掃描電子顯微鏡

1、掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡九月 222引言掃描電鏡的特點(diǎn)掃描電鏡的基本結(jié)構(gòu)與原理掃描電鏡的生物樣品制備技術(shù)掃描電鏡圖片九月 224引言九月 223引 言九月 225引 言九月 224 不少工作要求能在保持自然形態(tài)的條件下，對(duì)樣品表面形態(tài)特征進(jìn)行直接觀察，如植物花粉、孢子、昆蟲等，這些觀察要求電鏡有較大的景深、較大的觀察范圍和簡單的樣品制備過程或不經(jīng)過任何處理立即進(jìn)行觀察，因此誕生了掃描電鏡。 1935年德國人Kholl提出了SEM的設(shè)計(jì)思想與工作原理 1942年英國劍橋大學(xué)在CW Oatley指導(dǎo)下制成世界上第一臺(tái)SEM九月 226 不少工作要求能在保持自然形態(tài)的條件下，對(duì)樣品表九月 225

2、 電子顯微鏡 ：一種高精密度的電子光學(xué)儀器，用電子束成像，具有較高分辨率和放大倍數(shù)，是觀察和研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的重要工具。 掃描電子顯微鏡（掃描電鏡，SEM）：用極細(xì)的電子束在樣品表面掃描，將產(chǎn)生的二次電子用特制的探掃描式測器收集，形成電信號(hào)運(yùn)送到顯像管，在熒光屏上顯示物體（細(xì)胞、組織等）表面的立體構(gòu)像，可攝制成照片。用于觀察樣品表面的形貌結(jié)構(gòu)。九月 227 電子顯微鏡 ：一種高精密度的電子光學(xué)儀器，用九月 226九月 228九月 227掃描電鏡的特點(diǎn)九月 229掃描電鏡的特點(diǎn)九月 228 電子束沖擊樣品，利用從樣品表面發(fā)射的二次電子成像，這樣所觀察的就不是樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而是表面的特征。 觀察

3、表面形貌，富于立體感九月 2210 電子束沖擊樣品，利用從樣品表面發(fā)射的二次電子九月 229景深長，立體感強(qiáng)“景深”是用以表達(dá)縱深方向?qū)哟渭?xì)節(jié)程度的度量，數(shù)值不固定，與放大倍數(shù)和分辨率有關(guān)。掃描電鏡景深大，圖像立體感強(qiáng)。掃描電鏡的景深比光學(xué)顯微鏡大幾百倍，比透射電鏡大十倍左右，并且可不受樣品大小和厚度的限制。 九月 2211景深長，立體感強(qiáng)“景深”是用以表達(dá)縱深方向?qū)哟尉旁?2210放大范圍廣，分辨率高 光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)一般為12000倍，最大分辨率為0.11微米。 透射電鏡的放大倍數(shù)為2或3千100萬倍，分辨率為0.20.5納米。 掃描電鏡的放大倍數(shù)可從數(shù)十倍、直到十幾萬倍，它的有效放大

4、范圍廣，使用方便。這樣既可在低倍時(shí)觀察一個(gè)蚊子的全貌，又能逐步放大后，不同程度的觀察其某些局部的細(xì)微結(jié)構(gòu)。分辨率可達(dá)幾個(gè)納米。 九月 2212放大范圍廣，分辨率高 光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)一般九月 2211可觀察塊狀標(biāo)本 由于掃描電鏡是收集樣品的二次電子進(jìn)行成像，樣品放在物鏡強(qiáng)磁場以外，因此可有足夠的空間來放置大塊標(biāo)本，標(biāo)本體積一般可為0.510cm3。九月 2213可觀察塊狀標(biāo)本 由于掃描電鏡是收集樣品的二次電九月 2212樣品制備簡單 與透射電鏡樣品制備相比，制備過程較簡單，不需包埋、切片。有些樣品含水分較少，干燥過程不易變形時(shí)，可不經(jīng)任何處理或簡單噴鍍金屬后即可放于掃描電鏡下進(jìn)行觀察。 九月

5、 2214樣品制備簡單 與透射電鏡樣品制備相比，制備過程九月 2213可結(jié)合元素分析 可結(jié)合能譜儀或波譜儀進(jìn)行X射線顯微分析，這樣可在觀察形貌的同時(shí)逐點(diǎn)進(jìn)行細(xì)胞結(jié)構(gòu)的元素分析，便于進(jìn)行快速綜合的研究。 九月 2215可結(jié)合元素分析 可結(jié)合能譜儀或波譜儀進(jìn)行X射九月 2214掃描電鏡的基本結(jié)構(gòu)和原理 九月 2216掃描電鏡的基本結(jié)構(gòu)和原理 九月 2215掃描電鏡重要組成部分 形成電子探針的電子光學(xué)系統(tǒng) 探針的電子束打擊樣品表面形成信息信號(hào) 檢測系統(tǒng) 電子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)九月 2217掃描電鏡重要組成部分 形成電子探針的電子光九月 2216電子探針與樣品的交互作用一束細(xì)聚焦的電子束轟擊樣品表面時(shí)，入射電子

6、與樣品的原子核和核外電子將產(chǎn)生彈性或非彈性散射作用，并激發(fā)出反映樣品形貌、結(jié)構(gòu)和組成的各種信息，如：二次電子、背散射電子、陰極發(fā)光、特征X 射線、俄歇過程和俄歇電子、吸收電子、透射電子等。九月 2218電子探針與樣品的交互作用一束細(xì)聚焦的電子束轟擊九月 2217二次電子成像原理 入射電子與樣品相互作用后，使樣品原子較外層電子電離產(chǎn)生的電子，稱二次電子。習(xí)慣上把能量小于50eV電子統(tǒng)稱為二次電子，僅在樣品表面5nm10nm的深度內(nèi)才能逸出表面 掃描電鏡熒光屏上以亮度不同來反映物體表面的形貌。越亮，表面約突出；越暗，越凹陷。樣品表面高低參差，凹凸不平，而電子束中各個(gè)電子以幾乎平行方向打擊至樣品表面

7、，但在樣品表面不同點(diǎn)上受電子作用力的角度不同，激發(fā)出的二次電子量亦不同。 二次電子是由固定位置的集電器所收集，由于電子束至樣品表面各點(diǎn)的入射角不同，引起二次電子向空間散射的角度也不同，結(jié)果進(jìn)入集電器中二次電子的數(shù)量也有不同。 因此進(jìn)入集電器的二次電子數(shù)量是樣品表面特征和入射角的函數(shù)，圖像上的亮度也受上述二因素影響。在樣品凸出的地方，以及面向集電器的方向，所成圖像較亮，反之則較暗。九月 2219二次電子成像原理 入射電子與樣品相互作用后，使九月 2218其他影響因素 原子序數(shù)的差異原子序數(shù)高的元素，二次電子發(fā)射強(qiáng)；反之原子序數(shù)低的元素，二次電子發(fā)射弱。因此樣品結(jié)構(gòu)內(nèi)元素的不同，在圖像上也會(huì)形成一

8、定的亮度差異。 樣品的邊緣和尖端效應(yīng)導(dǎo)電性能差的樣品經(jīng)常容易產(chǎn)生充、放電現(xiàn)像，以及樣品的電磁特性等也會(huì)造成二次電子發(fā)射數(shù)量上的差異和對(duì)電子軌跡產(chǎn)生偏折的影響。九月 2220其他影響因素 原子序數(shù)的差異九月 2219二次電子檢測九月 2221二次電子檢測九月 2220九月 2222九月 2221掃描電鏡生物樣品制備技術(shù) 九月 2223掃描電鏡生物樣品制備技術(shù) 22掃描電鏡樣品制作步驟取材：樣品（如血細(xì)胞、組織）面積小于樣品臺(tái)，樣品編號(hào)。清洗：清除樣品表面的黏液、油脂、蠟質(zhì)、雜質(zhì)等蒸餾水；超聲波；蛋白水解酶；磷酸緩沖液、生理鹽水；脂溶劑；（不損傷樣品表面細(xì)節(jié)）固定：2.5%戊二醛、1鋨酸雙固定清洗

9、：磷酸緩沖液脫水及置換：乙醇、丙酮、醋酸異戊酯等 臨界點(diǎn)干燥：臨界點(diǎn)干燥儀 樣品粘貼：樣品臺(tái)或載玻片上金屬鍍膜：金、鉑、金/鉑（6/4）、鉑/鈀（7/3）、離子濺射法 真空鍍膜法 掃描電鏡觀察24掃描電鏡樣品制作步驟取材：樣品（如血細(xì)胞、組織）面積小于23幾種常見生物掃描電鏡樣品的取樣準(zhǔn)備組織樣本血管腔、肺泡腔等，需將材料進(jìn)行簡單切割，保證腔面表面不受破壞。樣品基底部盡量切割平整，便于樣品粘臺(tái)含水量少的樣品花粉、藥粉：干燥后，均勻地粘貼在樣品臺(tái)上，直接噴金觀察頭發(fā)、果殼：表面清洗干凈，烘干，粘貼、噴金、觀察血細(xì)胞一小片蓋玻片用1聚乙烯醇縮甲醛（Formvar)制膜；一小滴抗凝血滴在制好膜的蓋玻

10、片上，自然靜置20min，用濾紙條吸干表面及四周多余的液體；2.5戊二醛固定12小時(shí)，以后步驟同普通樣品制備。培養(yǎng)細(xì)胞事先將細(xì)胞培養(yǎng)在適合大小的玻璃片（如圓形細(xì)胞爬片）上，停止培養(yǎng)時(shí)先棄去細(xì)胞培養(yǎng)液，再用0.1mol/L的磷酸緩沖液漂洗； 2.5戊二醛固定12小時(shí)25幾種常見生物掃描電鏡樣品的取樣準(zhǔn)備組織樣本九月 2224九月 2226九月 2225經(jīng)與未經(jīng)臨界點(diǎn)干燥細(xì)胞形態(tài)比較九月 2227經(jīng)與未經(jīng)臨界點(diǎn)干燥細(xì)胞形態(tài)比較九月 2226某些溶液的臨界溫度和壓力 九月 2228某些溶液的臨界溫度和壓力 九月 2227九月 2229九月 2228 離子濺射儀九月 2230 離子濺射儀九月 2229 真空鍍膜儀九月 2231 真空鍍膜儀九月 2230掃描電鏡圖片九月 2232掃描電鏡圖片31血細(xì)胞掃描電鏡照片33血細(xì)胞掃描電鏡照片32昆蟲掃描電鏡照片34昆蟲掃描電鏡照片33培養(yǎng)細(xì)胞掃描電鏡照片35培養(yǎng)細(xì)胞掃描電鏡照片34培養(yǎng)細(xì)胞掃描電鏡照片36培養(yǎng)細(xì)胞掃描電鏡照片35培養(yǎng)細(xì)胞掃描電鏡照片37培養(yǎng)細(xì)胞掃描電鏡照片36血管內(nèi)表面掃描電鏡照片38血管內(nèi)表面掃描電鏡照片九月 2237 花粉九月 2239 花粉九月 2238 破壁靈芝孢子粉九月 2240 破壁靈