如何在掃描電鏡中進(jìn)行低溫樣品成像
日期:2024-07-26
在掃描電鏡(SEM)中進(jìn)行低溫樣品成像(也稱為冷凍SEM或Cryo-SEM)可以有效保留樣品的原始結(jié)構(gòu)和水分狀態(tài),尤其適用于生物樣品、聚合物和其他對溫度敏感的材料。以下是詳細(xì)的步驟和方法來進(jìn)行低溫樣品成像:
1. 樣品制備
快速冷凍
高壓冷凍:使用高壓冷凍儀將樣品迅速冷凍至液氮溫度(-196°C)以下,以防止冰晶形成。
浸入冷凍:將樣品快速浸入液氮或液氦中冷凍。
樣品固定
固定樣品:將冷凍的樣品固定在冷凍樣品架上,確保樣品與樣品架緊密接觸,減少熱傳導(dǎo)。
樣品處理(可選)
冷凍斷裂:對于需要觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)的樣品,可以進(jìn)行冷凍斷裂處理。在冷凍狀態(tài)下將樣品劈開,暴露出內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
冷凍替換:用有機(jī)溶劑(如丙酮或甲醇)替換樣品中的水分,然后冷凍干燥。這種方法可以減少冰晶形成,適合某些特殊樣品。
2. 低溫轉(zhuǎn)移
冷凍轉(zhuǎn)移系統(tǒng)
使用冷凍轉(zhuǎn)移系統(tǒng):將冷凍樣品從冷凍裝置轉(zhuǎn)移到SEM的冷凍樣品室中。冷凍轉(zhuǎn)移系統(tǒng)通常包括冷凍樣品盒和冷凍轉(zhuǎn)移桿,確保樣品在低溫環(huán)境下轉(zhuǎn)移,避免升溫和冰晶形成。
3. 冷凍SEM系統(tǒng)設(shè)置
安裝冷凍樣品室
冷凍樣品室:安裝冷凍樣品室或冷凍臺在SEM中,確保樣品在低溫條件下成像。冷凍樣品室通常帶有冷卻裝置,可以保持樣品在低溫環(huán)境中。
低溫成像設(shè)置
溫度控制:在SEM控制面板中設(shè)置冷凍樣品室的溫度,通常在-150°C到-190°C之間。確保樣品在整個成像過程中保持低溫。
真空度控制:調(diào)整SEM樣品室的真空度,適應(yīng)低溫環(huán)境下的樣品觀測。
4. 成像和數(shù)據(jù)采集
低加速電壓和低束流
低加速電壓:使用低加速電壓(通常在1-5 kV之間)減少電子束對冷凍樣品的損傷。
低束流強(qiáng)度:減少束流強(qiáng)度,避免高能電子束對樣品的加熱和損傷。
實時監(jiān)控
實時監(jiān)控:在成像過程中實時監(jiān)控樣品溫度和真空度,確保樣品始終處于低溫狀態(tài)。
成像和數(shù)據(jù)采集
高分辨率成像:在低溫條件下進(jìn)行高分辨率成像,獲取樣品的詳細(xì)結(jié)構(gòu)信息。
圖像保存:保存和記錄成像數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。
5. 后處理和維護(hù)
樣品后處理
樣品儲存:完成成像后,將樣品儲存在低溫環(huán)境中,防止升溫和結(jié)構(gòu)變化。
樣品處理:根據(jù)實驗需要,對樣品進(jìn)行進(jìn)一步處理或分析。
設(shè)備維護(hù)
定期檢查:定期檢查和維護(hù)冷凍SEM系統(tǒng),包括冷凍樣品室、冷卻裝置和真空系統(tǒng),確保設(shè)備正常運(yùn)行。
清潔設(shè)備:定期清潔冷凍樣品室和樣品轉(zhuǎn)移系統(tǒng),防止污染和損壞。
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作者:澤攸科技