是不是样品制备使你停滞不前?

我们总是被仪器能够得到的分辨率困扰,随着仪器设计的不断进步以及极限的不断打破,我们期望仪器得到的数据及图像的清晰度会自然而然的提高。无论你的显微镜是新的或是旧的,如果很难得到高质量的图片,你很可能责怪仪器本身。仪器的使用年限或型号确实是一个因素(场发射仪器或其他),因为这与样品的特性相关–比如导电性,但是我想说的是用最好的方式去制备的样品可以使你得到真正需要的数据。也许正是时候问,“你的样品准备得怎么样?”我跟很多人谈论过这个问题,他们都是一句话,“废物进废物出”。从根本上来说我们在制备样品时要尽可能避免人为因素和瑕疵,从而充分利用越来越常用的场发射和偏差校正仪器。举例来讲,一个抛光的样品首先用刀片或锯切开,包埋并抛光。假定最后的样品用直径为1µm的颗粒研磨,那么我们可以推断表面上会有抛光颗粒3倍大的痕迹。在可能有3µm的划痕存在的情况下就很难看到亚微米级的形貌特征了,更不用说看到50nm甚至更小的纳米尺度的形貌特征了。并且如果你的样品在保存或运输过程中被污染了会怎么样呢?我很老实,非常相信我收到的样品已经处理好了,但是最近当我看到样品在用紫外清洗器(如ZoneSem 清洗器)清洗前后的图像时我大吃一惊,这使我开始考虑样品制备的一般过程。我尤其关注两种方法。第一种是紫外清洁,比等离子体清洗更温和,如下图所示,污染物基本上看不到了,这对于提高形貌特征的观察起到很大的作用。

碳基底上锡的图像,样品经喷金处理。样品在油旋转泵溅射镀膜机中放置过夜。左图:看不到好的表面细节。SEM扫描区域内显示出很强的污染物累积。右图:同样的样品,在紫外清洗器中清洗25分钟后的图像。有机物膜被有效的去除,金颗粒清晰可见,扫描区域内没有新的污染物累积。(图片和文本由日立高科技公司提供)

一旦样品是干净的,需要思考的是,样品室怎么样?也许样品室也需要清洗以保持样品洁净。当我们将SEM和FIB-SEM仪器用于多学科的研究并且越来越多的用于观测生物样品时,样品室很可能会被污染。为了解决这个问题,仪器制造商现在提供“仓内”等离子体清洗器作为仪器的标准配件,像XEI公司的Evactron附件。通过定期清理样品室可以对镜筒和光圈进行维护,使显微镜保持最高分辨率。

至此我讨论的主要是SEM方面的问题,那么对于TEM来说怎么样呢?九月中旬,我帮助RMC 公司和剑桥纳米科技公司组织了一个超薄切片技术课程,我们了解到如果制备条件合适,大多数材料都可以用显微镜用薄片切片机进行切片。这意味着如果在合适的温度(如室温或零下,甚至-120度)切割,我们可以得到合适的样品用在TEM铜网上进行观察。当然,在这一步之前,样品必须进行包埋处理或者用某种方式使其稳定,这本身就需要根据样品选择适当的包埋物来固定结构并且替换掉树脂和染色剂中的水。总的来说就是:使用正确的样品处理方法,无论是用超薄切片技术,研磨还是抛光,聚焦离子束,高压冻结或冷冻置换。利用正确的方法真的会有很大影响可以使你观察到你想看到或检测到的现象。不然将会降低分辨率或无法保留您感兴趣的部分。

您是怎么看待样品制备这一过程的,您想就这一话题分享您的意见建议么?如果有,请让我们知道。

来源:Microscopy And Analysis

翻译:韩冰