생물학적 시료의 SEM 이미징

Overview

출처: 페이만 샤베이기-루드포스티와 시나 샤바즈모하마디, 생물의학 공학과, 코네티컷 대학교, 스토스, 코네티컷

스캐닝 전자 현미경(SEM)은 전자 빔을 사용하여 진공 상태에서 전도성 물질을 비파괴적으로 이미지화하고 특성화하는 계측기입니다. 비유로서, 전자빔은 광현미경에 빛이 있는 것처럼 SEM에 있다. 차이점은 전자 현미경이 훨씬 더 높은 해상도와 배율의 이미지를 산출한다는 것입니다. 최고의 광학 현미경은 일반적으로 200 nm까지 해상도를 가지고, SEM은 일반적으로 0.5 nm의 해상도를 주장하는 반면. 이는 광현미경이 가시광선의 약 500nm인 파장의 화절에 의해 광학 현미경이 제한되어 있기 때문이다. 반대로, SEM은 1nm의 파장으로 활력을 공급되는 전자 빔을 사용합니다. 이 특성은 나노 및 미세 구조의 연구를위한 매우 신뢰할 수있는 도구를 만든다. 전자 현미경은 또한 광학 현미경검사에 너무 작은 특징 크기를 가진 생물학 견본의 연구 연구를 가능하게 합니다.

본 데모는 스캐닝 전자 현미경을 이용한 생물학적 시료의 샘플 제제 및 초기 이미지 수집에 대한 소개를 제공한다. 이 경우 콜라겐-하이드록시아파티트(HA) 세포 비계를 연구할 것이다. SEM의 진공 환경과 비전도성 샘플(예: 유기물)에 전자 빔에 의한 유도된 충전은 준비 과정에서 해결될 과제를 생성합니다. 해상도, 초점 깊이 및 샘플 유형과 관련이 있는 다양한 이미징 방법의 장점과 단점도 논의될 것입니다. 이 데모의 목적은 참가자에게 SEM에 대한 자세한 정보를 제공하여 이 현미경 모듈이 생물학적 샘플 유형에 가장 적합한지 확인하는 것입니다.

Procedure

1. 샘플 준비

  1. 장갑을 착용하고 샘플을 처리 할 때 오염을 방지하기 위해 예방 조치를 취하십시오.
  2. 슬라이드의 샘플이 건조되고 시료에 오염이 없는지 확인하십시오. 이는 SEM이 표면 특성화를 측정하고 이러한 결함으로 인해 신호를 심각하게 방해할 수 있기 때문입니다.
  3. 샘플이 표준 유리 슬라이드에 로드되는 경우, 다이아몬드 팁 유리 커터로 슬라이드를 직선으로 채점하여 샘플의 크기를 줄이고 유리가 파손될 때까지 점수가 높은 라인을 부드럽게 밀어냅니다.
  4. 시료에 따라 동일한 원소 조성물을 갖지 않는 코팅을 선택하십시오(EDS가 수신한 신호를 방해합니다). 이 데모를 위해 금 팔라듐 코팅이 사용됩니다.
  5. 스퍼터 코터를 지시대로 사용하십시오. 장비가 적절한 커버리지를 가진 얇은 코팅을 위해 약 40 s의 샘플을 스퍼터로 보도록하십시오.
  6. 전도성 양면 탄소 테이프를 사용하여 샘플을 SEM 스텁에 장착합니다. 이 테이프는 또한 비 전도성 슬라이

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Results

그림 3과 4의 SEM 이미지는 이미지 구조가 마이크로 스케일 기능으로 매우 3차원임을 보여줍니다. 이미지 품질은 스퍼터 코팅의 초점과 두께에 의해 영향을 받습니다.

Figure 4
그림 3: 다음 이미지는 샘플 초점이 이미지 품질에 미치는 영향을 보여줍니다.  오른...

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Application and Summary

여기서 우리는 초점의 깊이, 시야 및 전자 현미경의 최대 해상도 및 배율을 입증하고 이러한 특성이 생물학적 샘플을 보는 데 어떻게 사용될 수 있는지를 보여주었습니다. 이 데모는 시청자가 특정 응용 프로그램에 가장 적합한 현미경 모듈을 결정하는 데 도움이 되도록 설계되었습니다. 입증된 바와 같이, SEM은 매우 높은 초점 깊이, 훨씬 더 높은 해상도 및 더 큰 배율을 가지고 있습니다. 그러나 ...

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References
  1. Oatley, C. W., W. C. Nixon, and R. F. W. Pease. "Scanning electron microscopy." Advances in Electronics and Electron Physics 21 (1966): 181-247.
  2. Goldstein, Joseph, et al. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis: a text for biologists, materials scientists, and geologists. Springer Science & Business Media, 2012.
  3. 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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0:07

Overview

1:04

Principles of SEM

3:33

Preparing and Loading the Sample

4:53

Imaging the Sample with SEM

5:59

Results

6:22

Applications

8:38

Summary

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