透射电子显微镜样品制备——超薄切片技术
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保证尖部有样品
3.4 切片
1.包埋
装样品 装刀 注水 对刀、定位 设定参数 切片
2.制备玻璃刀 3.修样 常温切片 4.切片 5.捞取切片 冷冻切片
3.4 切片
控制面板介绍：
复位 顶灯 切削行程上限 切削行程下限 切片速度的设定 开始/停止按钮 底灯 切片预设厚度 切片厚度 的设定
二、仪器介绍
技术指标
a. 切片厚度（可选）：5 nm~10μm 显微镜观察： μ m级厚度 TEM观察：由于电子束穿透能力的限制，必须把样品 切成厚度小于100 nm b. 切片速度（可选）：0.1~49.9 mm/s
c. 立体显微镜放大倍数：10×~64×
三、超薄切片一般步骤
超薄切片一般步骤：
3.3 修 样
1.包埋 2.制备玻璃刀 3.修样 常温切片 4.切片 5.捞取切片 冷冻切片
3.3 修 样
修样目的：得到足够小的样品头，便于切片
（1）固定样品：把烘好的环氧树脂取出，固定在修样台上（如图1） （2）修样：削去表面的包埋剂，露出样品，然后用双面刀片在样品 的四周削去包埋剂，修成金字塔形，顶面修成梯形或长方形
图2. 修样方法 图1. 固定样品
顶端修成金字塔形 顶面修成梯形或长方形， 每边长度<0.5mm（0.2~0.3mm）
修样详细步骤示意图
3.3 修 样
※ 注意事项：
A、修样过程中不要破坏样品； B、把环氧树脂修成尖状，保证顶部足够小、有样品，顶 部样品大，不好切片 C、样品顶部不管修成哪种形状，其顶边和底边必须平行， 否则不能形成连续切片带
1.包埋 2.制备玻璃刀 3.修样
常温切片
4.切片 5.捞取切片
冷冻切片
3.1 包埋
包埋目的：用包埋剂支持整个样品结构，以便于切片
包埋剂：环氧( Spurr )树脂
表1. Spurr树脂包埋剂配方 性能 成分/g ERL-4221 DER-736 NSA DMAE 聚合时间 标准坚固 10.0 6.0 26.0 0.4 8 硬 10.0 4.0 26.0 0.4 8 偏硬性 10.0 5.0 26.0 0.4 8 软 10.0 7.0 26.0 0.4 8 快速聚合 10.0 6.0 26.0 1.0 3 慢速聚合 10.0 6.0 26.0 0.2 16
3.2 制备玻璃刀
1、制刀：用制刀机制作 先切出正方形刀块，然后逆时针旋转45°，利用金刚 石刀切出三角形的玻璃刀即可。
制刀机
三角形的玻璃刀
3.2 制备玻璃刀
注意事项
（1）由于金刚石刀并非沿着正对角线方向划，制出的刀也并 非等边直角三角形，所以三角形刀只有一边可做刀口。 （2）适宜的刀口应该是平整光滑，无锯齿状波纹。 （3）整把刀最适合切片的部分为Z区，约占1/3；S区不用于切 片；而E区的使用需视刀口的品质而定。
二、仪器介绍
超薄切片机
显微镜
控制面板
样品臂
下刀架
厂家：美国RMC公司 型号： PowerTome-XL
二、仪器介绍
超薄切片机——常温切片附件
常温切片附件
厂家：美国RM源自文库公司 型号： PowerTome-XL
二、仪器介绍
超薄切片机——冷冻切片附件
液氮罐 温度控制器
冷冻附件
厂家：美国RMC公司 型号： PowerTome-XL
一、切片原理
切片原理 对样品进行包埋，修样，得到足够小的样品头，用固定 的刀切割上下运动的样品。
上下运动的样品 固定的刀
一、切片原理
切片原理 切片采用机械推进式：刀固定，样品每上下运动一次时 向前推进一小段距离，进行切片 特点：在设定的切削行程区间，样品以可控速度切片
样品
切削行程（Cutting Window）, 切片速度可控 刀 刀
*ERL-4221：二氧化乙烯基环，粘度低，聚合块硬度大。 *DER－736：聚丙二醇二缩水甘油醚，增韧剂 ，低粘度，可调节包埋块硬度。 *NSA：壬烯基琥珀酸酐，一种特殊硬化剂。 *DMAE：二甲基氨基乙醇，固化加速剂。调整DMAE的量，可调整固化时间。
3.1 包埋
包埋要求：包埋剂的硬度与样品相近，一般选用标准硬度 包埋方法 前三种试剂混匀后再加入DMAE，再搅拌均匀，保证没 有气泡。包入试样，放入烘箱固化。
刀口
Z
无用的一边
3.2 制备玻璃刀
2、制刀槽 制好玻璃刀后，用塑料水槽围绕有用刀口制作一只水 槽，以便使超薄切片漂浮在水面上。装好水槽后，用 熔化的石蜡封固接口，防止漏水。
封蜡
塑料刀槽
玻璃刀
3.2 制备玻璃刀
注意事项： A、酒精清洗刀槽，不能有污染物； B、石蜡要涂抹均匀，在保证不漏水的情况下，不能让石 蜡进入槽内； C、保证水面稍低于刀口，让样品沿着这个斜面一片连着 一片往下走
超薄切片实例
1. 高分子材料掺杂石墨烯、蒙脱土等供TEM观察
c a b
a. 尼龙-炭黑切片低倍像 225×
b.样品低倍像 830×
c. 样品内分散的炭黑 1500×
2. 纤维等材料供显微镜或扫描电镜观察
C纤维材料切片显微镜图 局部放大的C纤维材料切片显微镜图
一、切片原理
切片类型 常温切片：一般的高分子材料等 特点：刀带有水槽，水表面张力使切片漂 切片 浮展平在水面上 冷冻切片：应用于软材料，如软塑胶和橡胶， 在低于其玻璃转变温度时进行切片。 特点：制样麻烦，刀无水槽，切片卷。
透射电子显微镜样品制备培训 （二）超薄切片技术
公共技术服务中心
报告人：刘艳 2016.04.18
内
一
容
切片原理 仪器介绍 超薄切片的操作步骤 常温切片的注意事项 冷冻切片简介
二
三 四 五
一、切片原理
TEM样品包括粉末、块体、高分子和生物样品。要想得 到好的TEM结果，首先要制备出好的样品。 针对高分子和生物材料，由于电子束穿透能力的限制， 必须把样品切成厚度小于100 nm，即采用超薄切片机进 行切片。 主要用途：切片，供电镜和显微镜观察 适用材料：高分子材料，纤维以及生物组织、细胞等
聚合时间（h）：7~8 温度：75°
样品
75° 7~8h
3.1 包埋
※ 注意事项： （1）所有试剂要防潮，使用后应放回冰箱储存； （2）配包埋剂时，每加入一种试剂要搅拌均匀； （3）包埋时动作要轻巧，防止产生气泡。
里面不能有气泡
3.2 制备玻璃刀
1.包埋 2.制备玻璃刀 3.修样 常温切片 4.切片 5.捞取切片 冷冻切片
3.4 切片
1.包埋
装样品 装刀 注水 对刀、定位 设定参数 切片
2.制备玻璃刀 3.修样 常温切片 4.切片 5.捞取切片 冷冻切片
3.4 切片
控制面板介绍：
复位 顶灯 切削行程上限 切削行程下限 切片速度的设定 开始/停止按钮 底灯 切片预设厚度 切片厚度 的设定
二、仪器介绍
技术指标
a. 切片厚度（可选）：5 nm~10μm 显微镜观察： μ m级厚度 TEM观察：由于电子束穿透能力的限制，必须把样品 切成厚度小于100 nm b. 切片速度（可选）：0.1~49.9 mm/s
c. 立体显微镜放大倍数：10×~64×
三、超薄切片一般步骤
超薄切片一般步骤：
3.3 修 样
1.包埋 2.制备玻璃刀 3.修样 常温切片 4.切片 5.捞取切片 冷冻切片
3.3 修 样
修样目的：得到足够小的样品头，便于切片
（1）固定样品：把烘好的环氧树脂取出，固定在修样台上（如图1） （2）修样：削去表面的包埋剂，露出样品，然后用双面刀片在样品 的四周削去包埋剂，修成金字塔形，顶面修成梯形或长方形
图2. 修样方法 图1. 固定样品
顶端修成金字塔形 顶面修成梯形或长方形， 每边长度<0.5mm（0.2~0.3mm）
修样详细步骤示意图
3.3 修 样
※ 注意事项：
A、修样过程中不要破坏样品； B、把环氧树脂修成尖状，保证顶部足够小、有样品，顶 部样品大，不好切片 C、样品顶部不管修成哪种形状，其顶边和底边必须平行， 否则不能形成连续切片带
1.包埋 2.制备玻璃刀 3.修样
常温切片
4.切片 5.捞取切片
冷冻切片
3.1 包埋
包埋目的：用包埋剂支持整个样品结构，以便于切片
包埋剂：环氧( Spurr )树脂
表1. Spurr树脂包埋剂配方 性能 成分/g ERL-4221 DER-736 NSA DMAE 聚合时间 标准坚固 10.0 6.0 26.0 0.4 8 硬 10.0 4.0 26.0 0.4 8 偏硬性 10.0 5.0 26.0 0.4 8 软 10.0 7.0 26.0 0.4 8 快速聚合 10.0 6.0 26.0 1.0 3 慢速聚合 10.0 6.0 26.0 0.2 16
3.2 制备玻璃刀
1、制刀：用制刀机制作 先切出正方形刀块，然后逆时针旋转45°，利用金刚 石刀切出三角形的玻璃刀即可。
制刀机
三角形的玻璃刀
3.2 制备玻璃刀
注意事项
（1）由于金刚石刀并非沿着正对角线方向划，制出的刀也并 非等边直角三角形，所以三角形刀只有一边可做刀口。 （2）适宜的刀口应该是平整光滑，无锯齿状波纹。 （3）整把刀最适合切片的部分为Z区，约占1/3；S区不用于切 片；而E区的使用需视刀口的品质而定。
二、仪器介绍
超薄切片机
显微镜
控制面板
样品臂
下刀架
厂家：美国RMC公司 型号： PowerTome-XL
二、仪器介绍
超薄切片机——常温切片附件
常温切片附件
厂家：美国RM源自文库公司 型号： PowerTome-XL
二、仪器介绍
超薄切片机——冷冻切片附件
液氮罐 温度控制器
冷冻附件
厂家：美国RMC公司 型号： PowerTome-XL
一、切片原理
切片原理 对样品进行包埋，修样，得到足够小的样品头，用固定 的刀切割上下运动的样品。
上下运动的样品 固定的刀
一、切片原理
切片原理 切片采用机械推进式：刀固定，样品每上下运动一次时 向前推进一小段距离，进行切片 特点：在设定的切削行程区间，样品以可控速度切片
样品
切削行程（Cutting Window）, 切片速度可控 刀 刀
*ERL-4221：二氧化乙烯基环，粘度低，聚合块硬度大。 *DER－736：聚丙二醇二缩水甘油醚，增韧剂 ，低粘度，可调节包埋块硬度。 *NSA：壬烯基琥珀酸酐，一种特殊硬化剂。 *DMAE：二甲基氨基乙醇，固化加速剂。调整DMAE的量，可调整固化时间。
3.1 包埋
包埋要求：包埋剂的硬度与样品相近，一般选用标准硬度 包埋方法 前三种试剂混匀后再加入DMAE，再搅拌均匀，保证没 有气泡。包入试样，放入烘箱固化。
刀口
Z
无用的一边
3.2 制备玻璃刀
2、制刀槽 制好玻璃刀后，用塑料水槽围绕有用刀口制作一只水 槽，以便使超薄切片漂浮在水面上。装好水槽后，用 熔化的石蜡封固接口，防止漏水。
封蜡
塑料刀槽
玻璃刀
3.2 制备玻璃刀
注意事项： A、酒精清洗刀槽，不能有污染物； B、石蜡要涂抹均匀，在保证不漏水的情况下，不能让石 蜡进入槽内； C、保证水面稍低于刀口，让样品沿着这个斜面一片连着 一片往下走
超薄切片实例
1. 高分子材料掺杂石墨烯、蒙脱土等供TEM观察
c a b
a. 尼龙-炭黑切片低倍像 225×
b.样品低倍像 830×
c. 样品内分散的炭黑 1500×
2. 纤维等材料供显微镜或扫描电镜观察
C纤维材料切片显微镜图 局部放大的C纤维材料切片显微镜图
一、切片原理
切片类型 常温切片：一般的高分子材料等 特点：刀带有水槽，水表面张力使切片漂 切片 浮展平在水面上 冷冻切片：应用于软材料，如软塑胶和橡胶， 在低于其玻璃转变温度时进行切片。 特点：制样麻烦，刀无水槽，切片卷。
透射电子显微镜样品制备培训 （二）超薄切片技术
公共技术服务中心
报告人：刘艳 2016.04.18
内
一
容
切片原理 仪器介绍 超薄切片的操作步骤 常温切片的注意事项 冷冻切片简介
二
三 四 五
一、切片原理
TEM样品包括粉末、块体、高分子和生物样品。要想得 到好的TEM结果，首先要制备出好的样品。 针对高分子和生物材料，由于电子束穿透能力的限制， 必须把样品切成厚度小于100 nm，即采用超薄切片机进 行切片。 主要用途：切片，供电镜和显微镜观察 适用材料：高分子材料，纤维以及生物组织、细胞等
聚合时间（h）：7~8 温度：75°
样品
75° 7~8h
3.1 包埋
※ 注意事项： （1）所有试剂要防潮，使用后应放回冰箱储存； （2）配包埋剂时，每加入一种试剂要搅拌均匀； （3）包埋时动作要轻巧，防止产生气泡。
里面不能有气泡
3.2 制备玻璃刀
1.包埋 2.制备玻璃刀 3.修样 常温切片 4.切片 5.捞取切片 冷冻切片