小中大【转载】LVEM5--桌上型低压透射电镜
1. Table Top TEM 特点
桌上型低压透射电镜(Low Voltage Tem5,LVEM5)是DELONG INSTRUMENTS为了在5KV低压、
小型化下实现超高的性能、多样应用,并且集中其各方面电子显微镜领先技术而设计出来的。低压桌上型电镜(Low Voltage Tem5)近年在欧美已应用于高端生命科学、材料科学研究机构,已被高端用户所接受。现在将全面向用户推广,包括大学生命科学、材料科学研究机构、医学中心、制药、病理等等。
2. LVEM5优势
又称迷你型透射电镜。
2.1 多模式(TEM/STEM/SEM/ED)
四种模式间简单快捷切换一台透射电镜——集成四种图像模式。
2.2 对比度高(生物/轻材料非染色应用)
对生物、轻材料,传统电镜难以优化样品本身的结构差异,而难以获得好的反差。因为高能电子束不能区分轻材料中的密度和原子序数。Low Voltage Tem5在低能电子束下对密度和原子序数有很高的灵敏度,在0.005g/cm³这样小的密度差别中仍能显示很好的反差。
2.3 避免染色剂危害
尽管传统电镜应用中,样品经重金属染色剂染色后,提高了反差,但是
事实上所有重金属染色剂对我们人体是有害的,操作必须非常小心并需严格控制;重金属染色剂与样品互相作用,并歪曲样品本身真实结构;重金属染色剂由于其强碱性,可能完全破坏样品。
2.4 操作简单
培训操作简单,易于全面理解;软件提供用户友好操作界面,如那件有很好的防错设计;操作确保简单易懂,无繁琐过程。
2.5 低成本
无场所改装要求;无冷却水、防震、外加电源要求;无须专职操作人员;耗材几乎为零。
3. 先进技术
3.1 低电压——高对比度
LVEM5采用低电压设计,最高电子能量只有5KeV,大幅降低电子能量时,可达到较传统TEM更高对比度的图像。举例来说,对20nm碳膜样品,当加速电压由100kV降到5kV时,电子散射大大加强,对比度提高10倍以上。其独特的设计,使元素(H,C,N,O,S,P)样品能达到高对比度的观察效果,而且完全不需要染色或定影(Staining or shadowing)。而当样品由更重的元素组成时,只要其状态满足以下要求,也可以采用本仪器。
纳米量级;
聚合状态,并置于适合的包埋基质中(此时放大率较低);
直接置于碳涂层网格之上。
在所有模式下,LVEM5的空间分辨率约为2nm。
3.2 电子、光学双级放大设计
LVEM5设计上与传统TEM的最大不同之处是电子、光学双级放大设计:电镜所成的TEM图像经过LVEM5中纯光学显微镜的二次放大。最大放大倍数近150000倍,其中TEM电镜放大36360倍,光学显微镜40400倍。
LVEM5中的YAG(钇铝石榴石)屏就是电子、光学图像的转换器,TEM电镜成像于YAG屏上,该图像包含纳米量级的细节信息,并经过光学显微镜进一步放大。由于TEM电镜仅放大360倍,而且电压低(X-Ray防护要求低),因此该TEM为小型透射电镜,与普通光学显微镜大小相当。TEM模式下的最大放大率接近200,000,其ijieguo能够通过屏幕(采用数字照相机)或双目镜观察到。
3.3 最好的Schottky FEG
LVEM5电子枪采用最好的肖特基热场发射枪(Schottky FEG)(阴极),为电子枪倒置结构,提供高亮度的相干电子源,同时电子枪使用寿命可达2000小时以上。高亮度高稳定的电子源充分兼容透射模式(TEM)和扫描模式(SEM)。电镜系统中采用了永磁透镜、静电透镜、静电像散校正器和偏转器。永磁透镜和静电透镜非常稳定,而且不需要任何冷却。
3.4 四种图像模式:TEM/ED/STEM/SEM
尽管LVEM5是全世界最小的商用透射电镜,却兼容传统TEM的所有标准图像模式:TEM/ED/STEM/SEM;而且四种模式间切换简单快捷。LVEM5在这四种图像模式下都能达到纳米量级的空间分辨率。其中SEM采用背散射探头(BSE),放大倍率:1,200300,000+,空间分辨率优于2.5nm,优于采用BSE探头,样品无须镀导电膜。
3.5 真正的桌上型电镜
LVEM5是真正的桌上型电镜设计,又称超小型台式透射电镜。LVEM5由四个分离部分组成:电子显微镜、电子部件、真空系统和PC,标准配置的控制电脑为双显示器。LVEM5尺寸较传统电镜缩小90,无须暗房和水冷,易于维护和使用,是目前高端电镜中最经济实用的解决方案。
3.6 图像采集
LVEM5安装了Proscan慢扫描的1300*1030像素CCD照相镜头,获取TEM/ED图像。同时安装了ProDIA图像处理软件,以进行图像的获取、整理、存档等功能,同时配备了图像测量、分析功能,还配备了多样化的图像处理:直方/柱状图(Histogram)、锐化(Sharpening)、等效化(AdaptiveEqualisation)、对比微分化(Differential Contrast)、中值滤波(Median Filter)、去噪声化(Noise Reduction)、自动对比度调整(Auto Contrast)、图像斑点调整即“黑点”校正(Shading Correction)、结构化(Structure)、反相化(Invert)、灰阶化(Convert to 8 bitsgrayscale),影像旋转90°(Rotation 90 degree)、影像翻转(Filp)等等。
LVEM5附属的CCD传感器是型号为Retiga-4000R的美国QImaging生物医疗相机,灵敏度较高,非隔行扫描模式,采用IEEE 1394接口传输数据,火线连接,分辨率为2048*2048像素,其图像采集软件的设计可精确分析高质量的图像数据,能够进行多种成像运算,如求和、FFT、柱状图、γ校正和自动反差调整。科研人员能够以三种分辨率水平保存扫描图像——512*512,1024*1024和2048*2048像素。通过探测透射电子或背散射电子,能够获得扫描图像。在BSE模式,结合从探测器两部分获得的图像信号,能够获得材料对比度图像和地形对比度图像(Material and topographiccontrast images)。
3.7 无染色制样
LVEM5采用标准的3mm铜网承载样品,由于完全不需要染色或定影(Staining or shadowing),制样过程得以简化。而且无染色制样可充分保留样品的真实微观结构,接近其天然态。样品较厚时,电子散射较高,会影响到成像质量,因此,样品制备是十分重要的。理想状态下,每个样品的厚度为20nm。TEM模式下一般要求样品的厚度为30nm,30nm样品厚度是针对低电压的应用,以实现低电压的搞空间分辨率,而100kV高电压下那么薄的样品很容易打坏。STEM/SEM模式下可观察更厚的样品,也可以观察染色样品。TEM成像模式下的样品厚度可达到50nm(STEM成像模式下可达到70nm),这取决于样品材料。SEM的样品将置于3mm厚的夹持端(Stub)上,其厚度不能超过1mm。