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台式扫描电镜——生物样品制样方法

日期:2022-03-17

上期泽攸科技小编讲了台式扫描电镜——磁性材料制样方法,这期我们讲用台式扫描电镜生物样品制样方法。

生物样品应在环境扫描或低真空的台式扫描电镜中进行分析,这样对这类样品的制备就比较简单、容易,观察效果也会比较接近于活体时的实际情况。采用环境扫描电镜来分析是理想的,若是采用传统的台式扫描电镜来进行分析,因多数生物样品都是柔软而且含有水分的,因此在进行台式扫描电镜观察前,要对生物样品作相应的处理,根据其样品性质的不同,其处理方法和程序也不同。主要可分为两种类型:一类为含硅质、钙质、角质、珐琅质和纤维素较多而含水分又较少的硬组织样品,如毛发、牙齿、骨头、指甲、趾甲及植物的花粉、孢子、种子、果仁等,这类样品一般经干燥后,蒸镀好导电膜等简单的制备就可进行观察;另一类为大多数动植物的肢体切片、器官及细胞等含水分较多的软组织样品,对于这类样品,在作导电处理前,一般都需要经过固定、脱水、干燥等处理。若未经处理或处理不当,则会造成样品损伤和变形,还有可能会出现各种假象,因此样品在用台式扫描电镜观察之前要进行干燥。干燥的方法有以下几种:


1. 空气干燥法又称自然干燥法,就是将样品暴露在大气环境中让样品中的水分逐渐挥发,从而达到干燥的目的。这种方法的优点是简单易行。缺点是在干燥过程中,样品中的组织会由于水分挥发而产生收缩变形,因此这种方法只适用于表面较为坚硬或含水分较少的样品。

2. 临界点干燥法是利用物质在临界状态时,其表面张力等于零的特性,使样品中的液体完全气化,并以气体方式挥发掉,从而达到干燥的目的,这样就可以大大地减小表面张力的影响,尽可能多地保存样品表面微细结构的信息量。此法操作比较方便,所用的时间也不算长,用时约2~3h即可完成,所以是比较常用的干燥方法。

3. 冷冻干燥法是将经过冷冻的样品置于高真空中,通过升华去除样品中所含的水分。冷冻干燥的基础是样品中的水分被冷冻成冰,冰从样品中升华,即冰从固态直接转化为气态,不经过中间的液态,不存在气相和液相之间表面张力对样品的作用,从而减轻在干燥过程中对样品造成的损伤。

总之,对生物样品的制备每一步、每一过程的处理都应足够重视,在制备过程中应尽量做到:

1. 尽量保持样品活体时的形貌和结构,才能尽可能真实地反映出样品本来的面目。

2. 在干燥过程中尽量减轻样品的干瘪、变形。

3. 所蒸镀的金属化膜都应有良好的导电性能和高的二次电子发射率,以减少样品荷电和提高清晰度。

4. 所蒸镀的金属化膜层应>10nm,这不仅有利于散热,增加二次电子的发射量,而且可减轻入射束造成的损伤。

5. 生物样品不要蒸镀碳膜,蒸碳多数是在高真空和高温下进行的,在这样的环境下,样品容易被灼伤。另外,碳膜的导电性和散热性都没有金属膜好,其二次电子的产额也不如金属膜高。

6. 为了克服镀膜所带来的负面影响和减少假象,有的人会采用组织导电法(又称导电染色法),即利用某些金属溶液对生物样品中的蛋白质、脂类和糖类等成分的结合作用,使样品表面形成离子化或生成能导电性的金属盐类的化合物,从而提高样品耐受电子束轰击的能力和导电率。

7. 采集生物样品的照片时,应尽量采用低的加速电压,如<5kV,同时也要采用小光栏、小束流,这有助于减少样品的荷电,减轻损伤或烧伤。

8. 做成分分析时,台式扫描电镜的加速电压<10kV,为了能有较高的计数率,涉用大面积芯片的能谱探测器,若没有大面积的探测器,则可把能谱探测器朝样品方向推进,以增加大接收的立体角,一旦做完分析后,应立即把探测器退回原位。若轻易采用大光栏和大束流,则易对样品造成损伤。


泽攸科技自主研发的ZEM15台式扫描电子显微镜对样品适应性强,操作便捷、快速成像、性能稳定,扫描速度快。只需要鼠标就可完成所有的操作,不需对中光阑等复杂步骤,聚焦消像散后可直接拍图。主机集成高压及控制系统,是目前市面上体积小的台式扫描电镜,便于移动,安装无需特殊环境。

台式扫描电镜

国产台式扫描电镜

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作者:泽攸科技