《EM样品的制备》课件2

EM样品的制备电子显微镜(EM)是一种强大的工具，可以观察纳米级尺度的样品。EM样品的制备是整个实验过程中的关键步骤，它直接影响成像效果和结果的准确性。课程目标掌握EM样品制备方法了解EM样品制备的原理和步骤，熟练掌握常用技术。理解样品制备对成像的影响认识不同样品处理方法对最终成像结果的影响。学会分析EM图像掌握基本图像分析技巧，识别常见结构和特征。什么是EM?EM是指透射电子显微镜(TransmissionElectronMicroscope)的缩写。透射电子显微镜是一种高分辨率显微镜，利用电子束照射样品，并通过透射电子形成图像。EM可以观察到纳米尺度的微观结构，对于材料科学、生物学、医学等领域的研究具有重要意义。EM样品制备的重要性清晰的微观结构高质量的样品保证图像清晰，细节丰富，为后续分析提供可靠基础。提高研究数据的准确性和可信度，避免错误结论，为科研工作提供更准确的信息。精确的结构分析准确的样品制备可以避免样品变形或结构损伤，保证分析结果的真实性。为深入理解材料的微观结构，性质和功能提供可靠依据。EM样品制备的基本流程样品前处理样品需要经过清洗、干燥等步骤，确保其清洁无污染。固定用化学试剂将样品固定，保持其原始结构和形态。脱水将样品中的水分去除，防止其在后续步骤中发生变形。临界点干燥用二氧化碳等临界流体替代水，防止样品发生收缩或变形。镀膜用金属或碳材料对样品进行镀膜，提高其导电性或表面清晰度。切割将样品切成合适的尺寸，方便装载到扫描电子显微镜中。装夹将样品固定在样品台上，确保其稳定性。上样将样品台放入扫描电子显微镜的样品室内。观察使用扫描电子显微镜对样品进行观察和分析。样品前处理1清洗去除样品表面的污垢和杂质2干燥避免水滴影响观察结果3固定维持样品形态和结构样品前处理是EM样品制备的重要环节，它能够去除样品表面的污垢和杂质，防止水滴对观察结果的影响，并通过固定维持样品形态和结构。这对于获得清晰、真实的图像至关重要。化学固定化学固定是EM样品制备的关键步骤，目的是使细胞或组织结构固定在特定的状态。1固定剂选择根据样品类型选择合适固定剂2浸泡固定将样品浸泡在固定剂中3冲洗去除多余固定剂常用的固定剂包括戊二醛、多聚甲醛等。固定剂的选择应考虑样品的类型和实验目的。脱水1脱水步骤脱水是EM样品制备的关键步骤之一，旨在将样品中的水分去除，防止样品在后续步骤中发生变形或损坏。2常用方法常用的脱水方法包括梯度乙醇脱水、丙酮脱水、二氧化碳临界点干燥等，选择合适的脱水方法取决于样品的性质和实验要求。3注意事项在脱水过程中，需要注意控制温度和时间，避免样品发生过度收缩或变形，同时也要注意避免使用对样品有害的化学试剂。临界点干燥1步骤一：置换用液态二氧化碳替代样品中的脱水剂，例如乙醇，避免样品表面张力过大而产生形变或收缩。2步骤二：加压将密闭容器内的二氧化碳气体加压至临界点压力，使二氧化碳处于超临界状态，此时二氧化碳具有液态和气态的双重性质。3步骤三：升温将密闭容器中的二氧化碳缓慢升温至临界点温度，使超临界二氧化碳完全汽化，并带走样品表面的水分，从而达到干燥的目的。离子溅射镀膜1材料的选择根据样品特性选择合适的材料2镀膜厚度控制镀膜厚度，获得最佳图像效果3镀膜时间根据样品大小和厚度，调节镀膜时间4镀膜电流调整电流，控制镀膜速度和厚度离子溅射镀膜是EM样品制备的重要步骤，通过溅射金属或其他材料形成一层薄膜，使样品表面导电，提高图像质量。样品切割目的切割样品至合适的尺寸，适合电镜观察。工具切片机、镊子、刀片。步骤用镊子夹住样品用切片机将样品切割成小块确保切面平整光滑注意事项切割过程中应注意安全，避免划伤。样品装夹样品装夹是EM样品制备过程中至关重要的步骤，直接影响到后续的观察和分析效果。1选择合适的样品台根据样品的尺寸和形状选择合适的样品台，确保样品能够稳定固定。2固定样品使用导电胶或其他粘合剂将样品固定在样品台上，避免样品在观察过程中发生移动。3调整样品位置将样品调整到合适的位置，确保目标区域处于观察视野内。样品上样样品上样是将准备好的样品放置到样品台上，确保样品能稳定地固定，并能被电子束照射到。1选择合适的样品台根据样品的大小和形状选择合适的样品台，确保样品能稳定固定。2放置样品将样品放置到样品台上，确保样品处于中心位置。3固定样品使用导电胶或其他固定方法固定样品，防止样品在真空环境中移动或脱落。样品转移进机准备工作检查真空系统是否稳定，确保样品仓内无污染。样品转移将样品小心地放置在样品台上，避免接触其他部件。锁定样品使用样品夹具将样品固定在样品台上，确保样品位置稳定。抽真空关闭样品仓门，启动真空系统，抽真空至所需压力。样品对中使用电子束对中系统，将样品调整至电子束中心位置。样品调焦1粗调移动载物台，使样品大致位于物镜焦点附近。2细调调整物镜焦距，使样品图像清晰锐利。3优化根据需要调整亮度、对比度等参数。调焦过程需要耐心和细致，确保获得最佳成像效果。在调焦过程中，需要根据样品类型和观察目的，选择合适的调焦方法和参数。样品初次观察1样品定位观察样品在载物台上是否放置稳固，确保其不会在扫描过程中移动。2图像清晰度观察图像是否清晰，调节聚焦和亮度，以获得最佳的图像质量。3样品形貌初步观察样品的整体形貌，确定目标区域和需要进一步观察的部位。微观结构观察细胞结构观察细胞的形态、大小、排列方式等，了解细胞的结构特征。材料结构观察材料的晶体结构、缺陷、相变等，了解材料的内部结构和性能。纳米尺度观察纳米材料的形貌、尺寸、组成等，研究纳米材料的独特性能。表面形貌分析利用扫描电子显微镜观察样品表面形貌，可以清晰地了解样品的微观结构，例如颗粒大小、形状、分布、表面粗糙度等等。通过对表面形貌的分析，可以了解材料的性质和性能，例如材料的强度、硬度、韧性等。元素分析元素分布图显示元素在样品中的分布情况。元素含量图提供不同元素的含量信息。分析数据记录11.图像数据记录图像分辨率、放大倍数、拍摄时间等信息。22.测量数据记录长度、面积、体积、角度等数值，并标注测量部位。33.分析数据记录元素成分、浓度、分布等数据，并进行分析。44.实验条件记录样品制备过程、显微镜型号、操作参数等信息。分析结果总结数据整理将获得的图像和数据进行整理分析，得出结论。图像分析根据图像特征，确定样品的微观结构和成分。数据分析利用统计分析方法，对数据进行处理和分析。报告撰写将分析结果整理成报告，并进行展示和讨论。注意事项安全戴防护眼镜，避免样品飞溅。清洁保持工作台面和仪器清洁，避免污染。操作操作规范，避免损坏仪器，避免样品损伤。记录详细记录操作步骤，保存数据。常见问题在EM样品制备过程中，可能会遇到一些常见问题，例如样品脱水不完全，导致样品在干燥过程中出现形变或断裂。此外，样品表面镀膜不均匀，会导致图像质量下降。还有一些问题，例如样品切割时出现断裂，样品装夹不牢固，导致样品在观察过程中发生移动。最后，样品调焦困难，导致图像模糊不清。这些问题都是常见的，也是需要我们认真对待的。只有解决了这些问题，才能获得高质量的EM图像，才能更好地进行分析研究。疑难解答EM样品制备过程中会遇到各种问题，例如样品脱水不彻底、镀膜不均匀、样品切割不平整等等。这些问题会导致最终的图像质量下降，影响分析结果的准确性。遇到问题时，首先要仔细分析问题的原因，例如样品本身的性质、制备过程中的操作步骤等等。其次，要根据问题的具体情况采取相应的解决措施，例如调整脱水时间、改变镀膜参数等等。如果问题比较复杂，建议咨询专业人士，例如EM设备厂商的技术人员或经验丰富的研究人员。实操练习1样品准备选择合适的样品，进行前处理。2仪器操作熟悉电镜的操作流程，进行样品上样。3图像获取调整参数，拍摄清晰的电镜照片。4数据分析使用软件对图像进行分析，得出结论。知识小结EM样品制备流程从样品前处理到转移进机，每个步骤都至关重要。关键技术化学固定、脱水、临界点干燥、离子溅射镀膜等技术保证样品质量。样品观察EM可观察样品微观结构、表面形貌，甚至进行元素分析。注意事项掌握操作技巧，避免污染和损坏样品，确保分析结果准确性。课后思考题11.讨论EM样品制备过程中可能出现的常见问题以及解决方案思考如何避免或解决这些问题,提高样品质量。22.分析不同类型的材料适合哪种EM样品制备方法例如,生物样品和金属材料的制备方法有所不同。33.探讨EM技术在材料科学、生命科学等领域应用的局限性思考如何克服这些局限性，拓展EM技术的应用范围。44.思考如何利用EM技术进行定量分析