臺式掃描電鏡——生物樣品制樣

生物樣品應在環境掃描或低真空的臺式掃描電鏡中進行分析，這樣對這類樣品的制備就比較簡單、容易，觀察效果也會比較接近于活體時的實際情況。采用環境掃描電鏡來分析是理想的，若是采用傳統的臺式掃描電鏡來進行分析，因多數生物樣品都是柔軟而且含有水分的，因此在進行臺式掃描電鏡觀察前，要對生物樣品作相應的處理，根據其樣品性質的不同，其處理方法和程序也不同。主要可分為兩種類型：一類為含硅質、鈣質、角質、琺瑯質和纖維素較多而含水分又較少的硬組織樣品，如毛發、牙齒、骨頭、指甲、趾甲及植物的花粉、孢子、種子、果仁等，這類樣品一般經干燥后，蒸鍍好導電膜等簡單的制備就可進行觀察；另一類為大多數動植物的肢體切片、器官及細胞等含水分較多的軟組織樣品，對于這類樣品，在作導電處理前，一般都需要經過固定、脫水、干燥等處理。若未經處理或處理不當，則會造成樣品損傷和變形，還有可能會出現各種假象，因此樣品在用臺式掃描電鏡觀察之前要進行干燥。干燥的方法有以下幾種：

1. 空氣干燥法又稱自然干燥法，就是將樣品暴露在大氣環境中讓樣品中的水分逐漸揮發，從而達到干燥的目的。這種方法的優點是簡單易行。缺點是在干燥過程中，樣品中的組織會由于水分揮發而產生收縮變形，因此這種方法只適用于表面較為堅硬或含水分較少的樣品。

2. 臨界點干燥法是利用物質在臨界狀態時，其表面張力等于零的特性，使樣品中的液體完全氣化，并以氣體方式揮發掉，從而達到干燥的目的，這樣就可以大大地減小表面張力的影響，盡可能多地保存樣品表面微細結構的信息量。此法操作比較方便，所用的時間也不算長，用時約2~3h即可完成，所以是比較常用的干燥方法。

3. 冷凍干燥法是將經過冷凍的樣品置于高真空中，通過升華去除樣品中所含的水分。冷凍干燥的基礎是樣品中的水分被冷凍成冰，冰從樣品中升華，即冰從固態直接轉化為氣態，不經過中間的液態，不存在氣相和液相之間表面張力對樣品的作用，從而減輕在干燥過程中對樣品造成的損傷。

總之，對生物樣品的制備每一步、每一過程的處理都應足夠重視，在制備過程中應盡量做到：

1. 盡量保持樣品活體時的形貌和結構，才能盡可能真實地反映出樣品本來的面目。

2. 在干燥過程中盡量減輕樣品的干癟、變形。

3. 所蒸鍍的金屬化膜都應有良好的導電性能和高的二次電子發射率，以減少樣品荷電和提高清晰度。

4. 所蒸鍍的金屬化膜層應>10nm，這不僅有利于散熱，增加二次電子的發射量，而且可減輕入射束造成的損傷。

5. 生物樣品不要蒸鍍碳膜，蒸碳多數是在高真空和高溫下進行的，在這樣的環境下，樣品容易被灼傷。另外，碳膜的導電性和散熱性都沒有金屬膜好，其二次電子的產額也不如金屬膜高。

6. 為了克服鍍膜所帶來的負面影響和減少假象，有的人會采用組織導電法（又稱導電染色法），即利用某些金屬溶液對生物樣品中的蛋白質、脂類和糖類等成分的結合作用，使樣品表面形成離子化或生成能導電性的金屬鹽類的化合物，從而提高樣品耐受電子束轟擊的能力和導電率。

7. 采集生物樣品的照片時，應盡量采用低的加速電壓，如<5kV，同時也要采用小光欄、小束流，這有助于減少樣品的荷電，減輕損傷或燒傷。

8. 做成分分析時，臺式掃描電鏡的加速電壓<10kV，為了能有較高的計數率，涉用大面積芯片的能譜探測器，若沒有大面積的探測器，則可把能譜探測器朝樣品方向推進，以增加大接收的立體角，一旦做完分析后，應立即把探測器退回原位。若輕易采用大光欄和大束流，則易對樣品造成損傷。

澤攸科技自主研發的ZEM15臺式掃描電子顯微鏡對樣品適應性強，操作便捷、快速成像、性能穩定，掃描速度快。只需要鼠標就可完成所有的操作，不需對中光闌等復雜步驟，聚焦消像散后可直接拍圖。主機集成高壓及控制系統，是目前市面上體積小的臺式掃描電鏡，便于移動，安裝無需特殊環境。

臺式掃描電鏡