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                        徠卡電子顯微鏡鍍膜技術簡要介紹

                        更新時間:2023-04-27      點擊次數:304


                        電子顯微鏡領域需要對樣本進行鍍膜處理才能改善樣本的成像效果。在樣本上形成一層金屬導電層可抑制電荷聚積、減少熱損傷,并改善SEM對樣品拓撲結構檢測所需的二次電子信號量。在x射線顯微分析中,網格上支持膜,TEM觀察復型樣品中的背底支撐膜,涉及既對電子束透明但同時具備導電效果的精細碳膜。具體需要采用的鍍膜技術取決于分辨率和應用。

                        SEM成像前所需的鍍膜處理

                        導電性很差或不導電的材料樣本(陶瓷、聚合物等)需要碳鍍膜或金屬鍍膜。低溫樣本經過冷凍斷裂后進行金屬鍍膜處理(徠卡EM ACE600冷凍斷裂和徠卡EM VCT500),并在低溫SEM下成像。

                         
                        TEM成像前的鍍膜處理

                        由聚醋酸甲基乙烯脂(formvar)所覆蓋的TEM網格需要進行碳鍍膜處理來獲得導電性能。使用輝光放電處理網格,否則溶液不會粘附并分布在網格上。冷凍斷裂樣本以低角度進行金屬鍍膜處理,然后再對薄膜進行碳鍍膜處理(Leica EM ACE600冷凍斷裂或徠卡EM ACE900),從而生成可在TEM中成像的復型。

                        濺射鍍膜

                        SEM的濺射鍍膜是一種工藝過程,是將導電金屬如金(Au)、金/鈀(Au/Pd)、鉑(Pt)、銀(Ag)、鉻(Cr)或銥(Ir)等超薄導電金屬的涂層鍍膜在不導電或導電性很差的樣本上。濺射鍍膜可防止因靜電場的累積而使樣本電荷聚積。濺射鍍膜還能增加在SEM中從樣本表面檢出的二次電子量,從而提高信噪比。用于SEM的濺射薄膜厚度通常為2-20nm。

                        SEM樣本采用金屬濺射鍍膜的優勢:


                        碳蒸鍍

                        碳的熱蒸發廣泛用于電子顯微鏡的樣本制備。在一個真空系統內,在兩個高電流電極之間安裝一個碳源 – 無論采用線狀還是棒狀形式。當碳源加熱到其蒸發溫度時就會有一股細小的碳流沉積在樣本上。碳蒸鍍在EM電子顯微鏡中的主要應用是X射線顯微分析和(TEM)網格上的樣本支撐薄膜。
                         
                        電子束蒸鍍

                        金屬和碳都可以被蒸鍍。電子束蒸鍍方法可以得到精細鍍膜,是一種非常有方向性的鍍膜過程,其鍍膜區域比較有限。電子匯聚在靶材上,靶材得到加熱并進一步蒸發。電子束中的帶電粒子被移除。因此,一束電量很低的電子束打到樣品表面。熱量降低,帶電粒子對樣本的影響會減少。少數幾次運行后,電子源須重新加載并清理。一般來說,在必須進行定向鍍膜(投影和復型)或需要精細鍍膜時使用電子束蒸發鍍膜。

                        低溫技術介紹

                        冷凍斷裂包括一系列技術,這些技術可揭示并復制細胞器及其他膜結構的內部組成,以便在電子顯微鏡下進行檢查。冷凍蝕刻通過升華去除冰層,暴露出原本隱藏的膜表面。

                        冷凍干燥簡稱凍干處理,在高真空條件下(升華)可去除冷凍樣本中的水分。這樣一來就能夠獲得干燥穩定的樣本并且可在電子顯微鏡下成像。

                        應用


                        圖1:蚊子的觸須(感謝奧地利維也納Daniela Gruber博士提供的圖片)


                        圖2:果蠅復眼(感謝徠卡顯微系統應用專家Kim Rensing提供的圖片)


                        圖3:葉螨(感謝徠卡顯微系統應用專家Kim Rensing提供的圖片) 


                        圖4:蚊子腿(感謝奧地利維也納大學細胞成像與超微結構研究核心實驗室Daniela Gruber博士提供的圖片)


                        圖5:觸須細節(感謝奧地利維也納大學細胞成像與超微結構研究核心實驗室Daniela Gruber博士提供的圖片)


                        圖6:蚊蟲復眼(感謝奧地利維也納大學細胞成像與超微結構研究核心實驗室Daniela Gruber博士提供的圖片)

                         
                        不同的鍍膜方法
                         


                        不同鍍膜方法的典型應用

                         


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