# SEM / TEM 图像

## 适用场景

扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）获取的材料形貌、纳米结构、孔径分布、纤维形态等图像。常见于生物材料、组织工程支架、纳米药物递送、植入物表面改性研究。

---

## 核心阅读维度

### 1. 标尺（Scale Bar）与放大倍数

- **标尺必须存在**：所有publication-quality的显微图像必须包含标尺
- **标尺长度选择**：标尺长度应约为图像宽度的 5-10%，过小难以辨认，过大遮挡视野
- **放大倍数标注**：通常以 "scale bar = X μm" 或 "mag = 50,000×" 形式标注
- **实际尺寸计算**：用标尺测量而非依赖仪器显示的放大倍数（仪器显示的放大倍数可能有5-10%误差）

**SEM 放大倍数误差**：SEM 放大倍数通常有 5-10% 的系统误差，ISO 16700 标准规定了校准方法
**TEM 放大倍数误差**：TEM 放大倍数误差可达 5-10%，需用衍射光栅或晶格标准品校准

### 2. 代表性图像原则

- **多视野原则**：是否展示了同一样本的多个视野（至少 3 个）？
- **统计报告**：图像数量 n=？（如 "n=5 independent images"）
- **正负对照**：是否有代表性图像和阴性/异常图像的并列展示？

### 3. 图像处理与增强

| 处理类型             | 可接受场景                          | 不可接受场景                        |
| ------------------- | ----------------------------------- | ----------------------------------- |
| 亮度/对比度调整     | 全图统一调整                        | 只调整局部区域                      |
| 伪彩色              | 假色SEM（用于高亮特定结构）          | 掩盖真实对比度差异                  |
| 图像拼接            | 明确标注拼接线                      | 隐藏拼接痕迹                        |
| 锐化/降噪           | 降噪不损失真实结构细节               | 锐化过度产生人工边缘                |

### 4. SEM 特有检查项

- **荷电效应（Charging）**：图像中白色条纹/区域 = 荷电，信号失真
- **焦深（DOF）**：高倍SEM焦深浅，图像是否清晰取决于是否在焦平面
- **倾斜角度**：如果样本经过倾斜处理，实际形貌可能被扭曲
- **加速电压**：5-20 kV 影响穿透深度和信号类型（SE vs BSE）

### 5. TEM 特有检查项

- **电子衍射标定**：晶格条纹是否与标准数据库匹配？
- **样品厚度**：过厚样品导致对比度下降、晶格模糊
- **辐照损伤**：生物样品在高电子剂量下可能受损（尤其 cryo-TEM）
- **光阑选择**：明场 vs 暗场，是否正确使用

### 6. 定量分析规范

- **测量工具**：ImageJ / Fiji 是标准工具，必须报告软件版本
- **样本量**：至少测量 200 个颗粒/结构（ISO 13322-1:2004）
- **统计报告**：报告均值 ± SD / 中位数（IQR），并说明测量的结构数量 n
- **校准验证**：测量前是否用标准品（如 NIST SRM 8820）对仪器进行了校准验证

---

## 常见陷阱

| 陷阱               | 说明                                       | 如何识别                           |
| ------------------ | ------------------------------------------ | ---------------------------------- |
| **标尺不准确**     | 仪器显示放大倍数与实际不符                 | 用标尺实际测量并与标注尺寸对比     |
| **单视野代表全貌** | 只展示一个最"好看"的图像                  | 是否有 n≥3 的多视野重复            |
| **荷电当成结构**   | 白色条纹区域是荷电假象，不是真实样品结构   | 检查图像背景是否均匀               |
| **图像过度处理**   | 对比度/锐化过度，引入人工结构              | 要求原始未处理图像（TIFF）         |
| **TEM 样品过厚**   | 过厚样品导致晶格模糊、对比度差             | 图像整体发暗、晶格条纹不清晰       |
| **尺寸测量不报告n**| 只说"粒径约 50nm"但不报告测量了多少颗粒   | 方法中是否说明了统计的 n           |

---

## 关键问题模板

1. "标尺的实际长度是多少？是否与标注一致？仪器校准是否使用了 NIST 可追溯标准（如 SRM 8820）？"
2. "每张图像来自几个独立视野（n=？）？是否有多个样本/制备条件的重复？"
3. "图像是否经过处理（如对比度调整、伪彩色）？处理是否全图统一，还是只处理了局部？"
4. "SEM 图像中是否存在荷电效应（白色条纹/区域）？TEM 图像中样品厚度是否足以获得清晰晶格？"

## 一句话总结

> 显微图像的核心是**"验标尺、查多野、审处理、核校准"**——漂亮的图像不等于可靠的数据，标尺准确性、样本代表性和仪器校准是三个生命线。
