扫描电子显微镜

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,扫描电子显微镜,扫描电子显微镜,十月 24,2,引言,扫描电镜的特点,扫描电镜的基本结构与原理,扫描电镜的生物样品制备技术,扫描电镜图片,九月 224引言,十月 24,3,引 言,九月 225引 言,十月 24,4,不少工作要求能在保持自然形态的条件下，对样品表面形态特征进行直接观察，如植物花粉、孢子、昆虫等，这些观察要求电镜有较大的景深、较大的观察范围和简单的样品制备过程或不经过任何处理立即进行观察，因此诞生了扫描电镜。,1935,年德国人,Kholl,提出了,SEM,的设计思想与工作原理,1942,年英国剑桥大学在,CW Oatley,指导下制成世界上第一台,SEM,九月 226 不少工作要求能在保持自然形态的条件下，对样品表,十月 24,5,电子显微镜：一种高精密度的电子光学仪器，用电子束成像，具有较高分辨率和放大倍数，是观察和研究物质微观结构的重要工具。,扫描电子显微镜（扫描电镜，,SEM,）：用极细的电子束在样品表面扫描，将产生的二次电子用特制的探扫描式测器收集，形成电信号运送到显像管，在荧光屏上显示物体（细胞、组织等）表面的立体构像，可摄制成照片。用于观察样品表面的形貌结构。,九月 227 电子显微镜：一种高精密度的电子光学仪器，用,十月 24,6,九月 228,十月 24,7,扫描电镜的特点,九月 229扫描电镜的特点,十月 24,8,电子束冲击样品，利用从样品表面发射的二次电子成像，这样所观察的就不是样品的内部结构，而是表面的特征。,观察表面形貌，富于立体感,九月 2210 电子束冲击样品，利用从样品表面发射的二次电子,十月 24,9,景深长，立体感强,“景深”是用以表达纵深方向层次细节程度的度量，数值不固定，与放大倍数和分辨率有关。扫描电镜景深大，图像立体感强。扫描电镜的景深比光学显微镜大几百倍，比透射电镜大十倍左右，并且可不受样品大小和厚度的限制。,九月 2211景深长，立体感强“景深”是用以表达纵深方向层次,十月 24,10,放大范围广，分辨率高,光学显微镜的放大倍数一般为,1,2000,倍，最大分辨率为,0.1,1,微米。,透射电镜的放大倍数为,2,或,3,千,100,万倍，分辨率为,0.2,0.5,纳米。,扫描电镜的放大倍数可从数十倍、直到十几万倍，它的有效放大范围广，使用方便。这样既可在低倍时观察一个蚊子的全貌，又能逐步放大后，不同程度的观察其某些局部的细微结构。分辨率可达几个纳米。,九月 2212放大范围广，分辨率高 光学显微镜的放大倍数一般,十月 24,11,可观察块状标本,由于扫描电镜是收集样品的二次电子进行成像，样品放在物镜强磁场以外，因此可有足够的空间来放置大块标本，标本体积一般可为,0.510cm3,。,九月 2213可观察块状标本 由于扫描电镜是收集样品的二次电,十月 24,12,样品制备简单,与透射电镜样品制备相比，制备过程较简单，不需包埋、切片。有些样品含水分较少，干燥过程不易变形时，可不经任何处理或简单喷镀金属后即可放于扫描电镜下进行观察。,九月 2214样品制备简单 与透射电镜样品制备相比，制备过程,十月 24,13,可结合元素分析,可结合能谱仪或波谱仪进行,X,射线显微分析，这样可在观察形貌的同时逐点进行细胞结构的元素分析，便于进行快速综合的研究。,九月 2215可结合元素分析 可结合能谱仪或波谱仪进行X射,十月 24,14,扫描电镜的基本结构和原理,九月 2216扫描电镜的基本结构和原理,十月 24,15,扫描电镜重要组成部分,形成电子探针的电子光学系统,探针的电子束打击样品表面形成信息信号,检测系统,电子偏转系统,九月 2217扫描电镜重要组成部分 形成电子探针的电子光,十月 24,16,电子探针与样品的交互作用,一束细聚焦的电子束轰击样品表面时，入射电子与样品的原子核和核外电子将产生弹性或非弹性散射作用，并激发出反映样品形貌、结构和组成的各种信息，如：二次电子、背散射电子、阴极发光、特征,X,射线、俄歇过程和俄歇电子、吸收电子、透射电子等。,九月 2218电子探针与样品的交互作用一束细聚焦的电子束轰击,十月 24,17,二次电子成像原理,入射电子与样品相互作用后，使样品原子较外层电子电离产生的电子，称二次电子。习惯上把能量小于,50eV,电子统称为二次电子，仅在样品表面,5nm,10nm,的深度内才能逸出表面,扫描电镜荧光屏上以亮度不同来反映物体表面的形貌。越亮，表面约突出；越暗，越凹陷。,样品表面高低参差，凹凸不平，而电子束中各个电子以几乎平行方向打击至样品表面，但在样品表面不同点上受电子作用力的角度不同，激发出的二次电子量亦不同。,二次电子是由固定位置的集电器所收集，由于电子束至样品表面各点的入射角不同，引起二次电子向空间散射的角度也不同，结果进入集电器中二次电子的数量也有不同。,因此进入集电器的二次电子数量是样品表面特征和入射角的函数，图像上的亮度也受上述二因素影响。在样品凸出的地方，以及面向集电器的方向，所成图像较亮，反之则较暗。,九月 2219二次电子成像原理 入射电子与样品相互作用后，使,十月 24,18,其他影响因素,原子序数的差异,原子序数高的元素，二次电子发射强；反之原子序数低的元素，二次电子发射弱。因此样品结构内元素的不同，在图像上也会形成一定的亮度差异。,样品的边缘和尖端效应,导电性能差的样品经常容易产生充、放电现像，以及样品的电磁特性等也会造成二次电子发射数量上的差异和对电子轨迹产生偏折的影响。,九月 2220其他影响因素 原子序数的差异,十月 24,19,二次电子检测,九月 2221二次电子检测,十月 24,20,九月 2222,十月 24,21,扫描电镜生物样品制备技术,九月 2223扫描电镜生物样品制备技术,22,扫描电镜样品制作步骤,取材：,样品（如血细胞、组织）面积小于样品台，样品编号。,清洗：清除样品表面的黏液、油脂、蜡质、杂质等,蒸馏水；超声波；蛋白水解酶；磷酸缓冲液、生理盐水；脂溶剂；（不损伤样品表面细节）,固定：,2.5%,戊二醛、,1,锇酸双固定,清洗：,磷酸缓冲液,脱水及置换：,乙醇、丙酮、醋酸异戊酯等,临界点干燥：,临界点干燥仪,样品粘贴：,样品台或载玻片上,金属镀膜：金、铂、金,/,铂（,6/4,）、铂,/,钯（,7/3,）、,离子溅射法 真空镀膜法,扫描电镜观察,24扫描电镜样品制作步骤取材：样品（如血细胞、组织）面积小于,23,几种常见生物扫描电镜样品的取样准备,组织样本,血管腔、肺泡腔等，需将材料进行简单切割，保证腔面表面不受破坏。样品基底部尽量切割平整，便于样品粘台,含水量少的样品,花粉、药粉：干燥后，均匀地粘贴在样品台上，直接喷金观察,头发、果壳：表面清洗干净，烘干，粘贴、喷金、观察,血细胞,一小片盖玻片用,1,聚乙烯醇缩甲醛（,Formvar),制膜；一小滴抗凝血滴在制好膜的盖玻片上，自然静置,20min,，用滤纸条吸干表面及四周多余的液体；,2.5,戊二醛固定,1,2,小时，以后步骤同普通样品制备。,培养细胞,事先将细胞培养在适合大小的玻璃片（如圆形细胞爬片）上，停止培养时先弃去细胞培养液，再用,0.1mol/L,的磷酸缓冲液漂洗；,2.5,戊二醛固定,1,2,小时,25几种常见生物扫描电镜样品的取样准备组织样本,十月 24,24,九月 2226,十月 24,25,经与未经临界点干燥细胞形态比较,九月 2227经与未经临界点干燥细胞形态比较,十月 24,26,某些溶液的临界温度和压力,九月 2228某些溶液的临界温度和压力,十月 24,27,九月 2229,十月 24,28,离子溅射仪,九月 2230 离子溅射仪,十月 24,29,真空镀膜仪,九月 2231 真空镀膜仪,十月 24,30,扫描电镜图片,九月 2232扫描电镜图片,31,血细胞扫描电镜照片,33血细胞扫描电镜照片,32,昆虫,扫描电镜照片,34昆虫扫描电镜照片,33,培养细胞扫描电镜照片,35培养细胞扫描电镜照片,34,培养细胞扫描电镜照片,36培养细胞扫描电镜照片,35,培养细胞扫描电镜照片,37培养细胞扫描电镜照片,36,血管内表面扫描电镜照片,38血管内表面扫描电镜照片,十月 24,37,花粉,九月 2239 花粉,十月 24,38,破壁灵芝孢子粉,九月 2240 破壁灵芝孢子粉,十月 24,39,细菌,九月 2241 细菌,十月 24,40,滤纸,九月 2242 滤纸,十月 24,41,材料,九月 2243 材料,十月 24,42,材料,九月 2244材料,十月 24,43,鼻粘膜,九月 2245 鼻粘膜,十月 24,44,角膜内皮细胞,九月 2246角膜内皮细胞,45,头发,47头发,十月 24,46,骨片陷窝,九月 2248 骨片陷窝,感谢聆听,感谢聆听,