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生物樣品在SEM中的制樣方法及其應(yīng)用場景

來源：時(shí)間：2024-10-28 17:10:49 瀏覽：6603次

生物樣品在SEM中的制樣方法及其應(yīng)用場景

掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，簡稱SEM）是一種利用電子束掃描樣品表面，通過檢測二次電子或反射電子等信號(hào)來獲得樣品表面形貌信息的分析儀器；由于SEM具有高分辨率、大景深等特點(diǎn)，因此在生物樣品分析中有著廣泛的應(yīng)用。

一、制樣方法

1. 樣品固定

生物樣品在SEM分析前需要進(jìn)行固定，以保持其原始結(jié)構(gòu)和形態(tài)。

常用的固定方法有以下幾種：

化學(xué)固定：使用戊二醛、多聚甲醛等固定劑對(duì)樣品進(jìn)行固定。

冷凍固定：通過快速冷凍的方法，將生物樣品冷凍在液氮或冷凍干燥機(jī)中，以保持其原始狀態(tài)。

2. 脫水

為了適應(yīng)SEM的真空環(huán)境，生物樣品需要進(jìn)行脫水處理；常用的脫水劑有乙醇、丙酮等；脫水過程通常從低濃度逐漸過渡到高濃度，以避免樣品變形。

3. 干燥

脫水后的樣品需要進(jìn)行干燥，以防止在SEM真空環(huán)境中發(fā)生形變。干燥方法有以下幾種：

臨界點(diǎn)干燥：在臨界點(diǎn)狀態(tài)下，液體的表面張力為零，可以避免樣品干燥過程中的收縮和變形。

冷凍干燥：通過升華的方式，將冷凍樣品中的水分直接從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，避免樣品形變。

4. 表面導(dǎo)電處理

生物樣品通常為非導(dǎo)電性物質(zhì)，因此在SEM分析前需要進(jìn)行表面導(dǎo)電處理。

常用的方法有：

金屬鍍膜：使用金、鉑、碳等導(dǎo)電材料對(duì)樣品表面進(jìn)行鍍膜。

離子濺射：利用離子束轟擊樣品表面，使其表面形成導(dǎo)電層。

二、應(yīng)用

1. 細(xì)胞生物學(xué)：SEM可用于觀察細(xì)胞表面的微觀結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、突起等；通過對(duì)細(xì)胞表面形貌的研究，可以了解細(xì)胞間的相互作用、細(xì)胞黏附等生物學(xué)過程。

2. 組織胚胎學(xué)：SEM可以觀察胚胎發(fā)育過程中的組織形態(tài)變化，以及細(xì)胞在組織中的分布和排列。這有助于揭示胚胎發(fā)育的規(guī)律和機(jī)制。

3. 神經(jīng)科學(xué)：SEM可用于觀察神經(jīng)元突觸、神經(jīng)纖維等結(jié)構(gòu)，研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接和功能。

4. 微生物學(xué)：SEM可以觀察細(xì)菌、真菌等微生物的表面結(jié)構(gòu)，如莢膜、鞭毛、芽孢等；這有助于了解微生物的生長、繁殖和致病機(jī)制。

5. 植物學(xué)：SEM可用于觀察植物細(xì)胞的表面結(jié)構(gòu)，如氣孔、葉綠體、細(xì)胞壁等；通過對(duì)植物細(xì)胞形貌的研究，可以了解植物的生長發(fā)育和抗病機(jī)制。

6. 藥物載體：SEM可以觀察藥物載體的形貌、粒徑和表面特征，研究藥物載體的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系，為藥物研發(fā)提供依據(jù)。

7. 生物材料：SEM可用于觀察生物材料的表面形貌、孔隙結(jié)構(gòu)等，評(píng)估生物材料的生物相容性和降解性能。

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