透過電子顕微鏡（TEM）

詳細・スペック

備考

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詳細・スペック

＜TEMの特徴＞

TEMは電子顕微鏡の一種であり，電子線を試料に投射して，透過した電子線の強度から微細構造を観察します。電子線の波長は光の波長よりも遥かに短いため，TEMは光学顕微鏡よりも非常に優れた分解能を持ちます。そのため光学顕微鏡では観察することのできない，nmからμmスケールの微細構造を観察することに優れており，材料科学，医学，生物学を始めとする幅広い分野で利用されています。TEMは走査型電子顕微鏡(SEM)よりもさらに高い倍率，分解能で観察ができ，試料断面の微細構造を観察することができますが，その一方で立体構造や表面の起伏はほとんどわかりません。また，画像がモノクロであること，二次元的な断面の像であることから，観察対象の微細構造についての知識と，観察のための前処理による影響を正しく理解する必要があります。

＜TEMの原理＞

TEMの電子銃は光学顕微鏡における光源に相当します。電子銃によって発生，加速された電子線は照射系のレンズ群を介して試料に投射されます。TEMに用いられている電子レンズは光学顕微鏡におけるガラスレンズとは異なり，励磁電流で焦点距離を自由に変えることができるため，幅広い倍率での観察が可能です。試料を透過した電子線は結像系のレンズ群で拡大され，蛍光板上に投影されることで，視認できるデータへと変換されます。安定した観察には高性能な電源と，電子線を妨げないよう高い真空状態をつくる必要があるため，非常に大掛かりな機器となります。また，試料も真空下におく必要があるため，試料からは水分，溶媒を取り除く必要があります。加速電圧は高いほど，電子線の波長が短くなるため分解能が上がりますが，電子線照射によるダメージや温度上昇による試料の変化には注意が必要です。

＜測定する際の試料の前処理について＞

観察には電子線を透過させる必要があるため，試料を十分に薄くするか，薄膜などに塗布しる必要があります。試料の種類や観察目的によって適切な前処理を選択しなければ，試料の本来の姿，性質を大きく損なってしまいます。そのため，目的にあった前処理を選択することが重要です。例えば，柔らかい生物組織の観察には，固定，樹脂包埋後，ウルトラミクロトームを用いて極薄切片を作製し，コントラストをつけるために重金属で電子染色する必要があります。無機物のような硬い試料の場合には，構造を保ったままミクロトームで薄く切断することが難しいため，真空中でイオンを当てて削るイオンミリング法などが用いられます。また，試料や目的によっては，粉末分散法，収束イオンビーム法，レプリカ法といった他の方法を選択する必要があります。いずれにしても，できる限り試料にダメージを与えずに，薄くすることが重要です。

可能な実験例

〇生体組織や無機マテリアルの微細構造評価

TEMの非常に高い倍率，分解能という特性から，原子レベルでの観察がおこなえます。そのため，光学顕微鏡では観察が困難な，似て非なる構造も捉えることができます。

〇免疫標識による生物のタンパク質局在解析

目的の探索物質に反応する抗体で標識することで，微細構造上でタンパク質などの探索物質の局在を観察することができます。抗体反応を色で観察することはできないため，金コロイドなどで標識する必要があります。

〇固体の結晶構造解析

試料に電子線を当てたときの回析パターンから，結晶構造を推測，決定することができます。


※組織により上記実験ができない場合がございます。