超薄切片技术在高分子材料领域的应用技巧

 

超薄切片技术是高分子材料领域电镜制样的一个标准技术手段,但是只有掌握其应用技巧,才能获得最佳结果。...



超薄切片技术是高分子材料领域电镜制样的一个标准技术手段,但是只有掌握其应用技巧,才能获得最佳结果。



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[b]高分子材料样品的超薄切片,样品夹持非常重要


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块状样品可以用通用型样品夹夹持固定;片状样品可以做成三明治结构,用样品夹具夹持固定。

如有必要,样品需要树脂包埋。





对于极小的样品,可以用胶粘在AFM样品夹具表面,也可用AFM样品夹具夹持:



对于冷冻超薄切片,样品可以

  • 用冷冻包埋剂包埋(冷冻包埋剂EMS NO:72592)
  • 或者固定在冷冻样品Pin上(块状样品,切取一小块1x1x1mm3,用饱和蔗糖溶液固定;片状样品,切取一小片,用饱和蔗糖溶液固定)


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完美修块是得到完美切片条带的前提







徕卡EM TRIM2修块机
也可利用超薄切片机中的自动修块功能,借助修块刀获得更加精细的样品面。



样品面造型,根据材料性质进行选择,例如修成梯形,在切片时,第二张片子可有力推动前一张片子在水面前进;修成特殊型,可以避免片子与片子粘连在一起…



修块要点:

  • 样品面越小越容易切片
  • 样品侧面的光洁度影响切片质量
  • 静电发射器调至最大,吹走碎屑
需要的超薄切片越薄,样品面需要修得越窄。其相关性如下:

切片厚度

样品面宽度

1 µm

1mm

100nm

0.5mm

80nm

0.4mm

70nm

0.3mm

60nm

0.25mm

50nm

0.2mm

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超薄切片取片也非常关键




常温超薄切片通常采用湿切的方法,即切片刀刀锋后带有水槽,切片会借助水的表面张力作用延展漂浮在水面上,取片相对简单;冷冻超薄切片常采用干切的方法,其难点是冷冻切片时会产生静电,并且切片会发生卷曲,因此冷冻切片时,通过静电发生器消除荷电,用睫毛笔牵引切片非常重要,取片也相对较难。

常温超薄切片取片方法:





1. 盖片法

优点:简单

缺点:可能会有切片重叠



2. 捞片法

优点:切片平整,位置可控,视野中央

缺点:左右手配合要好,铜网需要亲水

备注:徕卡EM ACE系列镀膜都可以选配或加配辉光放电功能,用于铜网亲水化



3. 利用捞片圈



优点:简单,切片平整

缺点:位置可能偏离中心

冷冻超薄切片取片方法:

首先在冷冻切片过程中,静电发生器调节至关重要!





冷冻切片时,样品与钻石表面摩擦,产生电荷,导致切片无法顺利成条带,需要调节静电发生器消除荷电。

如果切片上扬: 降低电压强度

如果切片粘在刀口上:

  • 增加电压强度
  • 减小样品面宽
  • 减少电极与刀口距离


冷冻切片的取片方法



1. 利用捞片圈,蘸一滴2.3M蔗糖溶液,即将固化时取片,室温融化后,转移到铜网上

优点:成本低,操作简单

缺点:样品接触水和蔗糖;由于吸附于球面的蔗糖溶液表面,表面张力会促使切片扩张变形



2. 利用一片铜网直接取片,之后利用另外一片铜网压平切片

优点:样品不受污染

缺点:切片不平,操作困难,用镊子固定铜网过程中碰到刀锋的风险性很高



3. 采用微操作器进行冷冻切片收集

优点:收集冷冻切片,无污染,无变形;借助静电发生器充荷电功能,可使冷冻切片平整吸附于铜网表面

缺点:造价较高

微操作器的使用步骤:



  1. 利用专用镊子,夹住一片铜网
  2. 通过微操作器,移动铜网x,y,x方向位置
  3. 使得铜网处于钻石刀口合适位置,然后整体一步回撤铜网至安全位置
  4. 切片,并用睫毛笔牵引切片条带
  5. 将铜网整体一步推行至原调好的位置,将切片条带放在铜网上,切换至施加负电荷模式,将切片吸附在铜网上
  6. 多次重复,得到多条切片条带
微操作器取片过程操作视频:



文章来源:精艺兴业


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