扫描电子显微镜是一种利用细聚焦电子束在样品表面逐点扫描,通过检测样品表面与入射电子相互作用所发出的各种信号,来获得样品表面形貌和成分信息的仪器。为了确保观察的准确性和清晰度,对扫描电子显微镜样品的制备提出了以下要求。
首先,样品需要保持完好的组织和细胞形态。这意味着在制备过程中应避免任何可能导致样品变形或损坏的操作。对于生物材料而言,这通常需要采用化学或物理方法固定、脱水和干燥,然后喷镀碳与金属以提高材料的导电性和二次电子产额。在某些特殊情况下,含水量低且不易变形的生物材料,可以不经固定和干燥而在较低加速电压下直接观察,但这种方法可能会影响图像质量,并且需要在尽可能短的时间内完成观察和拍摄。
其次,样品表面不能含有有机油脂类污染物。这类污染物在电子束作用下容易分解成碳氢化物,对真空环境造成极大污染,降低成像信号产量,并可能吸附在电子束光路和探测器晶体表面,影响设备性能。因此,在进行观察前,必须清除样品表面的油污及其他附着物。
由于扫描电子显微镜在真空环境下工作,样品必须为干燥状态。水蒸气的存在不仅会影响真空度,还会与高温钨丝反应,加速电子枪灯丝挥发,降低灯丝寿命,并增大色差,降低分辨率。同时,水蒸气会散射电子束,增加电子束能量分散,进一步降低成像质量。
最后,冷冻法制备样品也是一种有效的方法,尤其适用于含水量高的生物材料。通过将生物材料快速冷冻并在低温条件下直接观察,可以避免由于干燥法造成的收缩假象,更好地保持样品接近生活状态的结构和化学组成。
综上所述,扫描电子显微镜对样品制备的要求主要包括保持样品完整性、清洁无油污、干燥、良好导电性以及根据样品类型采取特定的制备措施。这些要求旨在保证样品在观察中能够呈现真实、清晰的表面形貌和成分信息,从而为科研和工业应用提供准确的分析数据。