近日，我国首台拥有自主知识产权的国产商业场发射透射电子显微镜（以下简称透射电镜）TH-F120完成了首单客户交付，正式开启了国产透射电镜的科研应用。该透射电镜由广州生物岛实验室领衔研制，由广州慧炬科技有限公司负责生产和商业化运营，产品的出现打破了透射电镜100%依赖进口的局面，是中国电子显微技术的重大突破。而如今完成首单交付，更是国产高精尖科学仪器发展过程中具有里程碑意义的大事件。

透射电镜具有超高分辨率，国际上最领先的透射电镜观察精度可达纳米级别，这对于微观领域的科研和产业发展十分重要，已广泛用于新一代信息技术产业、生物医药行业。透射电镜利用了哪些科学原理？它在哪些方面极具科研及应用价值？在广州，还有哪些重要的科学仪器正在积极研发？本期《科技周刊》，我们将带您了解广州产透射电镜的奥秘。

2024年全国电子显微学学术年会期间，不少观众前去了解国产透射电镜。

科学原理

电子高速穿过观察物后成像

广州慧炬科技有限公司首席技术官郭志成告诉记者，人的眼睛要看清东西，必须要有光源，与光学显微镜不同，透射电镜是以电子作为“光源”，电子加速后通过电磁透镜汇聚照射并穿过样品，再通过后面的透镜进行放大观察。其原理有点像我们观看皮影戏一样。

精细度远超光学显微镜

人类为何要发明透射电镜？那是因为科学家所能制作的最精密的光学显微镜，也无法看清小于0.2微米的细微结构，要想实现对更微观世界的观察，就必须选择波长更短的“光源”，以提高显微镜的分辨率。于是，以电子束为光源的透射电镜应运而生，由于电子束的波长要比可见光和紫外光短得多，透射电镜便可以观察到更精细的微观世界。如今，人类发明的透射电镜可以观察到的最小尺度已达0.1（0.039）纳米，也就是原子的尺度。

“透射电镜的制作工艺十分复杂，技术壁垒很高，每个零件组装都非常精细，需要不断在错误中积累经验。我们一直在边工作边学习，尽管研发过程很枯燥，但每当我们突破一个技术难点时，大伙儿就会非常开心。比如，当我们在实验室内终于见到那个照射样品所必需的光斑时，就让我们非常高兴。我们为此付出了巨大的努力，从最初的一个理论计算值，到最后的光斑出现，其间有很大的差距。这些差距，是经过我们一点点地磨合、推翻、重建，才最终抹平，最终出现一束宝贵的光斑。”

郭志成告诉记者，从2017年生物岛实验室开始布局立项研发透射电镜，2022年慧炬公司正式成立，2024年年初对外发布首台国产透射电镜，直到如今透射电镜完成首台交付，其中凝聚了众多科研工作者的辛勤汗水。