生物样品的SEM成像
Overview
资料来源:佩曼·沙贝吉-鲁德波什蒂和西娜·沙赫巴兹莫哈马迪，康涅狄格大学生物医学工程系，康涅狄格州斯托尔斯
扫描电子显微镜（SEM）是一种使用电子束进行无损成像和在真空中描述导电材料的仪器。打个比方，电子束是到SEM的，光是光学显微镜的。区别在于电子显微镜产生更高的分辨率和放大倍率的图像。最好的光学显微镜的分辨率通常低于 200 nm，而 SEM 通常要求分辨率为 0.5 nm。这是因为光学显微镜受到波衍射的限制，波的波长函数为可见光约500nm。相反，SEM 使用带电的电子束，其波长为 1 nm。这一特性使它们成为研究纳米和微观结构的可靠工具。电子显微镜还能够研究特征尺寸太小的生物样品，不适合光学显微镜。
本演示介绍了使用扫描电子显微镜制备生物样品和初始图像采集的介绍。在这种情况下，将研究胶原蛋白-羟基磷灰石（HA）细胞支架。SEM 的真空环境和电子束对非导电样品（如有机物）的诱导充电，给制备带来了挑战。还将讨论不同成像方法在分辨率、焦点深度和样本类型方面的优缺点。本演示的目的是向学员提供有关 SEM 的更多信息，以确定此显微镜模块是否适合某种类型的生物样品。
Procedure
1. 样品制备
- 处理样品时，请戴上手套并采取预防措施，避免污染。
- 确保幻灯片上的样品干燥且样品没有污染。这是因为 SEM 测量表面表征，并且这些缺陷会严重阻碍信号。
- 如果样品装载在标准玻璃玻片上，则通过用钻石尖玻璃切割器以直线对滑轨进行评分，并轻轻地将评分线从身体推开，直到玻璃断裂，从而减小样品的大小。
- 根据样品的不同，选择一种没有相同元素成分的涂层（这将阻碍EDS接收的信号）。在本演示中，使用金铂涂层。
- 按照指示使用溅射涂布器。让机器将样品溅射约 40 s，以进行具有足够覆盖的薄涂层。
- 使用导电双面碳胶带将样品安装到 SEM 存根上。如果此胶带安装在非导电滑轨上，则该胶带还应从舞台放置到滑动的顶部，该磁带被溅射，以接地样品。一层薄薄的导电银漆也可以用来提高样品的导电性到阶段。
- 将存根安装到舞台上，并拧紧侧面的螺钉。
2. 成像程序
- 将舞台加载到造型室中。关上门并封住门。然后点击"转移"按钮，打开从装载室到真空的
Results
Application and Summary
References
- Oatley, C. W., W. C. Nixon, and R. F. W. Pease. "Scanning electron microscopy." Advances in Electronics and Electron Physics 21 (1966): 181-247.
- Goldstein, Joseph, et al. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis: a text for biologists, materials scientists, and geologists. Springer Science & Business Media, 2012.
- Carol Heckman, et al. Preparation of cultural cells for scanning electron microscope. Nature Protocols Network, 2007, doi:10.1038/nprot.2007.504
Tags
SEM ImagingBiological SamplesScanning Electron MicroscopyNano ScaleOptical MicroscopesResolutionDepth Of FieldElectron BeamCondenser LensesDetectorHigh Energy Electron BeamFilament CathodeObjective LensRaster ScanningTopographyElemental CompositionCrystallinitySecondary ElectronsBackscattered Electrons
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