扫描电子显微镜的样品制备技术
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⑨导电 :离子溅射、真空镀膜或导电染色处理
6.2.1固定与脱水
样品的固定:为了把生物样品的微细结构和外部形态真实的 保留下来,SEM样品必须进行固定处理。通过固定还可以使 组织硬化,从而增强样品在干燥过程中耐受表面张力变化发 生龟裂,还能提高样品耐受电子束轰击的能力。常用的固定 剂为醛类和四氧化锇,还有多聚甲醛和高锰酸钾等。固定的 方式有浸泡固定、灌注固定、微波和化学混合固定。
6.1.3粉体试样的制备
粉体可以直接撒在样品座的双面碳导电胶上, 用平的表面物体,例如玻璃板压紧,然后用洗 耳球吹去粘结不牢固的颗粒。
对细颗粒的粉体分析时,特别是形貌观察时, 将粉体用酒精或水在超声波清洗机内分散,再 用滴管把均匀混合的粉体滴在样品座上,待液 体烘干或自然干燥后,粉体靠表面吸附力即可 粘附在样品座上。
2. 真空干燥法:是直接将固定及脱水的样品放入真空镀膜仪 内,在低真空状态下使样品内的溶液逐步挥发,当达到高真 空时样品即可干燥,随后进行金属镀膜。这一方法简单易行, 但是仍存在一定的表面张力问题,固在缺少其它的干燥手段 时才选用。
3 临界点干燥:目前最理想的简单的干燥法。临界点 干燥仪利用物质在临界状态下液体表面张力逐渐被消 除的特性,减少样品干燥过程中的变形和收缩,从而 达到样品的完全干燥。
4 冷冻干燥:在此过程中,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。但这种方法 的不足之处是样品中的水分易形成冰晶而破坏超微结 构。
6.2.3 临界点干燥
临界点:在一定的温度和压力下,某物质的液态和气态 界面消失,由液态瞬间转化为气态,此时的温度即该物 质 的 临 界 点 温 度 ( C.T ) , 同 时 也 是 该 物 质 的 临 界 点 (C.P)。而此时的压力和该物质的密度称为临界压力和 临界密度。不同的物质有各自的临界点和临界压力。在 临界点时表面张力作用消失,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。
③固定 用2.5~5%戊二醛/缓冲液在室温或4摄氏度下前固定。 具体时间可根据样品的需要而定,一般单细胞10-30分钟, 较大的或较硬的样品可达1-2h或更长时间。
④漂洗 用缓冲液洗3次,洗去未结合的戊二醛。
⑤重固定 1%锇酸/缓冲液4摄氏度下后固定10~60min。有 时为了提高样品的反差和固定效果,可以综合固定液,如 随意选用戊二醛、多聚甲醛、锇酸等按照不同的比例混合 使用。
(4)观察组织细胞的表面或内部微结构,应注意和保护 样品的观察面。
6.1.4常规生物样品制备技术
制备过Βιβλιοθήκη Baidu如下:
①取材 根据需要,切取适当大小的样品。专门的SEM备有 灵活可动,范围较大的样品台,样品可大些。装在透射电 镜上的扫描附件,活动范围较小,样品直径应在3~4mm左 右。
②漂洗 用缓冲液把组织表面洗净,否则会影响正常形态, 但以快速和轻巧为宜,尽量保护器官或组织的表面结构, 使其不致因不慎的操作造成人为损伤。
对磁性试样要预先去磁,以免观察时电子束受到磁场 的影响。
要求导电,不导电的观察前进行导电处理。
6.1.2块状试样的制备
块状试样扫描电镜的试样制备是比较简便的。 对于块状导电材料,除了大小要适合仪器样品 座尺寸外,基本上不需要进行什么制备,用导 电胶把试样粘结在样品座上,即可放在扫描电 镜中观察。对于块状的非导电或导电性较差的 材料,要先进行镀膜处理,在材料表面形成一 层导电膜。以避免电荷积累,影响图象质量。 并可防止试样的热损伤。
⑥漂洗 用缓冲液洗去未结合的锇酸。
⑦脱水 用30%、50%、70%、80%、90%、95%、100 %、100%丙酮或乙醇溶液各10-15分钟,大于1mm的 样品可脱水10~20分钟。
⑧干燥 一般情况下,可把脱水后的样品放在空气中自 然干燥或45℃热风吹干。有些研究工作要求尽量完好 保存样品表面的精细结构,可用真空干燥法、冷冻干 燥法和临界点干燥法等使样品干燥。这些方法都比空 气干燥法效果好,其中临界点干燥法优点多,多被研 究工作者采用。
表面受到污染的试样,要在不破坏试样表面结构的前 提下进行适当清洗,然后干燥。
新断开的断口或断面,一般不需要进行处理,以免破 坏断口或表面的结构状态。有些试样的表面、断口需 要进行适当的侵蚀,才能暴露某些结构细节,则在侵 蚀后应将表面或断口清洗干净,然后烘干。
要求在真空中能保持稳定,含有水分的试样应先干燥 除去水分。
脱水处理:对保证金属镀膜装置和电镜的镜筒真空度和防止 样品在高真空状态下的龟裂和变形等有重要的作用。采用不 同浓度的乙醇或丙酮梯度脱水逐步的除去样品中的水分。
6.2.2 样品的干燥:
1. 自然干燥法:把样品暴露在空气中直接干燥,只适用于表 面比较坚硬或含水分较少的生物样品。如:昆虫、骨骼、牙 齿、毛发、种子、果壳、花粉、植物标本,以及微小材料如 细菌等。具体做法是:先将样品固定,并系列脱水到100%, 在大气中让脱水剂自然挥发即可,但注意环境要干燥。因为 脱水剂的表面张力系数比水小所以样品在脱水剂中不会过多 变形而影响其结构。
在制备SEM样品时,必须掌握以下原则:
(1)每一操作过程,都应注意防止样品的污染和损伤, 使被观察的样品尽可能保持原有的外貌和微细结构;
(2)去除样品内水份,以利于维持SEM的真空度和防止 镜筒的污染。但在脱水和干燥处理时,要尽量减少避 免样品体积变小和收缩变形等人工假象;
(3)降低样品表面的电阻率,增加样品的导电性能,以 提高二次电子发射率,建立适度的反差和减少样品的 充放电效应;
第六章 扫描电子显微镜的
样品制备技术
6.1 SEM样品制备的基本要求
SEM对样品基本要求:
基本性质:干净、干燥、导电、不发光、 不发热、磁性弱。
大 小:直径最大不宜超过10 mm,高 度在3-5 mm之间,在满足观察的情况下, 样品尽量小为宜。
对试样的要求试样可以是块状或粉末颗粒,试样大小 要适合仪器专用样品座的尺寸,不能过大。样品座尺 寸各仪器不尽相同,一般小的样品座为 Φ 3 ~ 5mm , 大的样品座为 Φ 30 ~ 50mm ,以分别用来放置不同大 小的试样,样品的高度也有一定的限制,一般在 5 ~ 10mm 左右。
6.2.1固定与脱水
样品的固定:为了把生物样品的微细结构和外部形态真实的 保留下来,SEM样品必须进行固定处理。通过固定还可以使 组织硬化,从而增强样品在干燥过程中耐受表面张力变化发 生龟裂,还能提高样品耐受电子束轰击的能力。常用的固定 剂为醛类和四氧化锇,还有多聚甲醛和高锰酸钾等。固定的 方式有浸泡固定、灌注固定、微波和化学混合固定。
6.1.3粉体试样的制备
粉体可以直接撒在样品座的双面碳导电胶上, 用平的表面物体,例如玻璃板压紧,然后用洗 耳球吹去粘结不牢固的颗粒。
对细颗粒的粉体分析时,特别是形貌观察时, 将粉体用酒精或水在超声波清洗机内分散,再 用滴管把均匀混合的粉体滴在样品座上,待液 体烘干或自然干燥后,粉体靠表面吸附力即可 粘附在样品座上。
2. 真空干燥法:是直接将固定及脱水的样品放入真空镀膜仪 内,在低真空状态下使样品内的溶液逐步挥发,当达到高真 空时样品即可干燥,随后进行金属镀膜。这一方法简单易行, 但是仍存在一定的表面张力问题,固在缺少其它的干燥手段 时才选用。
3 临界点干燥:目前最理想的简单的干燥法。临界点 干燥仪利用物质在临界状态下液体表面张力逐渐被消 除的特性,减少样品干燥过程中的变形和收缩,从而 达到样品的完全干燥。
4 冷冻干燥:在此过程中,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。但这种方法 的不足之处是样品中的水分易形成冰晶而破坏超微结 构。
6.2.3 临界点干燥
临界点:在一定的温度和压力下,某物质的液态和气态 界面消失,由液态瞬间转化为气态,此时的温度即该物 质 的 临 界 点 温 度 ( C.T ) , 同 时 也 是 该 物 质 的 临 界 点 (C.P)。而此时的压力和该物质的密度称为临界压力和 临界密度。不同的物质有各自的临界点和临界压力。在 临界点时表面张力作用消失,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。
③固定 用2.5~5%戊二醛/缓冲液在室温或4摄氏度下前固定。 具体时间可根据样品的需要而定,一般单细胞10-30分钟, 较大的或较硬的样品可达1-2h或更长时间。
④漂洗 用缓冲液洗3次,洗去未结合的戊二醛。
⑤重固定 1%锇酸/缓冲液4摄氏度下后固定10~60min。有 时为了提高样品的反差和固定效果,可以综合固定液,如 随意选用戊二醛、多聚甲醛、锇酸等按照不同的比例混合 使用。
(4)观察组织细胞的表面或内部微结构,应注意和保护 样品的观察面。
6.1.4常规生物样品制备技术
制备过Βιβλιοθήκη Baidu如下:
①取材 根据需要,切取适当大小的样品。专门的SEM备有 灵活可动,范围较大的样品台,样品可大些。装在透射电 镜上的扫描附件,活动范围较小,样品直径应在3~4mm左 右。
②漂洗 用缓冲液把组织表面洗净,否则会影响正常形态, 但以快速和轻巧为宜,尽量保护器官或组织的表面结构, 使其不致因不慎的操作造成人为损伤。
对磁性试样要预先去磁,以免观察时电子束受到磁场 的影响。
要求导电,不导电的观察前进行导电处理。
6.1.2块状试样的制备
块状试样扫描电镜的试样制备是比较简便的。 对于块状导电材料,除了大小要适合仪器样品 座尺寸外,基本上不需要进行什么制备,用导 电胶把试样粘结在样品座上,即可放在扫描电 镜中观察。对于块状的非导电或导电性较差的 材料,要先进行镀膜处理,在材料表面形成一 层导电膜。以避免电荷积累,影响图象质量。 并可防止试样的热损伤。
⑥漂洗 用缓冲液洗去未结合的锇酸。
⑦脱水 用30%、50%、70%、80%、90%、95%、100 %、100%丙酮或乙醇溶液各10-15分钟,大于1mm的 样品可脱水10~20分钟。
⑧干燥 一般情况下,可把脱水后的样品放在空气中自 然干燥或45℃热风吹干。有些研究工作要求尽量完好 保存样品表面的精细结构,可用真空干燥法、冷冻干 燥法和临界点干燥法等使样品干燥。这些方法都比空 气干燥法效果好,其中临界点干燥法优点多,多被研 究工作者采用。
表面受到污染的试样,要在不破坏试样表面结构的前 提下进行适当清洗,然后干燥。
新断开的断口或断面,一般不需要进行处理,以免破 坏断口或表面的结构状态。有些试样的表面、断口需 要进行适当的侵蚀,才能暴露某些结构细节,则在侵 蚀后应将表面或断口清洗干净,然后烘干。
要求在真空中能保持稳定,含有水分的试样应先干燥 除去水分。
脱水处理:对保证金属镀膜装置和电镜的镜筒真空度和防止 样品在高真空状态下的龟裂和变形等有重要的作用。采用不 同浓度的乙醇或丙酮梯度脱水逐步的除去样品中的水分。
6.2.2 样品的干燥:
1. 自然干燥法:把样品暴露在空气中直接干燥,只适用于表 面比较坚硬或含水分较少的生物样品。如:昆虫、骨骼、牙 齿、毛发、种子、果壳、花粉、植物标本,以及微小材料如 细菌等。具体做法是:先将样品固定,并系列脱水到100%, 在大气中让脱水剂自然挥发即可,但注意环境要干燥。因为 脱水剂的表面张力系数比水小所以样品在脱水剂中不会过多 变形而影响其结构。
在制备SEM样品时,必须掌握以下原则:
(1)每一操作过程,都应注意防止样品的污染和损伤, 使被观察的样品尽可能保持原有的外貌和微细结构;
(2)去除样品内水份,以利于维持SEM的真空度和防止 镜筒的污染。但在脱水和干燥处理时,要尽量减少避 免样品体积变小和收缩变形等人工假象;
(3)降低样品表面的电阻率,增加样品的导电性能,以 提高二次电子发射率,建立适度的反差和减少样品的 充放电效应;
第六章 扫描电子显微镜的
样品制备技术
6.1 SEM样品制备的基本要求
SEM对样品基本要求:
基本性质:干净、干燥、导电、不发光、 不发热、磁性弱。
大 小:直径最大不宜超过10 mm,高 度在3-5 mm之间,在满足观察的情况下, 样品尽量小为宜。
对试样的要求试样可以是块状或粉末颗粒,试样大小 要适合仪器专用样品座的尺寸,不能过大。样品座尺 寸各仪器不尽相同,一般小的样品座为 Φ 3 ~ 5mm , 大的样品座为 Φ 30 ~ 50mm ,以分别用来放置不同大 小的试样,样品的高度也有一定的限制,一般在 5 ~ 10mm 左右。