用领域
扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM)
快速
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课题研究
电镜观察
样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样（喷金/喷碳）等处理后，通过冷冻传输系统放入电镜内的冷台（温度可至-185℃）即可进行观察。其中，快速冷冻技术可使水在低温状态下呈玻璃态，减少冰晶的产生，从而不影响样品本身结构，冷冻传输系统保证在低温状态下对样品进行电镜观察。
课题研究
中国科学技术大学教授毕国强、刘北明与美国加州大学洛杉矶分校教授周正洪组成课题组，利用冷冻电镜技术对完整突触进行了系统性定量分析。美国神经科学学会会刊《神经科学》日前以封面形式对此进行了报道 。
课题组利用冷冻电镜技术，结合自主研发的冷冻光电关联显微成像技术，实现了对中枢神经系统中两类最主要突触——兴奋、抑制性突触的精确区分以及结构特征的定量化分析。他们将大鼠的海马神经元培养在冷冻电镜的特型载网上，快速冷冻并直接成像，获得了一系列完整突触在近生理状态下的三维结构。结合定量分析手段，了解了抑制性突触的均匀薄片状突触后致密区结构，获得了突触在分子水平的精细组织架构，实现了在突触原位直接观察单个神经递质受体蛋白复合物及其与支架蛋白的相互作用。
扫描电镜的工作原理是怎样的
扫面电镜（SEM）的工作原理通俗点讲，就是高能电子束轰击样品，产生各种信号（二次电子，背散射电子），这些信号被探测器收集并成像。
下面我们就用图片加文字的方式把成像原理详细介绍下：
1 扫描电镜的构造
扫描电镜主要由五大系统组成，即电子光学系统，扫描系统，信号收集系统，成像和记录系统，真空和电源系统。
- 电子光学系统：由电子枪，聚光镜，物镜和样品室组成，将来自电子枪的电子束聚焦成直径小亮度高的入射电子束。
- 扫描系统：主要是指扫描线圈，使入射电子束在样品表面扫描和调节放大倍数。
- 信号收集系统：电子收集器将各种物理信号收集起来，通过光电倍增管等组件使得光信号转换为电信号。
- 图像显示和记录系统：将电信号成比例的转换为阴极射线管（LED）电子束强度的变化，这样在显示器上得到一副黑白扫描像，可用CCD照相记录下来。
- 真空系统和电源系统：电子束需要真空环境，因为空气中的各种粒子会散射大量的入射电子，导致成像质量下降。
2 扫描电镜的工作过程
电子枪加高电压，电子被牵引逸出形成电子束，电子束在电磁透镜（聚光器）的聚焦作用下形成更细的聚焦电子束。电子束以光栅的模式扫描样品表面。此时产生各种物理信号：二次电子，背散射电子，透射电子，吸收电子，俄歇电子和特征X射线。信号被收集处理，最终成像。
3 扫描电镜产生的信号
电子与样品相互作用产生各种电子信号，其中最重要的三个信号是二次电子SE，背散射电子BSE，特征X射线。
- 背散射电子是被样品中原子反射回来的入射电子。它来自于样品较深层区域，对原子序数特别敏感，原子序数越大，图像就越亮。
- 二次电子是被入射电子轰击出来的样品核外电子。它来自于样品表面区域，可用于表面形貌观察，图像立体感很强。
- 特征X射线是原子内层电子受到激发后，在能级跃迁过程中直接释放的具有特征能量和波长的电磁辐射。用于样品成分定性和定量分析。
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