如何在掃描電鏡中進行低溫樣品成像
日期：2024-07-26
在掃描電鏡（SEM）中進行低溫樣品成像（也稱為冷凍SEM或Cryo-SEM）可以有效保留樣品的原始結構和水分狀態，尤其適用于生物樣品、聚合物和其他對溫度敏感的材料。以下是詳細的步驟和方法來進行低溫樣品成像：
1. 樣品制備
快速冷凍
高壓冷凍：使用高壓冷凍儀將樣品迅速冷凍至液氮溫度（-196°C）以下，以防止冰晶形成。
浸入冷凍：將樣品快速浸入液氮或液氦中冷凍。
樣品固定
固定樣品：將冷凍的樣品固定在冷凍樣品架上，確保樣品與樣品架緊密接觸，減少熱傳導。
樣品處理（可選）
冷凍斷裂：對于需要觀察內部結構的樣品，可以進行冷凍斷裂處理。在冷凍狀態下將樣品劈開，暴露出內部結構。
冷凍替換：用有機溶劑（如丙酮或甲醇）替換樣品中的水分，然后冷凍干燥。這種方法可以減少冰晶形成，適合某些特殊樣品。
2. 低溫轉移
冷凍轉移系統
使用冷凍轉移系統：將冷凍樣品從冷凍裝置轉移到SEM的冷凍樣品室中。冷凍轉移系統通常包括冷凍樣品盒和冷凍轉移桿，確保樣品在低溫環境下轉移，避免升溫和冰晶形成。
3. 冷凍SEM系統設置
安裝冷凍樣品室
冷凍樣品室：安裝冷凍樣品室或冷凍臺在SEM中，確保樣品在低溫條件下成像。冷凍樣品室通常帶有冷卻裝置，可以保持樣品在低溫環境中。
低溫成像設置
溫度控制：在SEM控制面板中設置冷凍樣品室的溫度，通常在-150°C到-190°C之間。確保樣品在整個成像過程中保持低溫。
真空度控制：調整SEM樣品室的真空度，適應低溫環境下的樣品觀測。
4. 成像和數據采集
低加速電壓和低束流
低加速電壓：使用低加速電壓（通常在1-5 kV之間）減少電子束對冷凍樣品的損傷。
低束流強度：減少束流強度，避免高能電子束對樣品的加熱和損傷。
實時監控
實時監控：在成像過程中實時監控樣品溫度和真空度，確保樣品始終處于低溫狀態。
成像和數據采集
高分辨率成像：在低溫條件下進行高分辨率成像，獲取樣品的詳細結構信息。
圖像保存：保存和記錄成像數據，確保數據的完整性和可靠性。
5. 后處理和維護
樣品后處理
樣品儲存：完成成像后，將樣品儲存在低溫環境中，防止升溫和結構變化。
樣品處理：根據實驗需要，對樣品進行進一步處理或分析。
設備維護
定期檢查：定期檢查和維護冷凍SEM系統，包括冷凍樣品室、冷卻裝置和真空系統，確保設備正常運行。
清潔設備：定期清潔冷凍樣品室和樣品轉移系統，防止污染和損壞。
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作者：澤攸科技