扫描电镜SEM和透射电镜TEM样品制备技术
扫描电镜标本制备技术[资料]
![扫描电镜标本制备技术[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/7880bfcdcf2f0066f5335a8102d276a2002960c6.png)
扫描电镜标本制备技术扫描电镜Scanningelectronmicroscope，SEM)与透射电镜在观察中获得的超微结构信息各有所长，并互相补充。
透射电镜样品制备技术主要用于观察生物样品内部的二维平面的微细结构，而扫描电镜所收集的主要是电子束照射在样品上所产生的二次电子。
由于扫描电镜景深长，故其图像层次丰富，立体感强，可显示生物样品表面及其断面的三维立体结构。
一、SEM生物样品制备的基本要求及操作程序生物样品与金属、矿物等材料不同，具有质地柔软、容易变形、导电性能差、二次电子发射率低、含水量多(有的含水达80%以上)等特点，因此对热、干燥、电子轰击等十分敏感，所以扫描电镜生物样品的制备有以下基本要求：1.注意表面的清洁，防止污染。
2.样品要干燥，不能变形，尽量保持样品表面的微细结构。
3.导电性能要好，应进行导电处理。
4.二次电子的发射率要高。
5.注意确认和保护样品的观察面。
尽管不同的生物样品可以采用不同的制备方法，但一般情况下除了比较坚硬的组织(骨骼、牙齿、指甲、毛发、贝壳、昆虫及某些植物样品)和需采用某些特殊制备技术者(管道铸型扫描、低电压观察法等)外，均需要经过取材、清洗、固定、脱水、干燥及金属镀膜等基本操作程序。
(一)取材1.取材前应作好药品及器材的准备，每次取材的品种及数量不宜过多，以免延误时间、影响制样效果。
2.动作要迅速，材料应尽快进入固定液。
3.取材部位要准确。
观察组织细胞表面结构为主的样品，直径最大不宜超过5mm，高度可在3～5mm之间。
观察组织细胞内部结构为主的样品，直径应小于2mm，高度可在3mm左右。
为了提高固定、脱水、干燥及镀膜效果，在满足所需要观察内容的条件下，样品块以尽量小一些为宜。
4.机械损伤要小，解剖器械要锋利，取材动作要轻巧，避免牵拉和钳夹，并做好对观察面的标记。
5.操作应在低温(0～4℃)下进行。
(二)样品情况在样品制备过程中，应注意清除覆盖于样品表面的粘液、分泌物、组织液、血液、细胞碎片、药物反应沉淀物等所造成的污染，否则不仅会掩盖样品表面的微细结构，甚至会得出错误的判断。
透射电镜、扫描电镜样品的制备及电镜观察方法
透射电镜、扫描电镜样品的制备及电镜观察一、实验目的1、掌握透射电子显微镜和扫描电子显微镜的结构及工作原理2、了解透射电镜和扫描电镜样品的制备方法3、了解透射电镜和扫描电镜的操作步骤二、实验原理1、透射电子显微镜的结构及其原理透射电子显微镜主要由3个部分组成：电子光学系统、真空系统和电器系统。
真空系统由机械泵和扩散泵组成，任务是保证镜筒内电子束经过部分的真空度至少在10－4－10－6mmHg，以减少高速运动的电子受气体分子散射的机会和气体分子受高速电子撞击时的电离放电现象，以及样品对电子枪灯丝的污染等等。
提高图像质量，延长灯丝寿命。
电器系统包括高压电源、透镜电源、真空系统电源和其他电器部件。
为了保持电子枪发射电子波长的单一性，电子枪加速电压必须配有稳压器，而且要求输出电压的稳定性在10-5~10-6以上。
透射电镜的电子光学系统包括照明系统、成像系统和记录系统。
物镜、中间镜、投影镜组成的三级放大是成像系统的常规模式，它有高放大倍率、中放大倍率和低放大倍率三种工作状态。
在实际电镜观察中，为了寻找样品中的最佳成像区域，通常先在低倍模式下大视域观察，在转换到高倍成像模式进一步观察。
它的成像原理有质量厚度衬度原理、电子衍射原理、衍射衬度成像原理。
2、扫描电子显微镜结构及其工作原理扫描电子显微镜除了电子光学系统、真空系统、电器系统三部分外，还有信号检测系统。
一般扫描电镜的电子光学部分由电子枪、三级聚光镜和样品室组成。
在扫描电镜中，样品较厚，电子束与样品表面的作用很复杂，引起非弹性散射的原因也很多，由于每个高能电子入射到样品后的境遇不同，激发多种物理信号。
如果在样品附近配置不同的信号检测器，就可获得反映样品不同性质的信息。
二次电子像的分辨率等于扫描电镜的极限分辨率。
按照检测的对象划分，检测系统可分为三大类：电子检测器、阴极荧光检测器和X射线检测器。
扫描电镜的衬度是一个与样品的性质、所检测的物理信号种类、具体所用的检测器等因素有关的量，最长涉及的有形貌衬度、成份衬度、晶体衬度、电位衬度等。
利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射样品的主要流程
利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射样品的主要流程聚焦离子束双束扫描电镜（Focused Ion Beam Dual Beam Scanning Electron Microscope，简称FIB-SEM）是一种高分辨率的表面形貌和微结构分析技术，可以实现对样品进行原位观察和制备。
利用FIB-SEM可以制备透射电镜（Transmission Electron Microscopy，简称TEM）样品，即通过FIB切割和修整样品，使其达到适合TEM观察的薄片形态。
本文将详细介绍利用FIB-SEM制备透射样品的主要流程。
1. 样品准备首先需要准备待制备的样品。
这些样品可以是固体材料、生物组织或其他需要进行透射电镜观察的材料。
为了便于FIB切割和修整，样品应具有一定的硬度和稳定性。
2. 样品固定将待制备的样品固定在一个小型支撑台上，并使用导电胶或其他导电材料将其牢固地粘附在支撑台上。
导电胶能够提供良好的导电性，以便在后续的FIB切割和修整过程中排除电荷积累的干扰。
3. FIB切割将固定在支撑台上的样品放入FIB-SEM设备中，调整好样品位置。
然后使用离子束对样品进行切割。
离子束由高能离子组成，可以精确地切割样品表面。
通过控制离子束的扫描速度和电流密度，可以实现不同形状和尺寸的切割区域。
4. FIB修整在完成初始切割后，需要对样品进行进一步的修整以达到透射电镜观察的要求。
使用较低能量和较小电流密度的离子束，在已经切割好的区域上进行精细修整。
通过逐渐去除样品表面的材料，可以获得更加平坦、光滑且薄片形态良好的透射样品。
5. 清洗和抛光经过FIB修整后，样品表面可能存在一些污染物或残留物。
为了获得更好的透射图像质量，需要对样品进行清洗和抛光处理。
这可以通过离子束轰击、溅射或化学腐蚀等方法来实现。
清洗和抛光的目的是去除样品表面的污染物，并使其更加平整和透明。
6. TEM观察完成清洗和抛光后，将样品转移到透射电镜中进行观察。
【材料课堂】如何拍出高质量SEM、TEM照片！
【材料课堂】如何拍出高质量SEM、TEM照片！利用电子显微镜来分析研究物体的组织形貌、结构特征，是现在科研实验最常用的方法之一。
但能否拍出好形貌直接取决于样品制作的好坏，因而制作出符合要求的样品成为整个实验的关键。
下面小编综合整理了制备各种材料SEM和TEM样品的方法，希望对各位实验猿们有所帮助。
扫描电镜SEM1样品要求固体，无毒，无放射性，无污染，无磁，无水，成分稳定2常用方法一般分块状样品、粉末样品和截面样品制备三类1、块状样品低倍率观察（＜5万倍）-- 导电胶带高倍率观察（＞5万倍）-- 液体导电胶2、粉末样品可以直接固定在导电胶带或者液体导电胶上，见图注意：如果是导电胶带，揭下来的剥离纸一定要倒着放，撒完样品后在用剥离纸干净的面压一下，固定的才回牢如果是液体导电胶，最好是用水溶性的，不容易和样品发生反应，撒样品的时间点控制在导电胶快干的时候撒，才能使样品达到半浸没状态。
也可以用分散法：3、截面样品如果是硅片或者是玻璃，需要用到玻璃刀，见图注意：用玻璃刀划的时候要让开观察的面，也就是说可以上面和下面各划一下，然后再掰就可以了根据不同样品材质，有的时候是正面掰好，有的时候是从背面掰好。
对于薄膜类的样品，可以用液氮粹断，如下图更先进的电镜制样方法了解更多，请点击 → 材料课堂：SEM扫描电镜必备知识！氩离子切割技术是一种利用宽离子束（〜1mm）来切割样品，以获得宽阔而精确的电子显微分析区域的样品表面制备技术。
一个坚固的挡板遮挡住样品的非目标区域，有效的遮蔽了下半部分的离子束，创造出一个侧切割平面，去除样品表面的一层薄膜。
氩离子抛光技术是对样品表面进行抛光，去除损伤层，从而得到高质量样品，用于在 SEM，光镜或者扫描探针显微镜上进行成像、EDS、EBSD、CL、EBIC 或其它分析。
透射电镜TEM1样品要求1. 样品被观察区对入射电子必须是“透明”的。
电子穿透样品的能力与其本身能量及样品所含元素的原子序数有关。
tem和sem的优缺点与区别
tem和sem的优缺点与区别
SEM，全称为扫描电子显微镜，又称扫描电镜，英文名Scanning Electronic Microscopy.
SEM：即扫描电子显微镜，是1965年发明的较现代的细胞生物学研究工具，主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。
二次电子能够产生样品表面放大的形貌像，这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的，即使用逐点成像的方法获得放大像。
SEM的优点：（一）能够直接观察样品表面的结构，样品的尺寸可大至120mm80mm50mm。
（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。
SEM的缺点：①异常反差。
由于荷电效应，二次电子发射受到不规则影响，造成图像一部分异常亮，另一部分变暗。
②图像畸形。
由于静电场作用使电子束被不规则地偏转，结果造成图像畸变或出现阶段差。
③图像漂移。
由于静电场作用使电子束不规则偏移引起图像的漂移。
④亮点与亮线。
带。
关于透射电镜和扫描电镜等的样品制备
5.2.3.1 金属薄膜样品的制备
目前较普遍地被采用的金属薄膜制备过程大体是： 线切割----机械研磨（或化学抛光）----化学抛光---电解抛光。具体方法如下：
1.线切割：用线切割机床从大块样品上切下0.2-0.3mm厚的机械研磨预减薄 ：机械研磨方法与金相试样抛光过程基本
碳一级复型示意图
二级复型
（1）用常规方法将试样表面抛光、腐蚀，其腐蚀深度较一般金相 腐蚀略深。 （2）配制好0.5%、1%、2%、5%几种不同浓度的火棉胶醋酸异 戊脂溶液。 （3）取0.5%的火棉胶溶液均匀地涂于试样表面，用红外灯烤干， 依次用同样的方法将1%、2%或5%的火棉胶溶液涂于试样表面， 并烤干。 （4）用透明胶带紧贴火棉胶面，不能有气泡，小心地将胶带与复 型膜一同揭下来，让复型膜面朝上，将胶带固定在载玻片上，做 好标记。 （5）用真空镀膜仪在复型膜面上蒸发上10~20nm厚的碳膜。 （6）用尖刀将想要观察部分剪成略小于φ3mm铜网的小方块，放 入二甲苯溶液中，浸泡1小时使胶带与复型膜分离。 （7）用铜网将与胶带分离的复型膜捞到醋酸异戊脂溶液中溶掉火 棉胶。 （8）待火棉胶完全溶解后，用φ3mm铜网捞出，晾干。
制作载网的材料大多是铜，因此习惯上将载网 称为铜网，不过制作载网的材料还可以是金、 银、镍、铝、铂及尼龙。载网的大小随电镜的 需要而不同，一般直径为3mm。网孔的形状有 圆形、方形、单孔形等，网孔有50、100、200、 300及400目等多种规格。常用一般普通组织超 薄切片选用200-300目的载网，对于过小的和过 碎的样品，可选用400目的载网；对于不易查 找的样品，可选用带字母标记的载网。
Formvar支持膜的制备
在使用之前，新网和旧网都需要进行清洗，清洗 的目的除了使载网清洁之外，还有除去载网的静 电以便捞片的作用。对于新的载网，直接用95％ 的乙醇浸泡一下，再用重蒸水冲洗后自然晾干即 可。旧载网的清洗方法有以下两种：
利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射电镜样品的主要流程
利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射电镜样品的主要流程一、前言透射电镜（Transmission Electron Microscopy, TEM）是一种用于观察物质内部结构和原子级别的技术。
为了制备TEM样品，需要使用聚焦离子束双束扫描电镜（Focused Ion Beam-Scanning Electron Microscope, FIB-SEM）进行切割和处理。
本文将介绍利用FIB-SEM 制备TEM样品的主要流程。
二、样品准备1. 样品制备：首先需要选择合适的样品，通常选择的是薄片或纤维。
将样品固定在金属支架上，并使用导电胶粘贴。
2. 预处理：在进行TEM样品制备之前，需要对样品进行预处理。
这包括去除表面污染物、涂覆保护层等步骤。
三、FIB-SEM操作1. 定位：在FIB-SEM中，首先需要对样品进行定位。
使用扫描电镜观察样品表面，并确定需要切割的位置。
2. 切割：使用离子束在定位好的位置上进行切割。
切割过程中，需要根据所需厚度和形状调整离子束参数，并不断观察切割进度。
3. 清理：完成切割后，需要清理掉切割过程中产生的碎屑。
使用离子束和扫描电镜观察样品表面，并清理掉残留的碎屑。
4. 薄化：在清理完毕后，需要对样品进行薄化处理。
使用离子束在切割过的位置上进行薄化，直到达到所需厚度。
在薄化过程中，需要不断调整离子束参数，并观察样品表面。
5. 制备TEM样品：完成薄化后，需要将样品制备成TEM样品。
这包括使用离子束在薄片上进行打孔、切割等操作，以便将其放入TEM中观察。
四、后续处理1. 清洗：完成TEM样品制备后，需要对其进行清洗处理。
这包括去除导电胶和保护层等步骤。
2. 观察：最后，将TEM样品放入透射电镜中观察。
通过透射电镜可以观察到物质内部结构和原子级别的细节。
五、总结利用FIB-SEM制备TEM样品是一项复杂的工作，需要精密的仪器和操作技巧。
本文介绍了制备TEM样品的主要流程，包括样品准备、FIB-SEM操作和后续处理。
TEM,SEM,冷冻,金相四大电镜制样方法有哪些？
TEM,SEM,冷冻，金相四大电镜制样方法有哪些？利用电子显微镜的高分辨本领、高放大倍率等特点来分析研究物体的组织形貌、结构特征的一种近代材料物理试验方法。
但是样品制作的好坏直接关系到结果的准确，因而制作出符合要求的样品成为整个实验的关键。
TEM,SEM,冷冻，金相四大电镜制样方法有哪些？接下来，就带你了解一下吧！透射电镜（TEM）TEM放大倍数可达近百万，可以看到在光学显微镜下无法看清的0.1～0.2nm的细微结构。
其样品制备工作量很大，占整个测试工作的一半以上，甚至超过90％，十分关键。
图透射电镜样品台常用样品台分为两种：顶入式样品台和侧插式样品台顶入式样品台要求样品室空间大，一次可放入多个（常见为6个）样品网，样品网盛载杯呈环状排列，使用时可以依靠机械手装置进行依次交换。
优点：每观察完多个样品后，才在更换样品时破坏一次样品室的真空，比较方便、省时间。
缺点：但所需空间太大，致使样品距下面物镜的距离较远，不适于缩短物镜焦距，会影响电镜分辨力的提高。
侧插式样品台样品台制成杆状，样品网载放在前端，只能盛放1～2个铜网。
优点：样品台的体积小，所占空间也小，可以设置在物镜内部的上半端，有利于电镜分辨率的提高。
缺点：不能同时放入多个样品网，每次更换样品必须破坏一次样品室的真空，略嫌不便。
支撑网的选择：支撑网有多种材质如Cu、Ni、Be、尼龙等，选择时要与待分析样品的成分分开。
制备过程：制备支持膜：在铜网上覆盖一层有机膜后喷碳选择分散剂：根据样品性质选择，常用无水乙醇分散：使用超声波或搅拌将粉末分散成悬浮液液滴上支持膜（两种方法）：（a）滴样：用镊子夹持覆有支持膜的铜网，用滴管滴几滴悬浮液在支持膜上，保持夹持状态至干燥（推荐）（b）捞取：用镊子夹持载网浸入溶液捞取液滴（缺点：双面挂样制备关键和注意事项：样品粉末能否在支持膜上均匀分布确保实验过程中未带入污染物2.复型法基本原理：用对电子束透明的薄膜（碳、塑料、氧化物薄膜）把材料表面或断口的形貌复制下来的一种间接样品制备方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
凹槽 21
PP2000T冷冻样品制备室
各种样品台
样品支架安装在转移装置上 （旁边是插入液氮装置，背 景是控制器）
样品插入冷冻剂
2
S E M 制 样 技 术
样品 取样 不含水或 含水少 样品种类 含水 多 清洗 导电 不导电 固定 脱水干燥
镀金 SEM观察并照相
3
SEM的制样准则 • 尽可能保持样品本来的形貌和结构 • 在样品的干燥过程尽可能减少样品变形 • 样品表面应有良好导电性能和二次电子 发射率
4
微 胶 囊 化 产 品 的 超 微 结 构
表面结构的观察：
在SEM样品台上贴上双面胶，将少许微胶囊化产品的粉末撒于双面胶 上，吹去多余的粉末，然后喷金，采用SEM进行观察。加速电压为 15kV。
内部结构的观察：
撒少许微胶囊化DHA和EPA产品在贴了双面胶的样品台上，稍稍压 实，使一部分粉末陷入双面胶的胶基中。用刀片刮去表面的粉末，然后轻 刮双面胶的表面，立即喷金，然后用SEM进行观察，加速电压为15kV。
9
• 临界点干燥（Critical-point drying, CPD）
31.3℃ 72.8 atm
在31.3℃以下， CO2以液态形式存在，在临界温度31.3℃以 上，CO2以气态形式存在，在任何压力下都不能使CO2液化。 在临界温度下，使CO2气体液化所需的最小压力Pc为临界压 力。
10
低温（5～10℃）时，将样 品加到液体CO2中，液体CO2 取代有机溶剂，当温度升高到 31.3℃，液体CO2转化成CO2 气体，从加压池中把CO2气体 放出，由于在临界态气液不 分，当液体CO2转化成CO2气 体时，样品干燥未经过两相界 SPI # 13200-AB临界点干燥机 面。
nitrogen slush
the sample and its holder 手柄 in boiling nitrogen
凹槽
20
Preparation of samples for cryo-SEM
2）冷冻切割 （在高真空的箱中手工操作 ） 在高真空下，用充分冷却（-100℃）的刀片快速切 削样品，切削时样品形成一个切削的断面，且从断面 上露出表面结构，冰从切面升华（-100℃与高真空 下），于是埋在冰中的结构就暴露出来。 3）镀金
壁结构 表面结构 内部结构 内部结构 （放大倍数500） （放大倍数1000） （放大倍数 2000） （放大倍数4000）
5
生 物 样 品 制 备
固定
脱水干燥
装样
镀膜
6
固 定
• 固定剂 - 甲醛 (formaldehyde) - 戊二醛 (glutaraldehyde) - 四氧化锇 (Osmium tetraoxide, OsO4) • 固定温度 0～37℃ • 固定时间 10 min～几个小时
溅射/碳镀膜机
15
常规扫描电镜样品制备的缺点
• 皱缩和变形 • 可溶性物质被提取 • 可弥散性物质的移位 • 机械损伤 • 制备过程慢 • 有毒试剂
16
2. Cold-stage SEM (CryoSEM)
cryo scanning electron microscope (cryo-SEM; cryo =cold) • 在SEM内部装有冷台（cold-stage） • 使样品能保持在低温（-70℃）
• 冷冻干燥
- 样品快速冷冻，水结冰升华，留下空洞， - 一旦形成冰晶，体积膨胀，挤压其它结构，使细胞受损 人工损伤 - 较好的冷冻剂：liquid N2 slush 液氮倒入绝缘杯中，在94Torr真空度下暴露1min。液 氮蒸发，温度下降至-210℃（N2的冰点）。此时固定速 度很快，可避免人工损伤。
OsO4
7
脱 水
50%乙醇或丙酮 70%乙醇或丙酮 95%乙醇或丙酮 100%乙醇或丙酮 10～15 min 10～15 min 10～15 min 30 min
用表面张力小的乙醇取代表面张力很大的水 使干燥过程对样品表面产生的影响较少
8
干 燥
• 空气干燥
- 自然条件下风干 - 液/气界面巨大的表面张力 非常容易形成人工损伤
11
玫瑰花瓣表面的SEM照片 (850X)，CPD干燥
玫瑰花瓣表面的SEM照片 (850X)，风干凝固
12
装样
Charging artifacts
13
镀膜 • 真空镀膜法
金属在真空下由于高温而 蒸发，产生的金属粒子从一个 方向以一定的角度喷涂于样品 的表面，在样品的表面上沉积 了一层厚薄不同的金属粒子。
扫描电镜和透射电镜样品制备技术
1
1. SEM
• 可以观察大尺度的样品，从毫米到厘米尺寸的样 品都可以观察，弥补了LM和TEM之间的断层 • 成块样品不用制成超薄切片，样品制备方法要简 单得多 • 图像是三维立体图像，富有立体感 • 特别适合于细胞表面和组织表面特征信息的研究 • SEM操作比TEM容易
KPP2000 Cryo-SEM fitted on a JEOL 6490 SEM
19
Preparation of samples for cryo-SEM
1）快速冷冻样品（在N2 Slush中） Slush制备：在绝缘杯中把液N2暴露于真空度94Torr 下1 min，液N2剧烈地蒸发，使自身的温度降低到N2的 冰点（-210℃） ，再将样品放入。
17
冰冻扫描电镜系统的优点
• • • • • • • • • 能保持可溶性物质 机械损伤小 基本上不用有毒试剂 是对样品进行动态实验的唯一方法 过程快 通过低温断裂获取额外信息 很适合液体、半液体、和电子束敏感样品 具有选择性刻蚀能力（通过升华显露内在信息） 具有重复使用样品能力
18
KPP2000冷冻样品制备室
金属发射源
蒸发法真空镀膜装置
14
• 溅射镀膜法
溅射 ----- 在低真空中进行弧光放电时，由于离子冲击， 阴极金属物质有飞溅现象 当真空罩内的真空度抽到10～1 Pa时，在阴极与阳极之间加上 1000～3000 V的直流电压，两极之 间产生弧光放电的电场。 在电场的作用下，罩内残余的气 体分子被电离为正离子和电子，正 离子被阴极吸引轰击金属靶，激发 出金属颗粒和电子，并被阳极吸引 附着在样品表面而形成金属导电 膜。