掃描透射電子顯微鏡

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

隨著生命科學研究對細胞內(nèi)部分子定位與結(jié)構(gòu)細節(jié)的需求日益增長，SEM 制造商開始將掃描透射電子顯微鏡（STEM）技術(shù)與 SEM 進行結(jié)合，成功將“透視"能力集成到更為普及的掃描電鏡平臺，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。在生命科學應(yīng)用中，SEM-STEM 巧妙地在光學顯微鏡（~200 nm）和傳統(tǒng)透射電鏡（<0.2 nm）之間架設(shè)了一座實用的橋梁。現(xiàn)代場發(fā)射 SEM-STEM 的分辨率可以達到 1 nm 以下，足以清晰分辨大多數(shù)細胞器、病毒和生物大分子復合物。

SEM-STEM 為生物學研究帶來的核心優(yōu)勢

與傳統(tǒng)透射電鏡相比，SEM-STEM 技術(shù)在便捷性、對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，使其成為生物學實驗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)勢之一在于其高度簡化的操作流程。現(xiàn)代掃描電鏡經(jīng)過長期的優(yōu)化，操作更加簡單（尤其是臺式掃描電鏡），大部分的參數(shù)調(diào)節(jié)均自動完成。這極大地降低了設(shè)備使用門檻，研究者無需具備深厚的電子光學背景即可獨立完成高質(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，整個過程通常僅需數(shù)分鐘，支持快速抽真空與實時預覽。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。這一差異對輻射敏感的生物樣品至關(guān)重要。

低加速電壓降低了對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狀態(tài)。同時，低電壓成像能增強樣品中輕元素材料的散射信號，從而天然地提升圖像襯度。這意味著即使對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，簡化了樣品制備流程。

03.高性價比

在購置與維護成本上，一臺配備 STEM 功能的掃描電鏡遠低于一臺傳統(tǒng)透射電鏡。對于大多生物實驗室而言，其研究問題并不總是需要達到原子的分辨率，那么一臺能提供優(yōu)異表面形貌和足夠內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的 SEM-STEM，是性價比更高的選擇。

Pharos STEM：為生命科學量身定制的成像解決方案

Pharos STEM 臺式場發(fā)射生物電鏡是一款功能強大的臺式掃透電鏡，其集成的 STEM 功能專為生命科學研究設(shè)計。采用肖特基場發(fā)射電子槍，在緊湊的臺式機身內(nèi)實現(xiàn)了實驗室級的高分辨率，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 采用臺式設(shè)計，體積小巧，僅需一張標準實驗桌即可完成安裝。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敏感的實驗環(huán)境中，也能保證圖像的穩(wěn)定。

02.簡便

Pharos STEM 將復雜操作簡化為直觀流程：邊進樣邊抽真空 → 一鍵切換至 STEM 模式 → 自動調(diào)焦、調(diào)節(jié)亮度和對比度→ 點擊拍攝獲取高清圖。15 秒超快抽真空，40 秒成像，無需專業(yè)人員操作，培訓 1 小時即可獨立操作，適合教學與常規(guī)研究。

03.高分辨率

優(yōu)于 1.0 nm 的 STEM 分辨率，滿足生命科學領(lǐng)域的研究需求。無論是觀察生物樣本的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、病毒在細胞內(nèi)的分布，還是納米級藥物載體被細胞吞噬后的狀態(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 兼容標準的 TEM 載網(wǎng)，用戶可以直接將通過超薄切片機切好的生物樣品，或滴加了病毒、蛋白樣本的載網(wǎng)放入電鏡中進行分析，與生物實驗室現(xiàn)有的制樣流程無縫對接。

Pharos STEM 應(yīng)用案例

01病理切片

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

02低電壓成像

透射電鏡由于加速電壓較高（80-120 kV），對于生物樣品的穿透能力過強，導致透射像襯度偏低。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，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，通常會遇到襯度不足的問題，這時需要借助鈾、鉛等重金屬染色來獲取結(jié)構(gòu)信息，但染色過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，簡化您的制樣流程，減少由于染色導致的樣品收縮和重金屬沉淀偽影。