低壓小型透射電鏡

低壓小型透射電鏡（Low-Voltage Electron Microscope, LVEM）採用的電子束加速電壓遠低於大型透射電鏡。較低的加速電壓會增強電子束與樣品的作用強度，從而使圖像襯度、對比度提升，尤其適合高分子、生物等樣品；同時，低壓透射電鏡對樣品的損壞較小。

基本介紹

• 中文名：低壓小型透射電鏡
• 外文名：Low-Voltage Electron Microscope
• 加速電壓：5,10,15,25kV
• 環境要求：無特殊要求，可安裝在任意實驗室或辦公室桌面

特徵

低壓小型透射電鏡主要包括LVEM5和LVEM25兩個型號，其主要特徵如下：

LVEM5（電子加速電壓：5kV）

LVME5小型低壓透射電鏡是桌面型透射電鏡。其主要特點如下：

1、體積遠小於傳統大型透射電鏡，台式設計，可放置在任意實驗室桌面；

2、Schottky場發射電子槍：高亮度、高對比度；

3、多種成像模式：透射電鏡（TEM）、電子衍射（ED）、掃描電鏡（SEM）、掃描透射電鏡（STEM）；

4、解析度：1.5nm（TEM）；10nm（SEM）

5、觀察生物樣品無需染色

LVEM25（電子加速電壓：10，15，25 kV）

1、採用Schottky場發射電子槍，高亮度和對比度

2、多種成像模式：透射模式（TEM），掃描透射模式（STEM），電子衍射模式（ED）

3、觀察生物樣品無需染色

優勢

體積小環境要求低，可安裝在任意實驗室

傳統大型透射電子顯微鏡體積龐大，對放置環境有著嚴格的要求，對震動非常敏感，需要安裝在良好的減震地基上，因此只能安放在一樓或地下室。並且，並且由於大型透射電鏡的能耗大，需要諸多的周邊設備（如水冷機等）來維持其運行，通常會占據整間實驗室。
低壓小型透射電鏡（LVEM）區別於傳統電鏡，對放置環境無嚴格要求，尺寸較傳統電鏡縮小了90%，功耗較低，無需任何外置冷卻設備，可以安裝用戶所需的任意實驗室或辦公室桌面。

高對比度，對輕元素樣品尤其適用

傳統TEM多採用80-300kV電子束加速電壓，高能電子束不能區分輕材料中相近的密度和原子序數，對於輕元素樣品（C、N、O樣品，生物樣品）難以獲得好的對比度，影響圖像質量。
低壓小型透射電鏡採用低電壓設計，低電壓電子束對密度和原子序數有很高的靈敏度，對於小到0.005g/cm3的密度差別仍能得到很好的圖像對比度。例如，對20nm碳膜樣品，5kV電壓下比100kV電壓下對比度提高10倍以上。

觀測生物樣品無需染色

傳統電鏡在觀測生物樣品時，通常會進行重金屬染色，以提供圖片的對比度。樣品經重金屬染色劑染色後，提高了反差，但是也帶來了一些問題：
1)事實上所有重金屬染色劑對我們人體是有害的，操作必須非常小心並需嚴格控制；
2)重金屬染色劑與樣品互相作用，並歪曲樣品本身真實結構；
3)重金屬染色劑由於其強鹼性，可能完全破壞樣品。
小型透射電鏡因為其電子束加速電壓低，，增加了電子束與樣品的相互作用，從而提高了圖像對比度，無需重金屬染色即可觀察生物樣品，避免染色造成的假象，觀察樣品真實結構。

減小電子束對樣品的損傷

對於很多對電子束敏感的樣品，例如碳納米管、有機材料、生物樣品等，在傳統電鏡下容易變形，甚至分解。因而無法進行長時間的細緻觀察，或無法觀察。小型透射電鏡的低電子束加速電壓，使得電子束對樣品的損害減小，可以延長觀測時間，甚至看到大型電鏡無法觀測的樣品。

操作簡單，維護成本低

相較大型透射電鏡的操作複雜，小型透射電鏡操作簡便許多，無需非常專業的操作人員。即使是從未操作過電鏡的人員，只需要簡單的培訓也可以很容易的上手。其適用單位不限於科研院所，企業、醫院等非專業單位也可以配備。
在使用中無需冷卻水，無需專業實驗室，維持成本極低。

劣勢

無法達到高分辨

透視電鏡要達到埃量級的高解析度（晶格、原子級分辨），需要較高的電子束加速電壓，並且對環境有嚴格要求。低壓小型透射電鏡（LVEM）由於採用5kV低加速電壓，不可能達到原子級解析度，其解析度只能到1-2nm。

套用

材料學

碳納米管

石墨烯

納米顆粒

量子點

高分子材料

膜材料

生物學

藥物開發和運輸

病理學

病毒學

細胞生物學

神經學

生物材料

醫用電子顯微學