若“量子电镜”实际指透射电子显微镜(TEM)或扫描电镜(SEM)等高精度电镜,其样品制备需遵循以下技术规范,以确保成像质量与分析结果的准确性:
一、样品代表性要求
生物组织:需避免切割或固定导致的人为假象,取材要快,通常在1分钟内浸入电镜前固定液(如戊二醛),且全程操作需保持在0-4℃的环境中,防止组织自溶。组织块大小一般控制在1.0mm×1.0mm×1.0mm或2×1×1mm长形小条,观察面需与长轴垂直。
材料样品:需选取具有典型性的区域,避免局部缺陷干扰整体分析。例如,金属样品需通过机械抛光至表面粗糙度满足要求,脆性材料(如陶瓷)适用离子切割法降低微裂纹产生。
二、厚度与尺寸控制
透射电镜(TEM):样品厚度通常需小于100纳米,以使电子束能够穿透。对于块状样品,需通过离子减薄、电解双喷或聚焦离子束(FIB)等技术减薄至目标厚度。例如,金属样品可用电解双喷法,陶瓷样品则需采用离子减薄法,过程可能持续2-5天。
扫描电镜(SEM):样品尺寸需适配样品台规格,表面需平整无刀痕。对于粉末样品,需通过超声波分散后滴加至碳支持膜上,避免团聚;纳米颗粒则需通过微栅或超薄碳膜承载。
三、清洁与稳定性要求
表面清洁:样品表面及制备工具需严格清洁,避免引入尘埃、油脂或化学残留。生物样品需在固定后彻底冲洗缓冲液;金属材料需防止氧化层形成,必要时在惰性气体环境中处理。
稳定性增强:生物样品需通过脱水、树脂包埋或冷冻固定增强稳定性。例如,采用梯度乙醇或丙酮脱水,避免组织收缩;使用环氧树脂包埋后,通过超薄切片机获得50-70纳米切片。易挥发材料需采用低温传输或镀膜技术保护。
四、导电性处理(针对非导电样品)
非导电样品(如生物组织、高分子材料)需喷镀金或碳层(厚度5-10纳米)以消除荷电效应,确保成像清晰。镀膜均匀性需通过标准样品校准,推荐使用真空蒸发或溅射镀膜技术。
五、特殊样品制备技术
冷冻电镜技术:适用于含水或热敏感样品,需快速冷冻至玻璃态,避免冰晶形成。冷冻断裂面可通过复型技术(如铂-碳投影)复制表面形貌。
负染色技术:病毒或蛋白质颗粒可采用醋酸铀负染色增强对比度,便于观察微观结构。
FIB铣削技术:针对半导体或涂层材料,可通过机械切割-胶合-抛光流程制备截面样品,FIB铣削可实现纳米级定位加工,满足高精度分析需求。