掃描透射電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡（SEM）長(zhǎng)期以來(lái)為我們提供了細(xì)胞和組織表面的高分辨率三維形貌。然而，生命的奧秘遠(yuǎn)不止于表面，揭示細(xì)胞、細(xì)菌乃至病毒的內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)是理解生命活動(dòng)、疾病機(jī)制的關(guān)鍵。一直以來(lái)，透射電鏡（TEM）都是觀察和研究超微結(jié)構(gòu)的工具，但其昂貴的價(jià)格和復(fù)雜的操作，使其多為頂尖團(tuán)隊(duì)或大型電鏡中心所配備。

隨著生命科學(xué)研究對(duì)細(xì)胞內(nèi)部分子定位與結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的需求日益增長(zhǎng)，SEM 制造商開(kāi)始將掃描透射電子顯微鏡（STEM）技術(shù)與 SEM 進(jìn)行結(jié)合，成功將“透視"能力集成到更為普及的掃描電鏡平臺(tái)，使得廣大研究人員都能用上這一內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析工具。在生命科學(xué)應(yīng)用中，SEM-STEM 巧妙地在光學(xué)顯微鏡（~200 nm）和傳統(tǒng)透射電鏡（<0.2 nm）之間架設(shè)了一座實(shí)用的橋梁。現(xiàn)代場(chǎng)發(fā)射 SEM-STEM 的分辨率可以達(dá)到 1 nm 以下，足以清晰分辨大多數(shù)細(xì)胞器、病毒和生物大分子復(fù)合物。

SEM-STEM 為生物學(xué)研究帶來(lái)的核心優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)透射電鏡相比，SEM-STEM 技術(shù)在便捷性、對(duì)生物樣品的友好度以及綜合成本效益方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，使其成為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室更具普適性的高分辨率成像工具。

01.操作便捷

SEM-STEM 的核心優(yōu)勢(shì)之一在于其高度簡(jiǎn)化的操作流程。現(xiàn)代掃描電鏡經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的優(yōu)化，操作更加簡(jiǎn)單（尤其是臺(tái)式掃描電鏡），大部分的參數(shù)調(diào)節(jié)均自動(dòng)完成。這極大地降低了設(shè)備使用門(mén)檻，研究者無(wú)需具備深厚的電子光學(xué)背景即可獨(dú)立完成高質(zhì)量成像。相比之下，傳統(tǒng) TEM 的操作仍然十分復(fù)雜，往往需要專職技術(shù)人員的支持。此外，SEM-STEM 的工作流程效率更高。從放入樣品到獲得高清 STEM 圖像，整個(gè)過(guò)程通常僅需數(shù)分鐘，支持快速抽真空與實(shí)時(shí)預(yù)覽。這使其特別適用于大樣本的快速篩查與初步診斷，研究效率得以大幅提升。

02.低電壓成像

SEM-STEM 通常采用較低的加速電壓（例如 5-30 kV），而傳統(tǒng) TEM 為了獲得高分辨率和穿透力，常使用 80kV 以上的高電壓。這一差異對(duì)輻射敏感的生物樣品至關(guān)重要。

低加速電壓降低了對(duì)敏感生物樣品的電子束損傷，更好地保存樣品的原始形貌與生物學(xué)狀態(tài)。同時(shí)，低電壓成像能增強(qiáng)樣品中輕元素材料的散射信號(hào)，從而天然地提升圖像襯度。這意味著即使對(duì)于未染色或輕度染色的生物樣本，SEM-STEM 也更容易獲得信噪比良好、結(jié)構(gòu)分明的圖像，簡(jiǎn)化了樣品制備流程。

03.高性價(jià)比

在購(gòu)置與維護(hù)成本上，一臺(tái)配備 STEM 功能的掃描電鏡遠(yuǎn)低于一臺(tái)傳統(tǒng)透射電鏡。對(duì)于大多生物實(shí)驗(yàn)室而言，其研究問(wèn)題并不總是需要達(dá)到原子的分辨率，那么一臺(tái)能提供優(yōu)異表面形貌和足夠內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的 SEM-STEM，是性價(jià)比更高的選擇。

Pharos STEM：為生命科學(xué)量身定制的成像解決方案

Pharos STEM 臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射生物電鏡是一款功能強(qiáng)大的臺(tái)式掃透電鏡，其集成的 STEM 功能專為生命科學(xué)研究設(shè)計(jì)。采用肖特基場(chǎng)發(fā)射電子槍，在緊湊的臺(tái)式機(jī)身內(nèi)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室級(jí)的高分辨率，將高性能顯微成像能力直接帶入您的日常科研環(huán)境。

01.擺脫空間枷鎖

Pharos STEM 采用臺(tái)式設(shè)計(jì)，體積小巧，僅需一張標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)桌即可完成安裝。其內(nèi)置的防震系統(tǒng)有效隔絕環(huán)境干擾，即使在高樓層或振動(dòng)敏感的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，也能保證圖像的穩(wěn)定。

02.簡(jiǎn)便

Pharos STEM 將復(fù)雜操作簡(jiǎn)化為直觀流程：邊進(jìn)樣邊抽真空 → 一鍵切換至 STEM 模式 → 自動(dòng)調(diào)焦、調(diào)節(jié)亮度和對(duì)比度→ 點(diǎn)擊拍攝獲取高清圖。15 秒超快抽真空，40 秒成像，無(wú)需專業(yè)人員操作，培訓(xùn) 1 小時(shí)即可獨(dú)立操作，適合教學(xué)與常規(guī)研究。

03.高分辨率

優(yōu)于 1.0 nm 的 STEM 分辨率，滿足生命科學(xué)領(lǐng)域的研究需求。無(wú)論是觀察生物樣本的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、病毒在細(xì)胞內(nèi)的分布，還是納米級(jí)藥物載體被細(xì)胞吞噬后的狀態(tài)，都能提供清晰、可靠的結(jié)果。

04.友好的樣品制備流程

Pharos STEM 兼容標(biāo)準(zhǔn)的 TEM 載網(wǎng)，用戶可以直接將通過(guò)超薄切片機(jī)切好的生物樣品，或滴加了病毒、蛋白樣本的載網(wǎng)放入電鏡中進(jìn)行分析，與生物實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的制樣流程無(wú)縫對(duì)接。

Pharos STEM 應(yīng)用案例

01病理切片

膜性腎病是一種常見(jiàn)的腎小球疾病，是腎病綜合征中較為常見(jiàn)的類型之一，主要病變部位是腎小球的濾過(guò)膜，通過(guò)觀察電子致密物質(zhì)沉積進(jìn)行病理診斷。Pharos STEM 下可見(jiàn)腎小球?yàn)V過(guò)膜結(jié)構(gòu)。

02低電壓成像

透射電鏡由于加速電壓較高（80-120 kV），對(duì)于生物樣品的穿透能力過(guò)強(qiáng)，導(dǎo)致透射像襯度偏低。相比之下，Pharos STEM 的加速電壓更低（0-20 kV），因此在 STEM 模式下觀察這類樣品時(shí)，能夠顯著提高透射像的襯度。可以用于外泌體，病毒（AAV，煙草花葉病毒），蛋白顆粒，質(zhì)粒等小尺寸樣品的觀察。

左：外泌體（TEM）；右：外泌體（Pharos STEM）

03未染色樣品

使用透射電鏡觀察生物樣品時(shí)，通常會(huì)遇到襯度不足的問(wèn)題，這時(shí)需要借助鈾、鉛等重金屬染色來(lái)獲取結(jié)構(gòu)信息，但染色過(guò)程繁瑣且可能改變樣品原始結(jié)構(gòu)。相比之下，Pharos STEM 下的未染色樣品也清晰可見(jiàn)，簡(jiǎn)化您的制樣流程，減少由于染色導(dǎo)致的樣品收縮和重金屬沉淀偽影。