扫描电镜原理及样品处理
扫描电镜工作原理

扫描电镜工作原理扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种常用的高分辨率显微镜,它利用电子束代替光束进行成像,可以观察到物质的表面形貌和微观结构。
下面将详细介绍扫描电镜的工作原理。
一、电子源扫描电镜的电子源通常采用热阴极电子枪,利用热电子发射原理产生高能电子束。
热阴极电子枪由电子发射体、聚焦极和加速极组成。
当电子发射体受到加热后,产生的热电子经过聚焦极的聚焦作用,形成一个细束电子束。
二、电子束的聚焦和加速经过电子源产生的电子束,会经过一系列的透镜系统进行聚焦和加速。
透镜系统由一组磁透镜和电透镜组成,它们分别通过调节磁场和电场来控制电子束的聚焦和加速。
通过透镜系统的调节,可以使电子束变得更加细致和聚焦,从而提高成像的分辨率。
三、样品的准备和固定在进行扫描电镜观察之前,需要对样品进行准备和固定。
通常情况下,样品需要经过化学固定、脱水、金属浸渍等处理步骤,以保持样品的形态结构和细节,并提高电子束的透射性。
四、样品的扫描和成像在样品固定后,将样品放置在扫描电镜的样品台上。
电子束从电子源发射出来后,经过透镜系统的聚焦和加速后,进入扫描线圈系统。
扫描线圈系统通过控制电子束的扫描范围和速度,使电子束在样品表面进行扫描。
扫描过程中,电子束与样品表面相互作用,产生多种信号。
五、信号的检测和处理样品与电子束相互作用后,会产生多种信号,包括二次电子、反射电子、背散射电子、X射线等。
这些信号被检测器接收到后,会转换成电信号,并经过放大和处理。
最终,通过将信号转换为图像,可以观察到样品表面的形貌和微观结构。
六、图像的显示和分析通过信号的检测和处理后,得到的图像可以通过显示器进行观察。
扫描电镜图像通常呈现出高对比度和高分辨率的特点,可以清晰地显示样品表面的细节和结构。
同时,还可以利用图像处理软件对图像进行后期处理和分析,如测量样品表面的尺寸、形状等。
总结:扫描电镜通过利用电子束代替光束进行成像,能够观察到物质的表面形貌和微观结构。
扫描电镜工作原理

扫描电镜工作原理扫描电镜是一种高级显微镜,能够提供高分辨率的显微图像。
它的工作原理是利用电子束来扫描样品表面,通过收集反射、透射或者散射的电子信号来生成图像。
下面将详细介绍扫描电镜的工作原理。
一、电子源1.1 电子枪:扫描电镜中的电子源通常是由热阴极电子枪产生的。
电子枪通过加热阴极产生电子,然后通过加速电压加速电子束。
1.2 加速电压:加速电压决定了电子束的能量。
加速电压越高,电子束的穿透能力越强,分辨率也会提高。
1.3 调焦系统:扫描电镜中的调焦系统用于调整电子束的聚焦,以保证在样品表面形成清晰的图像。
二、样品准备2.1 导电涂层:为了避免电荷积累和减少散射,样品通常需要涂上导电涂层,如金属薄膜。
2.2 样品固定:样品需要被固定在样品台上,以保证在扫描过程中不会移动。
2.3 样品表面处理:为了获得清晰的图像,样品表面需要进行适当的处理,如抛光或者蒸镀。
三、扫描系统3.1 扫描线圈:扫描电镜中的扫描线圈用于控制电子束在样品表面的扫描范围,从而形成图像。
3.2 探测器:扫描电镜中的探测器用于接收反射、透射或者散射的电子信号,并将其转换成图像。
3.3 扫描速度:扫描速度决定了图像的分辨率,较高的扫描速度可以获得更高分辨率的图像。
四、信号处理4.1 图像重建:通过收集反射、透射或者散射的电子信号,扫描电镜可以重建样品表面的图像。
4.2 对比度调整:信号处理中可以对图像的对比度进行调整,以提高图像的清晰度。
4.3 图像分析:扫描电镜可以通过信号处理进行图像分析,如测量样品表面的形貌或者化学成分。
五、应用领域5.1 材料科学:扫描电镜在材料科学领域被广泛应用,可以观察材料的微观结构和表面形貌。
5.2 生物学:扫描电镜在生物学领域可以用于观察细胞结构和微生物形态。
5.3 纳米技术:扫描电镜在纳米技术领域可以用于观察纳米材料的结构和性质。
总结:扫描电镜通过利用电子束扫描样品表面,收集电子信号生成图像,具有高分辨率和广泛的应用领域。
扫描电镜的工作原理和应用

扫描电镜的工作原理和应用1. 扫描电镜的工作原理扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种利用电子束与样品相互作用来获取图像的仪器。
相比传统的光学显微镜,扫描电镜具有更高的分辨率和更大的深度感,可以观察到更细微的细节。
扫描电镜的工作原理如下:1.电子发射: 扫描电镜通过热发射或场发射的方式产生高能电子束。
这个电子束经过加速电压,使电子获得足够大的能量。
2.聚焦: 电子束经过一系列的聚焦透镜,使其在样品表面形成一个非常小的聚焦点,以提高分辨率。
3.扫描: 电子束通过控制扫描线圈的方式,沿着样品表面进行扫描。
在每一个扫描点,样品上的电子与电子束发生相互作用。
4.信号检测: 所有与电子束相互作用的信号都被收集和检测,包括次级电子、反射电子、散射电子等。
5.图像生成: 通过扫描电镜的控制系统将所有收集到的信号转换为图像。
这些图像可以显示出样品表面的形貌、结构和组成。
2. 扫描电镜的应用扫描电镜广泛应用于各个领域,包括材料科学、生物学、医学等。
下面列举一些常见的应用:1.纳米材料研究: 扫描电镜可以观察到纳米级别的材料结构和形貌,对于纳米材料的制备和性质研究非常重要。
2.生物学研究: 扫描电镜可以观察生物样品的微观结构,如细胞、细胞器和微生物等。
它可以帮助研究者了解生物体的形态、组织和功能。
3.医学检测: 扫描电镜可以用于医学领域中的病理学研究和临床诊断。
例如,可以观察病毒、细菌、组织断面等微小结构,帮助医生进行疾病诊断和治疗。
4.材料表征: 扫描电镜能够观察材料的粗糙度、晶体结构、颗粒分布等参数,对于材料研究和工程应用具有重要意义。
5.环境科学研究: 扫描电镜可以用于观察和分析大气颗粒物、水中微生物和污染物等的形貌和组成,有助于环境污染的起因和后果研究。
6.艺术文物保护: 扫描电镜可以帮助对文物进行分析,如绘画的颜料、雕塑的材料等。
这对于文物的保护和修复具有重要价值。
扫描电镜工作原理

扫描电镜工作原理扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种常用的高分辨率显微镜,它利用电子束与样品相互作用产生的信号来获取样品的表面形貌和成份信息。
下面将详细介绍扫描电镜的工作原理。
1. 电子束的生成扫描电镜使用的电子束是通过电子枪产生的。
电子枪中的热阴极会发射出高速电子,经过加速电场的作用加速至一定能量。
电子束经过聚焦系统的调节,使其成为一个细小的束流。
2. 样品的制备在进行扫描电镜观察之前,样品需要进行特殊的制备。
通常情况下,样品需要被切割成适当的尺寸,并进行表面处理,如金属镀膜或者碳镀膜,以提高电子的导电性和信号的强度。
3. 样品的扫描将制备好的样品放置在扫描电镜的样品台上,并调整样品的位置和倾斜角度。
当电子束照射到样品表面时,与样品相互作用的电子与样品表面发生相互作用,产生多种信号。
4. 信号的检测和处理扫描电镜通过检测样品表面反射、散射或者发射的不同信号来获得样品的表面形貌和成份信息。
常见的信号包括二次电子信号(SE)和反射电子信号(BSE)。
- 二次电子信号(SE)是由电子束与样品表面原子或者份子相互作用而产生的。
这些信号被采集并转化为电子图象,用于观察样品的表面形貌和表面细节。
- 反射电子信号(BSE)是由电子束与样品表面原子核相互作用而产生的。
这些信号被采集并转化为电子图象,用于观察样品的成份分布情况。
5. 图象的生成和观察扫描电镜通过扫描样品表面的方式,逐点地获取样品的信号,并将其转化为电子图象。
这些图象可以通过电子束在样品表面扫描时的位置信息来重建样品的表面形貌和成份分布。
6. 图象的分析和处理得到的电子图象可以通过图象处理软件进行进一步分析和处理。
例如,可以进行图象增强、滤波、测量和定量分析等操作,以获得更详细的样品信息。
扫描电镜具有高分辨率、大深度和高放大倍数的优势,能够观察到微观尺度下的样品细节,并获得样品的表面形貌和成份信息。
它在材料科学、生物学、纳米技术等领域有着广泛的应用。
扫描电镜的基本原理和应用的国标

扫描电镜的基本原理和应用的国标1. 扫描电镜的基本原理扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种使用电子束来观察样品表面形貌的仪器。
其基本原理如下:•电子源:扫描电镜使用热阴极或场发射枪产生高能电子束。
这些电子经过加速和聚焦,形成高能电子的束流。
•扫描线圈:扫描线圈控制电子束的位置,并负责将电子束扫描在样品上。
电子束从一边开始扫描,逐行覆盖整个样品表面。
•样品台:样品台是安放样品的平台,它可通过电动装置在水平以及垂直方向上移动,以便对样品进行调整。
•检测器:当电子束照射到样品表面时,该区域将会发射出不同的信号,检测器用于接收并测量这些信号。
常用的检测器包括二次电子检测器(SE),反射电子检测器(BSE)等。
•图像处理系统:扫描电镜能够通过图像处理系统显示样品表面的形貌和微观结构。
图像处理系统可以调节对比度、亮度等参数,以获得更清晰的图像。
2. 扫描电镜的应用的国标扫描电镜被广泛应用于材料科学、生物科学、地质学等领域。
以下是一些与扫描电镜应用相关的国标:•GB/T 20112-2006 扫描电子显微镜技术术语和定义:该国标定义了扫描电子显微镜中使用的术语和定义。
它包括了电子源、扫描线圈、检测器等组成部分的定义,为扫描电镜的使用提供了统一的术语标准。
•GB/T 21306-2008 金属和合金中显微组织的测量信息的表达:该国标规定了使用扫描电子显微镜观察金属和合金显微组织时所需的信息表达方法。
它定义了显微组织的分类、测量参数的计算方法等内容,为金属和合金显微组织的表征提供了规范。
•GB/T 26354-2010 扫描电子显微镜橡胶纳米复合材料分析方法:该国标规定了使用扫描电子显微镜分析橡胶纳米复合材料的方法。
包括样品的制备、参数的设定和分析步骤等内容,为橡胶纳米复合材料的研究提供了规范。
•GB/T 17661.1-2017 粉尘爆炸危险性试验方法第1部分:确定粉尘爆炸特性的方法:该国标规定了使用扫描电子显微镜检测粉尘的方法。
扫描电镜工作原理

扫描电镜工作原理扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种高分辨率的显微镜,利用电子束与样品的相互作用来获得样品的表面形貌和成分信息。
下面将详细介绍扫描电镜的工作原理。
一、电子束的发射和聚焦扫描电镜中的电子束是通过热阴极或场发射阴极产生的。
电子束首先通过一系列的透镜系统进行聚焦。
这些透镜系统包括电子枪、聚焦透镜和缩聚透镜。
电子束的聚焦使得其能量集中在一个非常小的区域内,从而提高了分辨率。
二、样品的准备与加载在进行扫描电镜观察之前,需要对样品进行准备。
通常,样品需要被切割成非常薄的片或者被涂覆上导电性物质,以便电子束能够通过并与样品相互作用。
准备好的样品会被安装在样品台上,并通过机械或电动系统精确地调整位置。
三、电子束与样品的相互作用当电子束聚焦到样品表面时,电子与样品原子发生相互作用。
这些相互作用包括散射、反射、透射和吸收等。
其中,散射是最重要的相互作用方式。
电子束与样品表面原子的相互作用会产生二次电子、反射电子、散射电子和X射线等。
四、二次电子的检测与信号放大在扫描电镜中,最常用的信号是二次电子。
二次电子是在电子束与样品相互作用时从样品表面发射出来的低能电子。
这些二次电子被探测器捕获,并转化为电信号。
电信号经过放大和处理后,可以被转化为图像。
五、扫描和图像重建扫描电镜的工作方式是通过扫描电子束在样品表面上的移动来获取图像。
电子束被聚焦到一个非常小的区域内,然后通过扫描线的方式在样品表面上移动。
同时,二次电子信号被探测器捕获,并根据扫描位置进行记录。
这些记录的数据经过处理和重建,最终形成样品的图像。
六、图像显示与分析扫描电镜生成的图像可以通过显示器进行观察和分析。
图像显示的分辨率取决于电子束的能量和样品的性质。
扫描电镜还可以通过其他技术手段,如能谱分析、成分分析和表面形貌分析等,对样品进行更深入的研究和分析。
综上所述,扫描电镜通过聚焦电子束、与样品的相互作用、二次电子的检测与信号放大、扫描和图像重建等步骤,实现对样品表面形貌和成分的高分辨率观察。
扫描电镜的原理

扫描电镜的原理扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种利用电子束来成像样品表面微观形貌的高分辨率显微镜。
相比于光学显微镜,扫描电镜具有更高的放大倍数和更好的分辨率,能够观察到更小尺度的结构和表面形貌。
下面我们将详细介绍扫描电镜的原理。
首先,扫描电镜的成像原理是利用电子束与样品表面相互作用产生的信号来获取图像。
当电子束照射到样品表面时,会激发出多种信号,包括二次电子、反射电子、透射电子以及特征X射线等。
这些信号可以提供关于样品表面形貌、成分和结构的信息。
其次,扫描电镜的工作原理主要包括电子光学系统、样品台、探测器和图像处理系统。
电子光学系统包括电子枪、透镜系统和扫描线圈,它们共同产生并控制电子束的聚焦和扫描。
样品台用于支撑和定位样品,保证样品与电子束的准确对准。
探测器用于接收样品表面产生的信号,并将信号转换成电子图像。
图像处理系统则对接收到的信号进行处理和显示,生成最终的图像。
另外,扫描电镜的成像原理还涉及到信号的获取和处理过程。
当电子束扫描样品表面时,探测器会收集并转换成电子信号,然后通过信号放大和数字化处理,最终生成高分辨率的图像。
这些图像可以展现样品表面的微观形貌和结构特征,帮助科研人员进行分析和研究。
总的来说,扫描电镜的原理是基于电子与样品相互作用产生信号的物理过程,通过电子光学系统、样品台、探测器和图像处理系统共同完成信号的获取和成像。
扫描电镜具有高分辨率、高放大倍数和表面成像能力强的特点,是一种重要的微观表征工具,广泛应用于材料科学、生物科学、纳米技术等领域。
在实际应用中,扫描电镜的原理和技术不断得到改进和完善,使得扫描电镜在微观表征和分析方面发挥着越来越重要的作用。
相信随着科学技术的不断进步,扫描电镜将会在更多领域展现出其强大的应用潜力。
sem扫描电镜工作原理

sem扫描电镜工作原理
SEM(扫描电子显微镜)工作原理是利用电子束扫描样品表
面并测量反射或散射的电子信号。
1. 准备样品:待观察的样品通常需要被先行处理,如固定、切片、涂覆导电涂层等,以便在SEM中获得良好的成像效果。
2. 电子发射和聚焦:SEM中的电子枪产生以高速发射的电子束。
该电子束经过电子透镜的聚焦作用,使得其具有很高的空间分辨率。
3. 样品扫描:样品被固定在一个电子透明的托座上,电子束扫描轨迹由扫描线圈控制。
电子束沿着一系列水平和垂直线扫描,从而覆盖整个样品表面。
4. 相互作用检测:当电子束与样品表面相互作用时,会发生多种现象,包括电子的散射、透射以及次级电子、反射电子的发射等。
这些信号会被探测器捕捉。
5. 信号放大和处理:SEM中的探测器接收到的信号被放大和
处理。
不同的探测器可以检测不同类型的信号,如次级电子探测器可用于成像表面形貌,而反射电子探测器可用于分析样品的晶体结构。
6. 生成图像:SEM内部的计算机将处理后的信号转换为图像,形成类似于电视图像的黑白或彩色显示。
根据扫描的样品区域,可获得高分辨率的二维或三维表面形貌图像。
SEM的工作原理基于电子的波粒二象性,电子具有很短的波长(通常比可见光短得多),因此SEM可以提供更高的空间分辨率,达到纳米级甚至更高级别的成像精度。
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扫描电子显微镜的设计思想和工作原理,早在1935年便已被提出来了。
1942年,英国首先制成一台实验室用的扫描电镜,但由于成像的分辨率很差,照相时间太长,所以实用价值不大。
经过各国科学工作者的努力,尤其是随着电子工业技术水平的不断发展,到1956年开始生产商品扫描电镜。
近数十年来,扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中,促进了各有关学科的发展。
一.扫描电镜的特点和光学显微镜及透射电镜相比,扫描电镜具有以下特点:(一) 能够直接观察样品表面的结构,样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。
(二) 样品制备过程简单,不用切成薄片。
(三) 样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转,因此,可以从各种角度对样品进行观察。
(四) 景深大,图象富有立体感。
扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍,比透射电镜大几十倍。
(五) 图象的放大范围广,分辨率也比较高。
可放大十几倍到几十万倍,它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。
分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间,可达3nm。
(六) 电子束对样品的损伤与污染程度较小。
(七) 在观察形貌的同时,还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。
二.扫描电镜的结构和工作原理(一) 结构1.镜筒镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统。
其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm),并且使该电子束在样品表面扫描,同时激发出各种信号。
2.电子信号的收集与处理系统在样品室中,扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号,其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。
在上述信号中,最主要的是二次电子,它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子,产生于样品表面以下几nm至几十nm的区域,其产生率主要取决于样品的形貌和成分。
通常所说的扫描电镜像指的就是二次电子像,它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。
检测二次电子的检测器(图15(2)的探头是一个闪烁体,当电子打到闪烁体上时,1就在其中产生光,这种光被光导管传送到光电倍增管,光信号即被转变成电流信号,再经前置放大及视频放大,电流信号转变成电压信号,最后被送到显像管的栅极。
3.电子信号的显示与记录系统扫描电镜的图象显示在阴极射线管(显像管)上,并由照相机拍照记录。
显像管有两个,一个用来观察,分辨率较低,是长余辉的管子;另一个用来照相记录,分辨率较高,是短余辉的管子。
4.真空系统及电源系统扫描电镜的真空系统由机械泵与油扩散泵组成,其作用是使镜筒内达到10(4~10(5托的真空度。
电源系统供给各部件所需的特定的电源。
(二) 工作原理从电子枪阴极发出的直径20(m~30(m的电子束,受到阴阳极之间加速电压的作用,射向镜筒,经过聚光镜及物镜的会聚作用,缩小成直径约几毫微米的电子探针。
在物镜上部的扫描线圈的作用下,电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。
这些电子信号被相应的检测器检测,经过放大、转换,变成电压信号,最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。
显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描,并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描运动严格同步,这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像,这种图象反映了样品表面的形貌特征。
第二节扫描电镜生物样品制备技术大多数生物样品都含有水分,而且比较柔软,因此,在进行扫描电镜观察前,要对样品作相应的处理。
扫描电镜样品制备的主要要求是:尽可能使样品的表面结构保存好,没有变形和污染,样品干燥并且有良好导电性能。
一.样品的初步处理(一) 取材取材的基本要求和透射电镜样品制备相同,可参考第十四章超薄切片技术中所提的要求。
但是,对扫描电镜来说,样品可以稍大些,面积可达8mm×8mm,厚度可达5mm。
对于易卷曲的样品如血管、胃肠道粘膜等,可固定在滤纸或卡片纸上,以充分暴露待观察的组织表面。
(二) 样品的清洗用扫描电镜观察的部位常常是样品的表面,即组织的游离面。
由于样品取自活体组织,其表面常有血液、组织液或粘液附着,这会遮盖样品的表面结构,影响观察。
因此,在样品固定之前,要将这些附着物清洗干净。
清洗的方法有以下几种:1.用等渗的生理盐水或缓冲液清洗;2.用5%的苏打水清洗;3.用超声震荡或酶消化的方法进行处理。
例如清洗肠粘膜表面的粘液,可用下面的方法:清洗液配方:透明质酸酶300 (gα—糜蛋白酶10 mg生理盐水100 ml清洗液的pH为5.5~6。
清洗的方法是将样品浸泡在配好的清洗液中,边浸泡边震荡30分钟,最后用双蒸水洗3次。
无论用哪种清洗方法,注意在清洗时不要损伤样品。
(三) 固定固定所用的试剂和透射电镜样品制备相同,常用戊二醛及锇酸双固定。
由于样品体积较大,固定时间应适当延长。
也可用快速冷冻固定。
(四) 脱水样品经漂洗后用逐级增高浓度的酒精或丙酮脱水,然后进入中间液,一般用醋酸异戊酯作中间液。
二.样品的干燥扫描电镜观察样品要求在高真空中进行。
无论是水或脱水溶液,在高真空中都会产生剧烈地汽化,不仅影响真空度、污染样品,还会破坏样品的微细结构。
因此,样品在用电镜观察之前必须进行干燥。
干燥的方法有以下几种:(一) 空气干燥法空气干燥法又称自然干燥法,就是将经过脱水的样品,让其暴露在空气中使脱水剂逐渐挥发干燥。
这种方法的最大优点是简便易行和节省时间;它的主要缺点是在干燥过程中,组织会由于脱水剂挥发时表面张力的作用而产生收缩变形。
因此,该方法一般只适用于表面较为坚硬的样品。
(二) 临界点干燥法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,使样品的液体完全汽化,并以气体方式排掉,来达到完全干燥的目的。
这样就可以避免表面张力的影响,较好地保存样品的微细结构。
此法操作较为方便,所用的时间也不算长,一般约2~3小时即可完成,所以是最为常用的干燥方法。
但用此法,需要特殊仪器设备。
临界点干燥是在临界点干燥仪中进行的,操作步骤如下:1.固定、脱水:按常规方法进行。
如样品是用乙醇脱水的,在脱水至100%后,要用纯丙酮置换15~20分钟。
2.转入中间液:由纯丙酮转入中间液醋酸异戊酯中,时间约15~30分钟。
3.移至样品室:将样品从醋酸异戊酯中取出,放入样品盒,然后移至临界点干燥仪的样品室内,盖上盖并拧紧以防漏气。
4.用液体二氧化碳置换醋酸异戊酯:在达到临界状态(31(C , 72.8大气压)后,将温度再升高10(C,使液体二氧化碳气化,然后打开放气阀门,逐渐排出气体,样品即完全干燥。
(三) 冷冻干燥法冷冻干燥法是将经过冷冻的样品置于高真空中,通过升华除去样品中的水分或脱水剂的过程。
冷冻干燥的基础是冰从样品中升华,即水分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的表面张力对样品的作用,从而减轻在干燥过程中对样品的损伤。
冷冻干燥法有两种,即含水样品直接冷冻干燥和样品脱水后冷冻干燥。
1.含水样品直接冷冻干燥法1.1 取材固定:按常规方法进行。
1.2 置于冷冻保护剂中:将样品置于冷冻保护剂中浸泡数小时。
常用的冷冻保护剂为10%~20%二甲基亚砜水溶液,或15%~40%甘油水溶液。
1.3 骤冷:将经过保护剂处理的样品迅速投入用液氮预冷至(150(C的氟利昂冷冻剂中,使样品中的水分很快冻结。
1.4 干燥:将已冻结的样品移到冷冻干燥器内已预冷的样品台上,抽真空,经几小时或数天后,样品即达到干燥。
本方法不需要脱水,避免了有机溶剂对样品成分的抽提作用,不会使样品收缩,也是较早使用的方法。
但是,由于花费时间长,消耗液氮多,容易产生冰晶损伤,因此未被广泛应用。
2.样品脱水后冷冻干燥样品用乙醇或丙酮脱水后过渡到某些易挥发的有机溶剂中,然后连同这些溶剂一起冷冻并在真空中升华而达到干燥。
和前一种方法比较,本方法的优点是不会产生冰晶损伤,且干燥时间短。
不足之处是有机溶剂对样品成分有抽提作用,造成部分内含物丢失。
乙腈(acetonitrile)真空干燥法:这是一种利用乙腈在急速蒸发时会冷却固化的性质将样品干燥的方法。
其操作步骤如下:(1). 固定、水洗:按常规方法进行。
(2). 乙腈置换:使用50%、70%、80%、90%的乙腈水溶液置换,最后用100%乙腈代替,每步骤15~20分钟。
(3). 干燥:至纯乙腈时,放入真空镀膜台抽真空,乙腈和样品在真空中很快致冷而被冻结(冻结的温度为(45(C),变成冰状固体。
然后继续抽真空,使冻结的乙腈升华,约需30分钟,样品即达干燥。
样品干燥后要粘在样品台上。
对于不镀膜而直接观察的样品,必须用导电胶来粘固;对于要镀膜的样品,则可以用胶水或万能胶来代替,微细的样品如粉末、纤维等也可用双面胶纸来粘贴。
三.样品的导电处理生物样品经过脱水、干燥处理后,其表面不带电,导电性能也差。
用扫描电镜观察时,当入射电子束打到样品上,会在样品表面产生电荷的积累,形成充电和放电效应,影响对图象的观察和拍照记录。
因此在观察之前要进行导电处理,使样品表面导电。
常用的导电方法有以下几种:(一) 金属镀膜法金属镀膜法是采用特殊装置将电阻率小的金属,如金、铂、钯等蒸发后覆盖在样品表面的方法。
样品镀以金属膜后,不仅可以防止充电、放电效应,还可以减少电子束对样品的损伤作用,增加二次电子的产生率,获得良好的图象。
1.真空镀膜法真空镀膜法是利用真空膜仪进行的。
其原理是在高真空状态下把所要喷镀的金属加热,当加热到熔点以上时,会蒸发成极细小的颗粒喷射到样品上,在样品表面形成一层金属膜,使样品导电。
喷镀用的金属材料应选择熔点低、化学性能稳定、在高温下和钨不起作用以及有高的二次电子产生率、膜本身没有结构。
现在一般选用金或金和碳。
为了获得细的颗粒,有用铂或用金—钯、铂—钯合金的。
金属膜的厚度一般为10nm~20nm。
真空镀膜法所形成的膜,金属颗粒较粗,膜不够均匀,操作较复杂并且费时,目前已经较少使用。
2.离子溅射镀膜法在低真空(0.1~0.01乇)状态下,在阳极与阴极两个电极之间加上几百至上千伏的直流电压时,电极之间会产生辉光放电。
在放电的过程中,气体分子被电离成带正电的阳离子和带负电的电子,并在电场的作用下,阳离子被加速跑向阴极,而电子被加速跑向阳极。
如果阴极用金属作为电极(常称靶极),那么在阳离子冲击其表面时,就会将其表面的金属粒子打出,这种现象称为溅射。
此时被溅射的金属粒子是中性,即不受电场的作用,而靠重力作用下落。
如果将样品置于下面,被溅射的金属粒子就会落到样品表面,形成一层金属膜,用这种方法给样品表面镀膜,称为离子溅射镀膜法,图15(3显示该法的原理。
和真空镀膜法比较,离子溅射镀膜法具有以下优点:(1)由于从阴极上飞溅出来的金属粒子的方向是不一致的,因而金属粒子能够进入到样品表面的缝隙和凹陷处,使样品表面均匀地镀上一层金属膜,对于表面凹凸不平的样品,也能形成很好的金属膜,且颗粒较细。