2014-04-07-扫描电镜制样技巧
扫描电镜制样
扫描电子显微镜(SEM)常规样品制备技术SEM常规制样方法(一)——试样的取材、固定、脱水和置换一、实验目的掌握扫描电镜制样过程:从取材、固定、脱水、置换、干燥、喷涂这一过程中样品怎样保持生活状态,从而得出接近生活状态的样品。
二、实验原理不论动物或植物组织,要求取材时操作必须快速,组织表面要清洁,必要时需超声波清洗,原理同TEM取材,但需强调的是SEM观察表面结构,所以应注意表面结构的清洁、完整和电镜下反应真实的形貌。
取材时动作要快、轻、准、大小在1mm-1cm之间,所用的器械要锋利、洁静,避免任何牵拉和挤揉样品表面的损伤,常用的固定剂有2-4%戊二醛和1%锇酸。
三、实验器材样品(动物或植物)、双面刀片、培养皿、l.5ml离心管、牙签、2-4%戊二醛、1%锇酸、0. 1M PBS缓冲液,乙醇、乙酸异戊酯。
四、实验步骤1、取材要求动作轻、迅速、准确,为了保持生活状态,应在固定前清洗掉表面杂质,即,迅速将标本放在PBS缓冲液中冲洗,也可超声波器中超10s-30s,使样品所带的污物除去(如:气管内壁上的粘液、植物叶上的灰尘等)。
2、固定(前固定)经过清洗的样品迅速投入2-4%戊二醛囤定液中,间歇振荡且室温固定约2-4小时即可。
样品固定的目的:使样品细胞的微细结构完整真实地保存下来。
如果样品没有很好地固定,那么样品在脱水时可能变形,破坏了样品的生活状态,也就是说,固定不好的材料,电镜下不能反映真实结构,所以这一步很重要。
3、冲洗0. 1M PH7.2 PBS缓冲液洗:30分钟中间换3-4次,因戊二醛与锇酸反应生成细微的沉淀,所以在后固定之前,用0. IM PBS缓冲液洗去多余的戊二醛之后,样品才可能进入锇酸固定液。
4、后固定:1%四氧化锇后固定1-2小时。
5、冲洗:重蒸水冲洗30分钟中间换3-4次,因四氧化锇与乙醇反应,所以在脱水前充分洗去残留的四氧化锇,样品才能进行脱水。
6、脱水脱水剂为乙醇,室温进行为了减少人工损伤,需要梯度脱水:30%、50%、70%、80%、90%、95%、100%,每级15-20分钟,如果是动物样品,脱水时间可5-10分钟,脱水要充分完全地进行直到除尽样品中的水份为止,最后100%乙醇要重复2-3次,保证样品绝对无水。
扫描电镜样品制备
扫描电镜样品制备扫描电子显微镜生物样品制备技术无论是透射电镜或是扫描电镜,样品均处于电镜镜筒的真空之中。
而大多数的生物样品都是柔软而且含大量水分的。
因此,也和透射电镜的样品一样,在进行扫描电镜观察前,必须对生物样品作相应的处理。
扫描电镜的功能很多,不同的功能对样品的要求不同。
例如二次电子像与背散射电子像和吸收电子像对样品的要求基本相同,而与X射线微区分析对样品的要求相差较远。
我们首先介绍二次电子像的生物样品制备技术。
此外,由于样品的性质不同,其处理方法和程序也有不同。
主要分两大类,一类为含水量少的硬组织,如毛发、牙齿及植物的花粉、孢子、种子等。
此类样品一般含硅质、钙质,角质,砝琅质和纤维素等成份,所以通常只经过表面清洁、装台(粘胶)、导电处理等简单过程即可进行观察。
如要观察其断面或内部结构时,经断裂、解剖或酶消化、蚀刻等再装台、镀膜处理,即可进行观察拍照。
另-类为含水分较多的软组织,如大多数的动植物器官、组织及细菌等均属此类。
对于此类样品,在金属镀膜前,一般都需经过固定、脱水、干燥等处理,如不经处理或处理不当,就会造成样品损伤和变形,出现各种假像,因此对每一处理步骤都应给予重视。
但是,不管是那一类样品的制备,都应达到以下要求:∙尽可能保持样品活体时的形貌和结构,以便如实地反映样品本来面目。
∙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,以防止和减少样品的荷电效应。
样品的前期处理扫描电镜样品的前期处理主要包括表面清洁、固定、漂洗和脱水等过程。
而每一过程的处理方法基本上都是沿用透射电镜样品的处理方法的,所以,这里不一一再作详述。
但是,由于两种电镜观察的要求不同,因此,在处理中也有不同之处:1. 透射电镜主要研究样品的内部结构要求内部结构保存好,因而样品宜尽可能小使固定液能迅时渗入固定。
扫描电镜观察表面形貌,而且为了操作方便选取较大样品。
一般在8~10mm2左右,高度可达5mm。
扫描电镜样品制备
3、清洗:对于一些表面凹凸不平较厉害,且粘有许
多杂质的样品,在固定的前后都要进行彻底的清洗,以 免影响成像的质量。
三种清洗方法——
(1)蛋白酶消化法:这种方法比较简便,适用于易清洗的 样品,步骤如下:
(3)如果图像的质量不行,可以改用导电胶粘样品和适当喷 涂。
2、活体样品的直接观察法:对于一些体积较小,且含
水分少的活的昆虫类等样品,如:蚊、螟、蚁、蛾等,也 可以省略化学固定等一系列步骤,使之在生活状态下就可 用扫描电镜观察。具体步骤如下:
(1)取样:不要碰伤样品。 (2)清洗:用生理盐水或PBS洗1—3次(不要致死样品、清
高锰酸钾后固定 脱水:丙酮,叔丁醇、乙腈 干燥:自然干燥、真空干燥、液体CO2临界点干燥
法、冷冻干燥法 样品的导电处理:金属镀膜法(真AgNO3、 醋酸铀、柠檬酸铅、重铬酸钾样品表面离子化 或产生导电性金属化合物)
1、临界点干燥
(一)临界点干燥仪的结构——
临界点干燥(Critical Point Drying,CPD)是当前最 常用的一种方法。(图)
有多种临界点干燥仪,如:Anderson制作的和田中敬 一制作的旧式临界点干燥仪;较新型的日本电子HCP一4、 Bomar SPC、Parr 4770;以及日立HCP—l、HCP一2临界点 干燥仪等。(图),
不同的物质有各自的临界点、临界压力和临界密度。物
理实验证明,某物质在其气液面消失的状态下,表面 张力作用消失,分子之间的内聚力等于零。
临界点干燥仪的设计就依据了这种物理性质。
2 .选择干燥剂:
考虑到生物样品有限的承受力,一般要选择低温和低 压临界点的干燥剂。
扫描电镜细菌制样方法
细菌样品前处理取液体或固体培养基中培养20h左右、旺盛生长的菌体。
(1)收集菌体:①液体培养基中的菌体,可取培养液8000rpm离心3~5min,弃上清,倒入2。
5%戊二醛固定液;②固体培养基上的菌体,可在菌落表面滴几滴戊二醛固定液,轻刮菌落(注意不要刮下培养基)。
将菌液吸入小离心管,离心后换入新鲜戊二醛固定。
(2)固定,脱水按常规方法。
2.5%戊二醛,2~4h→磷酸缓冲液清洗3次→1%锇酸4~6h →缓冲液清洗3次→乙醇梯度脱水,30%,50%,70%,85%,95%各一次,100%乙醇2次,15~20min/次→乙酸异戊酯置换2次,20min/次(注意:每步均需离心,8000rpm,3~5min,弃上清,倒入下一种试剂,滴管来回吸几下,打散菌块)。
(3)临界点干燥:普通定性滤纸裁成35mm×18mm的纸条,将长边35mm平均分成3份,对折成小纸包,用订书钉将一端订牢,成小口袋状.将离心浓缩后的菌液滴入小纸包,立即用钉书器将另一端钉牢。
放入临界点干燥器样品室,进行CO2临界点干燥。
一般每次可同时处理10~20种不同菌样(注意,需用液态CO2置换2~3次)。
(4)离子溅射金:沿两端书钉剪开滤纸包,将干燥后粉末状纯菌体倒入平皿,轻摇尽量分散菌体。
碳导电胶带一面粘在1/4盖玻片上,另一面倒扣轻压在菌体粉末上,翻正后用镊子或牙签将菌体轻轻刮薄铺平。
离子溅射金后,即可进行扫描电镜观察。
细菌样品特殊制备方法;1,固体培养基中的菌体用镊子夹一小块盖玻片,轻轻放在旺盛生长的菌体上,粘附一定的细菌.然后用双面胶将此盖玻片贴在棕色瓶瓶盖内壁,在棕色瓶内加入适量1%锇酸,盖上含有样品的瓶盖,熏蒸固定2h以上。
然后用双面胶将盖玻片粘在样品台上,喷金,进行扫描电镜观察。
2,液体培养基中的菌体取一定的培养液,8000rpm离心3~5min,弃上清液,加入2.5%戊二醛固定2h,pH 7。
2磷酸盐缓冲液清洗,然后加入蒸馏水稀释,充分混合后用滴管取混合液一滴于小块盖玻片上,吸附2min,用滤纸吸去多余溶液。
扫描电镜样品制备生物技术
离子溅射原理
优点:
喷镀颗粒较细,不至于掩盖样品的微细结构 喷镀均匀 二次电子收获量较高
组织导电技术:
原理:金属盐类化合物与生物样品中的蛋白
质、脂类、淀粉等呈化学性结合,使样品表面 离子化,或游离出金属分子镶嵌于生物分子之 间,使样品表面电阻降低,从而避免了样品充 电。可避免样品热损伤。
材料防止挤压,观察面做好标记
(二)样品清洁漂洗
一般:生理盐水、5%碳酸钠或与固定液相应的缓冲液 大量粘液:预固定,再用蛋白水解酶 表面形态复杂、皱折凹陷多,不易清洗的样品 :低频超声波 观察组织、细胞内部结构(如血管等):灌流清洗后再取材
(三)样品的固定
目的:保持生物样品的微细结构和外部形貌。
扫描电子显微镜样品制备技术
SEM结构
扫描电子显微镜原理
一、常规扫描电镜样品制备技术
样品表面必须清洁 样品要干燥而不失原形 样品要有良好的导电性能 注意辨认和保护观察面
(一)取材要点
材料大小适宜
观察表面结构:直径<5mm,高度3~5mm 观察内部结构:直径<2mm,高度3mm± 满足观察内容条件下,样品块尽量小。
原因: 表面张力 目的: 消除表面张力
方法: 空气干燥法 冷冻真空干燥法 临界点干燥法
临界点干燥法
原理:临界状态下表面张力为零 处理液: CO2
临界温度(31.1℃) 临界压力(73个大气压)
操作程序:
取材→双固定→丙酮脱水→中 间液(醋酸异戊酯)置换脱水 剂→液态CO2置换中间液→加 热气化(温度40℃,压力 95~100kg/cm2,3~5分钟) →缓慢放气取样→喷镀→观察。
分辨率为 25 Å (SEM 60 Å ) 4.复型膜由铂、碳粒子组成,可长期保存。
扫描电镜的样品制备
扫描电镜的样品制备
扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种高分辨率的显微镜,对于复杂的样品结构、微观形态和表面形貌的分析非常有用。
然而,要获得良好的扫描电镜显像效果,样品的制备至关重要。
下面将介绍几种常用的扫描电镜样品制备技术。
1. 金属喷涂法
金属喷涂法是扫描电镜样品制备的经典方法。
该方法使用金属喷涂仪将金属颗粒喷在样品表面,使其形成一层均匀、导电性良好的金属膜,以便在扫描电镜中观察样品的表面结构。
该方法适用于非导电样品,如细胞、生物组织、聚合物等。
2. 离子切割法
离子切割法利用离子切割机将样品切割成纤细的薄片,以便于在扫描电镜中观察。
这种方法适用于非常薄的样品,如材料薄片、芯片等。
它可以提供非常高分辨率的图像,并且可以通过纵向切割获得样品的三维结构。
3. 冷冻切片法
冷冻切片法是一种用于生物样品的扫描电镜制备方法。
该方法使用超低温技术将样品冻结,并使用超薄刀片切割成极薄的切片,通常为50~200纳米。
这可以保留样品的水感性和原始形态,并使其在扫描电镜中观察更加清晰。
4. 化学蚀刻法
化学蚀刻法是用于金属样品的扫描电镜制备方法。
该方法使用酸或碱对样品表面进行蚀刻,以去除不需要观察的材料,形成清晰的样品结构。
该方法适用于金属薄膜、晶体和合金等金属材料。
总之,良好的扫描电镜样品制备是获得高品质扫描电镜图像的关键。
每种样品都有其独特的制备方法,为了获得最好的结果,在选择合适的制备方法时需要谨慎选择。
扫描电镜SEM制样步骤
扫描电镜S E M制样步骤-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN扫描电镜观察制样步骤固定:1、用灭菌镊子挑出少量的的样品(碳粒/碳毡),放入 5ml 的离心管中,2、加入2.5%戊二醛, 加量为淹没碳粒/碳毡样品为宜,室温固定1小时3、置于 4℃冰箱中固定12小时。
冲洗:用 0.2mol pH 7.4的磷酸缓冲溶液冲洗 3 次,每次 10 分钟。
每次冲洗时先用注射器缓慢吸走上一步骤的冲洗液。
Or 离心脱水:分别用浓度为30%, 50%,75%,90%, 95%, 100% v/v 的乙醇进行脱水,每次10分钟,干燥:将样品放在离心管里,置入干燥器中干燥 12 小时。
粘样:用双面胶将样品观察面向上粘贴在扫描电镜铜板上预处理好的样品放入干净离心管中待检。
SEM上机测样--测定条件参数设置分子克隆实验指南第三版,1568页:25度下0.1mol/L磷酸钾缓冲液的配制;先配0.1mol/L K2HPO4,0.1mol/L KH2PO4配PH7.4,100ml磷酸钾缓冲液需:0.1mol/L K2HPO4,80.2ml0.1mol/L KH2PO4,19.8ml混合即是,不用酸碱调PH。
参考文献:DOI:?10.1021/es902165yMicrobial fuel cell?based on Klebsiella pneumoniae biofilmSelecting?anode-respiring bacteria based on?anode?potential: phylogenetic, electrochemical, and?microscopic?characterizationA severe reduction in the cytochrome C content of?Geobacter sulfurreducens?eliminates its capacity for extracellular electron transfer2。
扫描电镜的样品制备
3。
1 试样制备技术试样制备技术在电子显微术中占有重要的地位,它直接关系到电子显微图像的观察效果和对图像的正确解释。
如果制备不出适合电镜特定观察条件的试样,即使仪器性能再好也不会得到好的观察效果.和透射电镜相比,扫描电镜试样制备比较简单。
在保持材料原始形状情况下,直接观察和研究试样表面形貌及其它物理效应(特征),是扫描电镜的一个突出优点。
扫描电镜的有关制样技术是以透射电镜、光学显微镜及电子探针X射线显微分析制样技术为基础发展起来的,有些方面还兼具透射电镜制样技术,所用设备也基本相同。
但因扫描电镜有其本身的特点和观察条件,只简单地引用已有的制样方法是不够的.扫描电镜的特点是:①观察试样为不同大小的固体(块状、薄膜、颗粒),并可在真空中直接进行观察。
②试样应具有良好的导电性能,不导电的试样,其表面一般需要蒸涂一层金属导电膜。
③试样表面一般起伏(凹凸)较大。
④观察方式不同,制样方法有明显区别。
⑤试样制备与加速电压、电子束流、扫描速度(方式)等观察条件的选择有密切关系。
上述项目中对试样导电性要求是最重要的条件.在进行扫描电镜观察时,如试样表面不导电或导电性不好,将产生电荷积累和放电,使得入射电子束偏离正常路径,最终造成图像不清晰乃至无法观察和照相。
3。
1。
1 块状试样制备1.导电性材料导电性材料主要是指金属,一些矿物和半导体材料也具有一定的导电性。
这类材料的试样制备最为简单.只要使试样大小不得超过仪器规定(如试样直径最大为φ25mm,最厚不超过20mm等),然后用双面胶带粘在载物盘,再用导电银浆连通试样与载物盘(以确保导电良好),等银浆干了(一般用台灯近距离照射10分钟,如果银浆没干透的话,在蒸金抽真空时将会不断挥发出气体,使得抽真空过程变慢)之后就可放到扫描电镜中直接进行观察。
但在制备试样过程中,还应注意:①为减轻仪器污染和保持良好的真空,试样尺寸要尽可能小些。
②切取试样时,要避免因受热引起试样的塑性变形,或在观察面生成氧化层。
扫描电镜 样品制备方法
扫描电镜样品制备方法一、取材组织块小于3立方毫米(单细胞培养或收集展片于盖玻片或滤膜上)。
二、固定前固定:2.5%戊二醛(磷酸缓冲液配制)固定2小时或更长时间。
用0.1M pH7.4磷酸盐缓冲液漂洗三次,每次10分钟。
三、脱水*脱水在4度冰箱内进行,所有脱水步骤建议在专用的冷冻干燥杯中进行,冷冻干燥杯请于实验前一天到电镜室领取。
*整个过程,样品不要暴露于空气。
1.乙醇脱水,每一级10-20分钟:30%乙醇—50%乙醇—70%乙醇—90%乙醇—95%乙醇—100%乙醇;2.然后从乙醇逐步过渡到叔丁醇,纯叔丁醇每次10分钟,3次以上;此系列操作均在25度环境中进行;3.纯叔丁醇4度冰箱过夜,样品结晶。
四、冷冻干燥*需事先预约冷冻干燥时间;第二天上午八点半讲冷冻结冰的样品用冰盒送至电镜室进行冷冻干燥。
五、喷金附件1:细菌类样品的前处理方法1.盖玻片泡酸,清洗,烘干。
用剪刀剪碎,挑出5mm*5mm大小玻片备用。
玻片过大或者过厚影响观察效果。
2.菌液或样品悬液离心,需要可进行清洗,加入固定液,吹散固定,于4度冰箱固定2小时左右。
3.固定结束后,去固定液,加入PBS浸泡清洗,10分钟。
离心去PBS,固体沉淀根据量多少,加入适量PBS,制成浓度较高的悬液(目测较混浊)。
样品浓度对后期吸附有较大影响,浓度过低可能吸附量会很少。
4.取鸡蛋清,稀释3-5倍(一定要稀释!蛋清过浓会包裹样品),之前准备好的玻片放入液体内蘸一下,取出晾干至触摸感觉有点黏的状态(快干的状态)。
将第3步取得的悬液滴在玻片上,吸附30秒到1分钟,用滤纸吸去多余液体。
(样品悬液在玻片上停留时间过长将导致样品被蛋清完全包裹而无法观察)。
5.在玻片上滴加固定液,固定10分钟,固定后用PBS浸泡清洗10分钟,放入干燥杯开始进行脱水。
磷酸盐缓冲液(PBS)a.磷酸盐缓冲液(0.2M)甲液:0.2M的磷酸氢二钠溶液乙液:0.2M的磷酸二氢钠溶液Na2HPO42H2O 35.61g (Na2HPO47H2O) 53.65g (Na2HPO412H2O) 71.64g NaH2PO4H2O 27.60g ( NaH2PO42H2O) 31.21g加蒸馏水溶解成1000ml 加蒸馏水溶解成1000ml按下表混合甲、乙两液既得所需pH的0.2M缓冲液0.2M磷酸盐缓冲液的配制将溶液用蒸馏水1:1稀释,则配得0.1M的缓冲液。
扫描电镜测试生物样品制备技术.
扫描电镜测试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(一取材样品面积可为8mm×8mm,厚度可为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。
(三固定固定样品的常用试剂为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。
扫描电镜的试样制备方法
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Polaron SC7620 “Mini” Sputter Coater
Options: CA0762F carbon fibre evaporation attachment
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Polaron SC7620 “Mini” Sputter Coater Options: CA7615 power supply - to run CA0762F carbon fibre carbon evaporation attachment
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Polaron SC7640 Auto / Manual High Resolution Sputter Coater Options: FT7607 FTM stage Quartz crystal
Note: centrally located crystal ensures representative reading
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Polaron SC7640 Auto / Manual High Resolution Sputter Coater Options: Water cooled stage
Not generally needed as the SC7640 head produces little or no heat.
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Polaron SC7640 Auto / Manual High Resolution Sputter Coater Standard universal stage - height adjustment
Standard stage and FT7607 FTM stage are height adjustable .
扫描电镜制样及观察
扫描电镜1.固定:用2.5%(动物)或4%(植物)戊二醛固定液于4℃下固定6h以上(昆虫样也可以:选用卡诺固定液固定12h保存于70%酒精或波恩式固定液固定4-24h),然后转到70%酒精的标本,在解剖镜下解剖,得到自己所要观察的结构。
注:如材料中有空气不能沉入固定液时,则在真空泵下抽气至样品沉入瓶底。
2.清洗:PBS(0.1mol/L磷酸缓冲液)漂洗三次,每次5-10min (视材料的厚薄而定)。
依据研究部位、结构的不同在用超声波清洗仪中清洗,一般20s-10 min 不等。
PBS漂洗的目的是洗去残留的戊二醛,防止戊二醛的存在与下一步的俄酸固定液发生反应而影响固定效果。
3.后固定:在用1%锇酸固定2小时(需放入4℃冰箱中)(此步可以省略。
)。
4.清洗:如果用锇酸固定了,就要用PBS漂洗三次,每次5-10min。
5.脱水和酒精:在10%、30%、50%、70%、80%、90%、95%的酒精浓度梯度液中逐级脱水各10-20 min,100%两次,每次20-30 min(可保存于70%酒精过夜);在25%、50%、75%叔丁醇浓度梯度液中逐级脱酒精各15min (叔丁醇浓度梯度:无水酒精和叔丁醇体积比是3:1;1:1;1:3,目的是脱酒精),纯叔丁醇30-40 min。
6.冷冻干燥:纯叔丁醇加入放有样品的样品仓,注意加入纯叔丁醇要没过样品,干燥约3h。
7.粘台:将干燥后的样品利用双面导电胶在显微镜下粘到样品台上。
8.喷金:在真空喷涂仪内喷金。
9.观察与照相:在S-3400N型电子显微镜(加速电压5-15KV)下观察并数码拍照。
注意:1)卡诺氏固定液(Carnoy's Fluid):配方(v/v):3份无水酒精:1份冰醋酸适用于一般植物组织和细胞的固定,常用于根尖,花药压片及子房石蜡切片等。
有极快的渗透力,根尖材料固定15-20min即可,花药则需1h左右,此液固定最多不超过24h,固定后用95%酒精冲洗至不含冰醋酸为止;如果材料不马上用,需转入70%酒精中保存。
扫描电镜样品制备
以大肠杆菌为例:1.固定及脱水生物样品的精细结构易遭破坏,因此在进行制样处理和进行电镜观察前必需进行固定,以使其能最大限度地保持其生活时的形态。
而采用水溶性、低表面张力的有机溶液如乙醇等对样品进行梯度脱水,也是为了在对样品进行干燥处理时尽量减少由表面张力引起的其自然形态的变化。
将处理好的、干净的盖玻片,切割成4~6 mm2的小块,将待检的较浓的大肠杆菌悬浮液滴加其上,或将菌苔直接涂上,也可用盖玻片小块粘贴菌落表面,自然干燥后置光学显微镜镜检,以菌体较密,但又不堆在一起为宜;标记盖玻片小块有样品的一面;将上述样品置于1%~2%戊二醛磷酸缓冲液(pH7.2左右)中,于4℃冰箱中固定过夜。
次日以0.15%的同一缓冲液冲洗,用40%、70%、90%和100%的乙醇分别依次脱水,每次15 min。
脱水后,用醋酸戊脂置换乙醇。
另一种与之类似的样品制备方法是采用离心洗涤的手段将菌体依次固定及脱水,最后涂布到玻片上。
其优点是:①在固定及脱水过程中可完全避免菌体与空气接触,从而可最大程度地减少因自然干燥而引起的菌体变形;②可保证最后制成的样品中有足够的菌体浓度,因为涂在玻片上的菌体在固定及干燥过程中有时会从玻片上脱落;③确保玻片上有样品的一面不会弄错。
2.干燥将上述制备的样品置于临界点干燥器中,浸泡于液态二氧化碳中,加热到临界点温度(31.40,72.8个大气压)以上,使之气化进行干燥。
样品经脱水后,有机溶剂排挤了水分,侵占了原来水的位置。
水是脱掉了,但样品还是浸润在溶剂中,还必需在表面张力尽可能小的情况下将这些溶剂“请”出去,使样品真正得到干燥。
目前采用最多、效果最好的方法是临界点干燥法。
其原理是在一装有溶液的密闭容器中,随着温度的升高,蒸发速率加快,气相密度增加,液相密度下降。
当温度增加到某一定值时,气、液二相密度相等,界面消失,表面张力也就不存在了。
此时的温度及压力即称为临界点。
将生物样品用临界点较低的物质置换出内部的脱水剂进行干燥,可以完全消除表面张力对样品结构的破坏。
扫描电镜制样技巧
2.陶瓷样品清洁:
陶瓷在烧结时有正反面之分,拿出来时一 定注意不要将反面拿来观察。陶瓷样品在预烧 处理时会加上一定的粘结剂,如要观察陶瓷的 结晶颗粒,也需要用一定量的酸或碱将所要观 察的陶瓷面浸泡,做热腐蚀处理,将粘结剂溶 蚀掉,才能观察到陶瓷的晶粒。水泥等块状样 品也是一样的道理。
超细陶瓷的制样
• 陶瓷表面与样品座铜柱之间用导电胶连接
水泥或陶瓷自然断面样品之间用导电胶连接
大块不导电或纤维样品多为粉末状,制备样品时应该保证粉料 与样品台粘劳(特别要控制样品的量,保证样品不重 叠),否则样品在真空中飞起污染电镜。另外粉末状样 品容易团聚,制备过程应该尽量使其分散。目前常用的 分散方法有:干法、湿法
• 常用的方法是取0· g左右的粉末放在一 5 块玻璃板上,藉多次的四分法达到约0· g 01 左右,将粉末样品置于样品台上,滴几滴分 散液,用刮勺或玻璃棒进行揉研,使样品分 散,待液体挥发后观测,这种传统的制样方 法存在着许多缺点:
• (1)如果揉研过程不适当,颗粒不但达不到分散, 反而会团聚。 • (2)若颗粒较脆时,导致颗粒粉碎,测量结果失真. • (3)对于扫描电镜,常用的挥发性液体有松节油 、甘油、液体石蜡等带粘滞性液体,在使用此类 液体时,对揉研分散过程起润滑作用,颗粒能较 牢地粘结在样品台上,但成像清晰度较差.
• 溶液均匀法 • 细粉末的分散好坏是决定测量结果准确 性的重要因素。当粉末粒子为0·5~4μm和 细微粉末粒子小于0·5μm时,其表面活性很 大,常常是以互相粘附的二次粒子状态存 在。若用直接撒粉法往往聚集在一起,造 成测定结果的假象,使测定偏粗。
粉末样品平整的铺在碳导电胶上
2.湿法
湿法适用于亚微米或纳米级粉料,此类粉料的分散是个 难题,常用超声分散法。超声分散液有酒精、蒸馏水、 洗洁精、六偏磷酸钠、丙酮、苯等,还有粘滞性的物质, 如液体石蜡、钟表油、松节油等,还有能形成固体膜的 物质,如醋酸、酯火棉胶溶剂、“C-N”共晶溶液等。针 对不同的样品自行选择,以样品不溶于该溶液并能达到 分散为目的。在使用蒸馏水和挥发性的分散介质时,用 量多少不影响微粒的成像,视场也比较清晰,但它不能 将样品牢固的固定在样品台上,容易造成颗粒脱落。而 粘滞性的分散介质,用量必须合适,用量多了会发生粒 子由于相互碰撞而团聚在一起。同时油膜对光有吸收作 用,会影响视场的清晰度。对于极性极强而易于团聚的 超细颗粒,往往需要在分散剂中加入一定的分散助剂。 分散时间不小于30分钟。样品的分散程度取决于样品的 特性、分散浓度和超声时间。
扫描电镜制样
扫描电镜常规制样方法方法一:植物叶片单固定扫描电镜制样方法1.取材将叶子切成5-10mm长方形6-10片。
2.固定放入2.5%戊二醛+2%多聚甲醛固定液中进行抽气(样品无气泡产生,全部沉于底部即可),固定12小时以上。
3.脱水用乙醇逐级脱水30%→50%→70%→80%→90%乙醇,每20 分钟更换一次(70%以前放置4°C冰箱内),100%乙醇每20分钟一次,共5次(70%乙醇以后放置室温脱水)。
4.替换将乙醇倒掉,换叔丁醇,每20分钟一次,共5次。
第5次浸过样品即可,放置冰箱冷冻层(-20°C左右)30分钟或过夜。
5.干燥用JFD-310冷冻干燥仪进行干燥。
6.粘台将上下表皮分别粘在具有双面胶带的样品台上。
7.镀膜用JFC-1600离子溅射镀铂金膜厚约10nm。
8.观察并拍照利用JSM-6360LV扫描电子显微镜进行观察并拍照。
注明:此方法适合植物根、茎样品方法二:植物叶片单固定扫描电镜制样方法1..取材将叶子切成5-10mm长方形6-10片。
2预固定放入2.5%戊二醛+2%多聚甲醛固定液中进行抽气(样品无气泡产生,全部沉于底部即可),固定12小时以上。
3.冲洗0.1M磷酸缓冲液进行冲洗3次,每40分钟一次。
4.双固定用1%四氧化锇(OsO4)进行固定2.5-3小时。
5.冲冼0.1M磷酸缓冲液进行冲洗3次,每5分钟一次。
6.脱水7.用乙醇逐级脱水30%→50%→70%→80%→90%乙醇,每20 分钟更换一次(70%以前放置4°C冰箱内),100%乙醇每20分钟一次,共5次(70%乙醇以后放置室温脱水)。
8.替换将乙醇倒掉,换叔丁醇,每20分钟一次,共5次。
第5次浸过样品即可,放置冰箱冷冻层(-20°C左右)30分钟或过夜。
9.干燥用JFD-310冷冻干燥仪进行干燥。
9.粘台将上下表皮分别粘在具有双面胶带的样品台上。
10.镀膜用JFC-1600离子溅射镀铂金膜厚约10nm。
扫描电镜制样技术
• 锇酸浸透性慢不强,较长时间处理,会 破坏生物样品精细结构。需根据样品情 况,灵活掌握锇酸处理样品时间。
直接观察法
直接观察法
• 特点:简便、快捷,损伤较少,比较常
用。
• 1.固体样品直接观察法:含水成
分少,本身比较干燥且又有一定的导电 能力的固体样品。 • 如:骨骼、牙齿、矿石、土壤、干果、 竹木以及植物的干标本等。 • 直接用普通胶水或双面胶带等将样品粘 到样品台上,省略喷涂就可用扫描电镜 观察。
离子溅射法和真空喷镀法比较
附:导电染色
• 导电染色------将极细的金属颗粒植入生 物样品中,以增强样品导电性的电子染 色过程。
• 要求:染液既不污染组织、又能完好保存组 织的精细结构,并且使样品有良好的导电性。 • 特点:经导电染色样品,释放较多的二次电 子,加强图像的亮度和反差。 • 常用导电染液:缓冲液/固定液配制而成, 同时具有固定作用。
3.注入液体二氧化碳困难:
• 样品室温度高,没有事先降温。 • 降温办法: • 一是用少许液体二氧化碳充盈2—3 次,再放掉气化的二氧化碳; • 二是用控温钮调至低于当时室温 10℃。
冷冻干燥
• 样品中的水分直接由冰态升华为气态,样 品也不受表面张力的影响。 优点:保存水溶性和脂溶性物质。 不足:样品中的水分易形成冰晶而破坏超微结构。
游离细胞的观察法
• 关键:如何把样品粘在样品台?
• 1.滤纸吸附法: • 用1%戊二醛/缓冲液固定---1 000g 10min离心---去上清---细胞浓悬液滴在 一小片滤纸上---系列乙醇脱水---临界 点干燥---喷涂----观察。 • 优缺点:简便易行,图像中容易混杂 滤纸纤维。
2.金属片法 • 与第一种方法类似; • 只是将细胞浓悬液滴在有微孔的金属 片上(微孔直径4 µm); • 进行一系列操作。 • 优点:可以减少污染
扫描电子显微镜样品的制备
优点 提高样品的耐受电子束轰击的能力 提高导电率 提高分辨率(20Å) 加强固定效果 样品不易产生收缩或损伤,细胞器保存完整
环境扫描电镜样品制备
环境扫描电镜的样品室会通入气体或者水分而 处于低真空的“环境”状态,根据气体电离及 放大原理,非导体及含水样品可以不经表面喷 涂处理(喷金或喷碳)就能直接观察。 环境扫描电镜可以对各种固体和液体样品进行 形态观察和元素(C-U)定性定量分析,对部 分溶液进行相变过程观察。对于生物样品、含 水样品、含油样品,既不需要脱水,也不必进 行导电处理,可在自然的状态下直接观察二次 电子图像并分析元素成分。
止来自于样品组织内部的信息参与成像。
导电处理--真空镀膜法
原理:利用真空镀膜仪在高真空下使金属 加热到熔点以上时,蒸发成极细小的颗粒喷射 到样品上,由于金属的沉积使样品表面形成薄 金属膜。 缺点:金属颗粒粗,膜不均匀,操作费时。 目前较少使用,主要用于制碳膜、碳复型膜和 金属投影。
导电处理--离子溅射法
注意事项:
1、 由于扫描电镜对样品表面的要求非常严 格,必须清洗干净,否则,可导致观察困难或 错误判断。 2、取材时要做到“动作快、环境冷、部位 准”。固定前清洗的组织离体后应在2—3分钟 清洗完毕并投入固定液内;固定后清洗的组织 离体后应在1分钟以内投入固定液。固定液要 预冷,取材部位必须准确。 3、实验动物取材部位不宜多,否则会延误取 材时间,导致组织自溶等人为假象的发生。 4、植物样品在取了样品后要抽真空,使细胞 壁间隙的气体抽出,减少气压,有利于固定液 的渗透。
E.Coli
前固定后未彻底漂洗干净,背景为戊二醛结晶
背散射电子图像观察的样品制备
样品(粉末、块体)的准备与二次电子图像的样 品准备相似。 电子背散射图像由形貌衬度和原子序数两部分 叠加而成。如果样品表面表面存在不平整的现 象会造成了显微形貌有差异的区域,背散射电 子的产额减少,在图像中呈现暗区;但是样品 内的组成元素相差较远,其平均原子序数较高 的部位比平均原子序数较低的部位亮,通过这 一亮度上的差别,可以将原子序数低的区域和 原子序数高的区域明显区分。 由于背散射电子图像观察的样品与原子序数有 关,所以在喷镀处理时要记得不能采用喷金处 理,最好选择喷碳处理。
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分散后的样品固定: 2.1将超声分散溶液用吸管取出,滴在清洁的载玻片上,待 干后将玻片粘在粘有导电胶的样品台上。 2.2 用镊子镊住铜网或微栅在超声溶液中捞一下,将铜网或 微栅再粘到样品座上,这种方法分散的效果相对较好,但 浓度不好撑握,多了出现团聚现象,少了颗粒又太少。 2.3 将铜网或微栅置于干净的滤纸上,将超声分散溶液用滴 管滴在铜网或光栅上,待干后用镊子将铜网或微栅粘到样 品柱上。此时溶液的浓度一定要少,一般是有颜色的物质 是液体有轻微的颜色即可。(注意铜网有正反面之分,反 面比较粗糙,正面较为光滑) 2.4样品直接滴在样品台或导电胶上,缺点是台面的划痕或 残留物以及胶带的结构使你不能辩认超细材料的形貌。滴 在载玻片上能提供一个干净的承载面,但溶液的量多了会 重新产生团聚,而且玻璃的导电性稍差,图像效果不好。
将铜网在溶液中捞出将正面粘到导电
将分散的碳钠米管滴在微栅中再粘到导电胶上
四、样品截面
为了研究样品的内部结构、测定镀层厚度、元素扩散、 填料是否均匀等,必须将样品断开,露出截面,按固体
样品中的方法将断口面朝上安装,注意样品要垂直
安装在样品台上,同时样品一定要固定牢 固不能晃有动,才可得到清晰的图像。
2.陶瓷样品清洁:
陶瓷在烧结时有正反面之分,拿出来时一 定注意不要将反面拿来观察。陶瓷样品在预烧 处理时会加上一定的粘结剂,如要观察陶瓷的 结晶颗粒,也需要用一定量的酸或碱将所要观 察的陶瓷面浸泡,做热腐蚀处理,将粘结剂溶 蚀掉,才能观察到陶瓷的晶粒。水泥等块状样 品也是一样的道理。
超细陶瓷的制样
5.成分衬度像:在检测表面光滑平整的样品时, 没有微区形貌干扰,如果样品是由二种以上的 物质组成,则可以获得成分衬度像。背散射电 子像既可以用来显示形貌衬度,也可以用来显 示成分衬度。成分衬度是由试样微区的原子序 数或化学成分的差异所形成的。对于不平整样 品和亚微米级以下的粉末样品,则成分衬度效 果不好。
• 可将粉末颗粒放在酒精或乙醚等清洁且 又不与粉末发生反应的溶剂中,加入少许 分散剂(偏磷酸钠等),并均匀摇动或用超 声波振荡器和手动搅拌器结合等分散方 式,使其分散均匀。用吸管将含粉粒的溶 液
• 滴到清洁光亮的样品台上,再用一根小小 的木棒粘上少许酒精在样品台表面上留 下一层较均匀的粉粒,滴一滴0· 5%火棉胶 醋酸戊脂溶液于试样边沿,并用电热风吹 干即可放入电镜内进行观察,这种方法特 别适合于观察单颗粒的细微粒子。
1、干法
干法适用于安装数微米级的大颗粒,制备步骤为“撒、 刮、吹”三项。首先将样品撒在样品台的双面胶带上, 用手指轻弹样品台四周,粉料会均匀地向胶面四周移动, 铺平一层,侧置样品台,将多余材料抖掉;第二步用纸 边轻刮颗粒面,并轻压使其与胶面贴实;第三步用洗耳 球从不同方向吹拂。第四步将样品坐横放,用镊子夹住 不断敲击使散落样品掉落。
水泥或陶瓷自然断面样品
经处理后的陶瓷断面像
3.生物样品处理
针对观察目的不同来进行处理,如珍珠要观察碳酸盐的 排列方式要将有机质溶蚀掉;要观察有机质的排列方式 则将碳酸盐溶掉。有些细菌或微生物样品,则要了解该 生物的形状,才能在样品中确认。如果不能确认,最好 是先进行生物样品的扫描,然后再在样品中寻找。
• 直接撒粉法 • 将粉末直接撒在清洁光亮的样品台上,滴一滴 0· 5%火棉胶醋酸戊脂溶液于试样边沿,火棉胶 液立即浸润粉末,再把试样台水平轻轻晃动几下 ,使试样分布平整、均匀,并用电热风吹干,粉末 固定在样品台上即可放入电镜内进行观察,其优 点:制样方法简单,但均匀性差,适应于一般要求 的粗颗粒样品的观察。
• 陶瓷表面与样品座铜柱之间用导电胶连接
水泥或陶瓷自然断面样品之间用导电胶连接
大块不导电样品扫描电子像
不导电小块样品扫描电子像
三、粉末样品
颗粒或纤维样品多为粉末状,制备样品时应该保证粉料 与样品台粘劳(特别要控制样品的量,保证样品不重 叠),否则样品在真空中飞起污染电镜。另外粉末状样 品容易团聚,制备过程应该尽量使其分散。目前常用的 分散方法有:干法、湿法
• 导电胶粘结法 • 对于150~500μ的粉末可采用一薄层导电胶将粉 末粘在已抛光的铜样品台上,其基本做法是先在 样品台上均匀涂上一层导电胶(Ag胶、石墨孔 胶等),然后将粉末撒在上面,把试样台面朝下使 不与胶层接触的粉粒脱落,这样,在表面留下被 导电胶粘结的均匀一层。制样的关键在于导电 胶涂敷要均匀,平整,尽可能薄一些,否则会造成 视场起伏或颗粒下陷于胶体内,造成立体失真
扫描电镜制样技巧
主讲:朱文凤
2010-10-10
桂林理工大学材料学院
• 不能测试样品:
• 1.有磁性物质(必需消磁后测试) • 2.液体(如液体是粒状物,干燥后或用铜 网捞出晾干后方可测试) • 3.有毒物质(测试完毕需自行带走样品处 理)
一、能谱样品制样要求
扫描电镜能谱分析,能对样品进行微区化学分析,对于表面 平整光滑的样品测试精度能达到半定量分析要求,而轻元 素(B、C、N、O、F)仅能定性,即确定有无该元素 与否,而对于不平整的样品,则测试精度较差,有些人将 球状或不规则的样品,试图对其进行线、面扫描,以期了 解成分的轻微变化,这种研究方法没有实际意义。 在实际中有应用价值的是,例如在Cu片掺入微量的N i,如 想了解Ni的分布情况,将Cu片磨平抛光后进行Ni面或线扫 描分析,根据面分布情况或线曲线结果可知其在面或线上 的分布情况,非常直观。
1.金属材料样品清洁
金属材料的陈旧表面多有锈斑或浸染物覆盖,在观 察前必须清理干净,利用蘸有丙酮的AC纸(醋酸纤维素 膜)紧压表面,待其干透后把AC纸剥下,浸染物被剥离, 有时需要反复粘附和剥离几次,再将样品放入丙酮中超 声清洗,溶掉表面残余的AC纸,露出断口的原始表面。 粘油污的元器件可用酒精或丙酮擦洗后超声。
• 常用的方法是取0· 5 g左右的粉末放在一 块玻璃板上,藉多次的四分法达到约0· 01 g左右,将粉末样品置于样品台上,滴几滴 分散液,用刮勺或玻璃棒进行揉研,使样品 分散,待液体挥发后观测,这种传统的制样 方法存在着许多缺点:
• (1)如果揉研过程不适当,颗粒不但达不到分散, 反而会团聚。 • (2)若颗粒较脆时,导致颗粒粉碎,测量结果失真. • (3)对于扫描电镜,常用的挥发性液体有松节油 、甘油、液体石蜡等带粘滞性液体,在使用此类 液体时,对揉研分散过程起润滑作用,颗粒能较 牢地粘结在样品台上,但成像清晰度较差.
长在污泥中的生物扫描电镜像
4.镀膜样品处理
由于镀膜样品容易脱落,在制样过程中要特别注意裁截 方式,如镀件较小往往可以直接观察,如样品较大用剪 刀裁剪的话,应尽量观察样品的中心部位。
硫化锌镀膜扫描电子像
5.橡胶样品的制样
• 橡胶是粘弹性物质,又是绝缘体,既会产生弹性 ,又极易产生荷电现象,要进行扫描电镜分析 ,其样品的前处理非常关键。 • 目前常用的橡胶制样方法有冷冻、撕裂、快速 切割和刻蚀等方法。 • 如将橡胶冷冻到脆性温度以下,才能保证橡胶断 裂面的真实性,避免橡胶本身弹性状态下拉断的 凸凹断面干扰橡胶的观察。
2.抛光截面
许多样品要观察金相组织、表面强化层结构、镀层质 量与厚度测量、印制电路板的缺陷、粉料几何形状、X 射线成分检测等,必须把样品断口表面抛光,为此要 把样品断口夹持妥当之后进行研磨抛光,可利用以下 几种方法进行:树脂镶嵌法、金属夹板法、离子束抛 光法
• 树脂镶嵌法:把样品放在塑料套管中央,利用树脂把 样品和塑料管填满,待树脂干透后用砂纸研磨抛光露 出样品面,砂纸从粗到细,直到样品表面平整,把样 品洗净即可。 • 金属夹板法:适用于形状规则的样品,利用两块金属 夹板将样品夹持,用螺栓固紧再抛光。 • 离子束抛光法:离子束抛光是借助截面抛光机或聚集 离子束仪进行,利用离子束刻蚀样品表面,去除磨痕、 碎屑和加工应变层,清晰显示截面的原貌,可以在手 工研磨基础上对表面精加工。
6.固体样品的安装
将导电双面胶带(碳或铜)粘在样品台面,剥去背 纸,露出胶面,把样品直接粘到胶带上即可,粘结时要 确保底面与胶面贴实,为此要求样品贴面保持平整,可 以事先用砂纸磨平。一些不规则的样品可自制专用样品 夹持台,利用螺钉从三个方向坚固样品。 不导电样品可从样品表面粘一个导电胶带延申至样 品座上表面,在样品表面与样品台之间形成导体。不导 电样品在能代表样品形貌的情况下要尽量小,体积大了 更容易产生荷电现象。
• 比如对ZrO2晶粒比较细致的陶瓷体,烧结出来时,表面往 往十分光滑,没有什么衬度,晶粒与玻璃相之间结合致密, 在观察晶粒晶形时,只做简单的制样,就不能达到较好的 分析目的。那么对于像ZrO2这类陶瓷样品,如何制样才 能比较有利于观察目的呢?为了分析ZrO2晶粒的形成情 况,希望比较好地暴露出晶粒与晶粒之间的轮廓,可以先 用清水加入适量的洗涤剂,对样品做清洁处理,之后,再用 10%的HCl水溶液处理样品表面,将晶粒之间的玻璃相腐 蚀掉,以使晶粒暴露的更加充分。但一定要把握好处理 的强度,可以选取不同浓度的HCl溶液,按不同的时间梯 度制备几组样品,选择其中处理较好的样品做为分析用 样。在以上处理完成之后要用清水(蒸馏水为好)分次对 酸蚀后的样品做清洗,再用超声波清洗机对样品做超声 处理,以彻底清洁样品表面后,将样品放入干燥箱进行干 燥处理之后,就可以做样品表面导电层处理了.
1.直接断口 • 1.1如果样品为1~3mm的脆性薄片,例如铜片、硅片、 玻璃镀膜片、陶瓷板等可以直接将其掰断或打断。断 口表面凹凸不平,注意保持原始断面清洁,垂直安装 在样品台上直接观察 • 1.2对于高分子材料可以冲断或冷冻断裂获得断口,例 如塑料或橡胶制品,将断面朝上垂直粘劳。
玻璃镀膜断面扫描电子像
• 溶液均匀法 • 细粉末的分散好坏是决定测量结果准确 性的重要因素。当粉末粒子为0·5~4μm和 细微粉末粒子小于0·5μm时,其表面活性 很大,常常是以互相粘附的二次粒子状态 存在。若用直接撒粉法往往聚集在一起, 造成测定结果的假象,使测定偏粗。
粉末样品平整的铺在碳导电胶上