Imageamento por MEV de Amostras Biológicas

Visão Geral

Fonte: Peiman Shahbeigi-Roodposhti e Sina Shahbazmohamadi, Departamento de Engenharia Biomédica, Universidade de Connecticut, Storrs, Connecticut

Um microscópio eletrônico de varredura (SEM) é um instrumento que usa um feixe de elétrons para imagem não destrutiva e caracterizar materiais condutivos em um vácuo. Como analogia, um feixe de elétrons é para o SEM como a luz é para o microscópio óptico. A diferença é que o microscópio eletrônico produz imagens de resolução e ampliação muito maiores. Os melhores microscópios ópticos normalmente têm uma resolução de até 200 nm, enquanto os SEMs geralmente reivindicam uma resolução de 0,5 nm. Isso se deve ao fato de que os microscópios ópticos são limitados pela difração das ondas, uma função do comprimento de onda, que é em torno de 500 nm para luz visível. Por outro lado, o SEM usa um feixe de elétrons energizado, que como um comprimento de onda de 1 nm. Essa característica as torna ferramentas muito confiáveis para o estudo de nano e microestruturas. Microscópios eletrônicos também permitem o estudo de amostras biológicas com tamanhos de características muito pequenos para microscopia óptica.

Esta demonstração fornece uma introdução à preparação da amostra e aquisição inicial de imagens de amostras biológicas usando um microscópio eletrônico de varredura. Neste caso, será estudado um andaime celular de colágeno-hidroxiapatita (HA). O ambiente de vácuo do SEM e o carregamento induzido pelo feixe de elétrons em amostras não condutoras (como matéria orgânica) criam desafios que serão abordados na preparação. As vantagens e desvantagens de diferentes métodos de imagem no que se referem à resolução, profundidade de foco e tipo de amostra também serão discutidas. O objetivo desta demonstração é dar ao participante mais informações sobre o SEM para determinar se este módulo de microscopia é o melhor adequado para um tipo de amostra biológica.

Procedimento

1. Preparação da amostra

  1. Use luvas e tome precauções para evitar contaminação ao manusear a amostra.
  2. Certifique-se de que a amostra no slide está seca e não há contaminação na amostra. Isso ocorre porque o SEM mede a caracterização da superfície, e esses defeitos podem dificultar severamente o sinal.
  3. Se a amostra estiver carregada em uma lâmina de vidro padrão, diminua o tamanho da amostra marcando o slide com um cortador de vidro com ponta de diamante em linha reta e empurre suavemente a li

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Resultados

As imagens SEM nas Figuras 3 e 4 mostram que a estrutura imagem é altamente tridimensional com características de microescala. A qualidade da imagem é afetada pelo foco e pela espessura do revestimento da sputter.

Figure 4
Figura 3: As imagens a seguir demonstram como o foco da amostra pode afetar a qualidade da imagem.  Na imagem à ...

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Aplicação e Resumo

Aqui demonstramos a profundidade de foco, campo de visão e resolução máxima e ampliação de um microscópio eletrônico e como essas propriedades podem ser usadas para visualizar amostras biológicas. Esta demonstração foi projetada para ajudar os espectadores a decidir qual módulo de microscopia é o melhor para uma determinada aplicação. Como demonstrado, o SEM tem uma profundidade de foco muito alta, resolução muito maior e ampliações maiores. No entanto, não é apropriado para todos os tipos de amostra...

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Referências
  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

Pular para...

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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