掃描電鏡的幾個主要基本概念

作者：admin??????時間：2020年05月09日

• 一、掃描電鏡功能

• 與光學(xué)顯微鏡和透射電子顯微鏡相比，掃描電鏡具有以下特征：

• （1）可以直接觀察樣品表面的結(jié)構(gòu)，樣品的尺寸可以大至120mm×80mm×50mm。

• （2）樣品制備過程簡單，不需要切片。

• （3）樣品可以在樣品室的三維空間中平移和旋轉(zhuǎn)，因此可以從各個角度觀察樣品。

• （4）景深大，圖像充滿三維性。掃描電鏡的景深是光學(xué)顯微鏡的幾百倍，并且是透射電子顯微鏡的幾倍。

• （5）圖像具有寬范圍的放大率和高分辨率。它可以放大十倍到幾十萬倍，它基本上包括從放大鏡，光學(xué)顯微鏡到透射電子顯微鏡的放大倍率范圍。分辨率在光學(xué)顯微鏡和TEM之間，最高可達(dá)3 nm。

• （6）電子束對樣品的損壞和污染很小。

• （7）在觀察形態(tài)的同時，來自樣品的其他信號也可用于微區(qū)組成分析。

• 二、掃描電鏡結(jié)構(gòu)和工作原理

• （一）結(jié)構(gòu)

• 1.鏡筒

• 鏡筒包括電子槍，聚光鏡，物鏡和掃描系統(tǒng)。其功能是產(chǎn)生非常精細(xì)的電子束（直徑約為幾納米）并掃描樣品表面上的電子束，同時激發(fā)各種信號。

• 2.電子信號采集和處理系統(tǒng)

• 在樣品室中，掃描電子束與樣品相互作用以產(chǎn)生各種信號，包括二次電子，背向散射電子，X射線，吸收電子，俄歇電子等。在上述信號中，最重要的是二次電子，它是由入射電子激發(fā)的樣品原子中的外層電子，它是在樣品表面下幾nm到幾十nm的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的 ，生產(chǎn)率主要取決于樣品的形態(tài)和組成。所謂的掃描電圖像是指二次電子圖像，其是用于研究樣品的表面形貌的最有用的電子信號。

• 用于檢測二次電子的檢測器的探針是閃爍體。當(dāng)電子撞擊閃爍體時，1在其中產(chǎn)生光，并且光通過光導(dǎo)傳輸?shù)焦怆姳对龉?，并且光信號也就是說，它被轉(zhuǎn)換成電流信號，然后進(jìn)行預(yù)放大和視頻放大，將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，最后送到顯像管的柵極。

• 3.電子信號顯示和記錄系統(tǒng)

• 掃描電鏡的圖像顯示在陰極射線管（顯像管）上并由照相機(jī)拍攝。有兩個管，一個用于觀察，較低的分辨率，一個長的余輝管，另一個用于照片記錄，具有更高的分辨率和短的余輝管。

• 4.真空系統(tǒng)和動力系統(tǒng)

• 掃描電鏡的真空系統(tǒng)包括機(jī)械泵和油擴(kuò)散泵。真空管的功能是實(shí)現(xiàn)10（4至10（5 Torr）的真空。電源系統(tǒng)提供每個組件所需的特定功率。

• （二）工作原理

• 從電子槍的陰極，直徑20（m~30（電子束的m，通過陽極和陰極之間的加速電壓，到鏡筒，通過聚光器和物鏡的會聚，減少）直徑約為幾毫米的電子探針在物鏡上部的掃描線圈的作用下，電子探針以光柵形狀掃描樣品表面并激發(fā)各種電子信號。這些電子信號被檢測到通過相應(yīng)的探測器，放大，轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成電壓信號，最后送到顯像管的柵極，調(diào)制顯像管的亮度，顯像管中的電子束也經(jīng)過光柵掃描屏幕。

• 這種掃描動作與電子束在樣品表面上的掃描運(yùn)動嚴(yán)格同步，從而獲得襯里。掃描電子圖像對應(yīng)于信號強(qiáng)度，反映了樣品表面的地形特征。2節(jié)掃描電鏡生物樣品制備技術(shù)大多數(shù)生物樣品含有水分并且相對較軟，因此，在掃描電鏡之前，應(yīng)對樣品進(jìn)行相應(yīng)處理。 SEM樣品制備的主要要求是：保存樣品表面結(jié)構(gòu)良好，不變形和污染，樣品干燥，具有良好的導(dǎo)電性。

• 三、樣品的初步處理

• （1）繪圖材料

• 材料的基本要求與TEM樣品制備的基本要求相同。請參閱第14章超薄切片技術(shù)中的要求。然而，對于掃描電鏡，樣品可以略大，面積最大為8mm×8mm，厚度最大為5mm。對于易于卷曲的樣品，如血管，胃腸粘膜等，可以固定在濾紙或卡片紙上，以充分暴露待觀察的組編織表面。

• （2）清洗樣品

• 通過掃描電鏡觀察的區(qū)域通常是樣品的表面，即組織的自由表面。由于樣本取自活組織，樣本表面通常附著血液，組織液或粘液，這將覆蓋樣本的表面結(jié)構(gòu)并影響觀察。因此，應(yīng)在固定樣品前清潔這些沉積物。有幾種清潔方法：

• 1.用等滲鹽水或緩沖液清洗；

• 2.用5％蘇打水清洗；

• 3.通過超聲波振動或酶消化處理。