?電子顯微鏡(EM)和光學顯微鏡(LM)是兩種基于不同成像原理的顯微技術,它們在分辨率、放大倍數、應用場景等方面有顯著差異。以下是它們的核心區別:
1. 成像原理
特性 | 光學顯微鏡(LM) | 電子顯微鏡(EM) |
光源/電子源 | 可見光(波長400-700nm) | 電子束(波長極短,≈0.005nm) |
透鏡類型 | 玻璃透鏡(折射光) | 電磁透鏡(聚焦電子束) |
介質要求 | 空氣或油鏡介質 | 高真空環境(防止電子散射) |
2. 分辨率與放大倍數
特性 | 光學顯微鏡 | 電子顯微鏡 |
理論分辨率 | ~200nm(受光的衍射極限限制) | SEM:0.4-3nm<br>TEM:0.05-0.2nm(原子級) |
有效放大倍數 | 40X-2000X(油鏡最高) | SEM:10X-1,000,000X<br>TEM:50X-50,000,000X |
關鍵區別:
- 電子顯微鏡可觀察病毒、納米顆粒、原子排列,而光學顯微鏡僅能分辨細胞、細菌等微米級結構。
3. 樣品制備
特性 | 光學顯微鏡 | 電子顯微鏡 |
樣品厚度 | 直接觀察(切片或活細胞) | SEM:需導電處理(噴金)<br>TEM:超薄切片(<100nm) |
染色/標記 | 常用熒光染料或HE染色 | 重金屬染色(如鈾、鉛) |
是否可觀察活樣本 | 可觀察活細胞(如相差顯微鏡) | 必須固定和干燥(真空環境限制) |
4. 應用領域
顯微鏡類型 | 典型應用場景 |
光學顯微鏡 | 生物學(細胞觀察)、醫學(病理診斷)、教學實驗室 |
電子顯微鏡 | 材料科學(納米結構)、半導體檢測、病毒研究、地質分析 |
5. 設備成本與維護
特性 | 光學顯微鏡 | 電子顯微鏡 |
價格 | 1,000~100,000元(常規) | SEM:50萬~500萬元 TEM:500萬~3000萬元 |
維護難度 | 低(日常清潔即可) | 高(需定期維護真空系統、冷卻裝置) |
操作復雜度 | 簡單(適合學生) | 復雜(需專業培訓) |
6. 優缺點對比
光學顯微鏡
- 優點:成本低、操作簡單、可觀察活樣本。
- 缺點:分辨率有限,無法觀察納米級結構。
電子顯微鏡
- 優點:超高分辨率、原子級成像。
- 缺點:設備昂貴、樣品制備復雜、無法觀察活體。
如何選擇?
- 研究細胞、組織 → 光學顯微鏡(如共聚焦顯微鏡)。
- 研究納米材料、病毒 → 電子顯微鏡(SEM/TEM)。
若需進一步針對具體需求推薦設備,請說明應用場景(如生物學、材料科學等)!