若“量子電鏡”實際指透射電子顯微鏡(TEM)或掃描電鏡(SEM)等高精度電鏡,其樣品制備需遵循以下技術(shù)規(guī)范,以確保成像質(zhì)量與分析結(jié)果的準(zhǔn)確性:
一、樣品代表性要求
生物組織:需避免切割或固定導(dǎo)致的人為假象,取材要快,通常在1分鐘內(nèi)浸入電鏡前固定液(如戊二醛),且全程操作需保持在0-4℃的環(huán)境中,防止組織自溶。組織塊大小一般控制在1.0mm×1.0mm×1.0mm或2×1×1mm長形小條,觀察面需與長軸垂直。
材料樣品:需選取具有典型性的區(qū)域,避免局部缺陷干擾整體分析。例如,金屬樣品需通過機(jī)械拋光至表面粗糙度滿足要求,脆性材料(如陶瓷)適用離子切割法降低微裂紋產(chǎn)生。
二、厚度與尺寸控制
透射電鏡(TEM):樣品厚度通常需小于100納米,以使電子束能夠穿透。對于塊狀樣品,需通過離子減薄、電解雙噴或聚焦離子束(FIB)等技術(shù)減薄至目標(biāo)厚度。例如,金屬樣品可用電解雙噴法,陶瓷樣品則需采用離子減薄法,過程可能持續(xù)2-5天。
掃描電鏡(SEM):樣品尺寸需適配樣品臺規(guī)格,表面需平整無刀痕。對于粉末樣品,需通過超聲波分散后滴加至碳支持膜上,避免團(tuán)聚;納米顆粒則需通過微柵或超薄碳膜承載。
三、清潔與穩(wěn)定性要求
表面清潔:樣品表面及制備工具需嚴(yán)格清潔,避免引入塵埃、油脂或化學(xué)殘留。生物樣品需在固定后徹底沖洗緩沖液;金屬材料需防止氧化層形成,必要時在惰性氣體環(huán)境中處理。
穩(wěn)定性增強(qiáng):生物樣品需通過脫水、樹脂包埋或冷凍固定增強(qiáng)穩(wěn)定性。例如,采用梯度乙醇或丙酮脫水,避免組織收縮;使用環(huán)氧樹脂包埋后,通過超薄切片機(jī)獲得50-70納米切片。易揮發(fā)材料需采用低溫傳輸或鍍膜技術(shù)保護(hù)。
四、導(dǎo)電性處理(針對非導(dǎo)電樣品)
非導(dǎo)電樣品(如生物組織、高分子材料)需噴鍍金或碳層(厚度5-10納米)以消除荷電效應(yīng),確保成像清晰。鍍膜均勻性需通過標(biāo)準(zhǔn)樣品校準(zhǔn),推薦使用真空蒸發(fā)或濺射鍍膜技術(shù)。
五、特殊樣品制備技術(shù)
冷凍電鏡技術(shù):適用于含水或熱敏感樣品,需快速冷凍至玻璃態(tài),避免冰晶形成。冷凍斷裂面可通過復(fù)型技術(shù)(如鉑-碳投影)復(fù)制表面形貌。
負(fù)染色技術(shù):病毒或蛋白質(zhì)顆粒可采用醋酸鈾負(fù)染色增強(qiáng)對比度,便于觀察微觀結(jié)構(gòu)。
FIB銑削技術(shù):針對半導(dǎo)體或涂層材料,可通過機(jī)械切割-膠合-拋光流程制備截面樣品,F(xiàn)IB銑削可實現(xiàn)納米級定位加工,滿足高精度分析需求。