溅射镀膜与冷冻断裂解决方案

四月 17, 2025

溅射镀膜与冷冻断裂解决方案

如果要用扫描电镜(SEM)或透射电镜(TEM)获得高质量的样本成像，样本需要具有导电性，以避免电荷聚积。

EM Sample Preparation Coating, Etching and Fracturing Leica_EM_Coating-Etching-Fracturing_3-1.jpg

如果样本没有足够高的导电性，您可以用溅射镀膜法快速为其镀上导电层。还可以使用碳蒸镀或电子束蒸镀方法。这类镀膜既可以保护样本，增强电子显微成像的对比度，又可以作为小规模样本的透射电镜载网支撑膜。

镀膜

在样本上镀一层碳或金属的导电层可抑制电荷聚积，减少热损伤，并在扫描电镜的形貌检查中增强二次电子信号。对样本进行透射电镜分析时，需要使用碳膜载网，或者样本本身可能需要在表面镀一层薄层。徕卡显微系统的镀膜机系列不仅包含徕卡EM ACE600高真空镀膜机，能够在场发射扫描电镜(FE-SEM)和透射电镜中进行最高分辨率的分析，还包括全自动系统的徕卡EM ACE200溅射和/或碳丝镀膜机，使用快速、方便、直观。

进行电子显微成像(EM)时为何需要给样本镀膜？

进行电子显微成像时，本身不具有导电性的样本必须镀一层导电层来抑制电荷聚积和样本受到热损伤的风险。在某些情况下，金属薄膜也有助于增强二次电子发射信号。

Critical point drying of Water flea with subsequent gold coating and SEM-Analysis to detect fine surface structures. Courtesy of Mag. Dr. Gruber, University of Vienna, Austria

电子显微镜镀膜技术简要介绍

涂层技术

最适合使用哪种镀膜技术取决于样本特性、要分析的结构大小，以及为电子显微成像制备样本时所需的方法。对于某些高级应用，您必须对样本进行冷冻断裂，而且可能需要进行冷冻蚀刻。在这种情况下，您需要一台具有低温传送能力的仪器，在低温条件下对样本进行镀膜，并用低温刀对样本进行断裂。

从低真空溅射镀膜机中完成的室温镀膜，到高真空乃至极低温度下完成的镀膜，徕卡镀膜解决方案可满足各种各样的需求。仪器旨在改进和优化从基本镀膜到最先进冷冻断裂应用的各种样本制备工作流程。

Nematode-Eubostrichus-dianae-with-ectosymbiotic-bacteria-layer-Courtesy-of-Mag.-N.-Leisch-University-of-Vienna-Austria — Nematode Eubostrichus dianae with ectosymbiotic bacteria layer – Courtesy of Mag. N. Leisch University of Vienna Austria

用高真空或低真空溅射镀膜机制备的镀膜有什么区别？

真空条件对薄膜质量有显著影响。

低真空溅射镀膜机

可以为需要中等放大倍数的扫描电镜应用进行薄膜沉积。样本可以用金(Au)以及铂(Pt)和金/钯(Au/Pd)等其他合适的材料进行溅射镀膜。

高真空溅射镀膜机

沉积的薄膜具有更精细的颗粒结构，有助于进行高分辨率的扫描电镜分析。此外，还可以溅射包括可氧化金属在内的更广泛的材料，例如铱(Ir)、钨(W)或钛(Ti)等。有时可溅射铬(Cr)形成缓冲层。此外，可以针对更高端应用和多层沉积要求来配置高真空镀膜机。

EM ACE200 低真空镀膜机喷金仪|喷碳仪|蒸镀仪

什么情况下应该镀碳膜？

碳(C)镀膜通常用作透射电镜(TEM)的支撑膜。碳薄膜通常几纳米厚，沉积在透射电镜载网上。这些薄膜既薄又强韧，而且电子可以通过。碳膜也用作保护层。

Precise Carbon deposition of 1 – 5 nm thick carbon films — 精确碳沉积（1 - 5纳米厚碳膜）

冷冻断裂

为了揭示冷冻样本的内部结构，可以对其进行物理破裂，使这些结构暴露出来，以便用电子显微镜进行检查。徕卡EM ACE900低温镀膜机将冷冻断裂技术提升到更高水平，它配备先进的超薄切片机、通过电子束源提供灵活的投影选项、旋转冷冻式载台和负载锁定传送系统。无论在透射电镜中对副本进行高分辨率分析，还是在配备徕卡EM VCT500的冷冻扫描电镜中进行块面成像，都是采用这种技术的成果。徕卡EM ACE600配备了冷冻式载台和VCT500连接，为冷冻断裂提供了解决方案，能够在冷冻扫描电镜中对呈现出的表面进行成像。

冷冻断裂用于哪些领域？

为了揭示生物或有机样本的内部精细结构，可将样本冷却到极低温度并进行物理破裂。镀上导电层后，就可以用电子显微镜(EM)检查暴露的样本精细结构。冷冻断裂在传统上用于生物应用领域，例如研究细胞器和细胞膜等亚细胞结构。不过，该技术最近在涉及层和乳剂的某些材料科学和物理学应用中受到关注。

Male mosquito Courtesy of Mag. Daniela Gruber Core Facility of Cell Imaging and Ultrastructure Research University of Vienna Austria

冷冻蚀刻

冷冻蚀刻是冷冻断裂样本后的一个可选步骤，可以从断裂面获取更多的信息。具体方法是在真空中升华表面冰层，以呈现出原本隐藏的细胞元素。载物台温度和真空度都会影响刻蚀率。要实现可重复性，必须精确控制载物台的温度。徕卡EM ACE900冷冻镀膜机用途广泛，可以为透射电镜和冷冻扫描电镜分析提供最佳的冷冻断裂与冷冻蚀刻技术结果。

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如果要用扫描电镜(SEM)或透射电镜(TEM)获得高质量的样本成像，样本需要具有导电性，以避免电荷聚积。