
Zhao Tingting
Feb 24, 2023
Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) ist eine leistungsstarke Analysetechnik, die die Abbildung einer großen Bandbreite von Materialien in hoher Auflösung ermöglicht.
Schritte zur SEM-Probenvorbereitung (Vorgehensweise)
Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) ist eine leistungsstarke Analysetechnik, die die Abbildung einer Vielzahl von Materialien in hoher Auflösung ermöglicht. Um qualitativ hochwertige REM-Bilder zu erhalten, müssen die Proben richtig vorbereitet werden. Der Vorbereitungsprozess umfasst mehrere Schritte, darunter Probenentnahme, Fixierung, Dehydrierung, Trocknung am kritischen Punkt und Beschichtung mit einem leitfähigen Material. In diesem Artikel werden wir jeden dieser Schritte im Detail besprechen und schrittweise Anweisungen zur Vorbereitung der Proben für die REM-Analyse geben.
Mustersammlung
Der erste Schritt bei der SEM-Probenvorbereitung ist das Sammeln der Probe. Die Probe kann aus jedem beliebigen Material bestehen, beispielsweise biologisches Gewebe, Metall, Polymer oder Mineral. Es ist wichtig, die Probe während der Sammlung sorgfältig zu behandeln, um Beschädigungen oder Verunreinigungen zu vermeiden. Biologisches Gewebe sollte beispielsweise unter Verwendung steriler Techniken gesammelt werden, um eine Kontamination durch Bakterien oder Pilze zu verhindern. Metalle und andere harte Materialien sollten mit einer Diamantsäge oder anderen geeigneten Schneidwerkzeugen geschnitten werden, um eine flache Oberfläche zu erhalten, die für die SEM-Analyse montiert werden kann.
Fixierung
Sobald die Probe entnommen wurde, muss sie fixiert werden, um ihre Struktur zu erhalten und Veränderungen zu verhindern, die während nachfolgender Verarbeitungsschritte auftreten könnten. Die Fixierung kann mit verschiedenen chemischen Mitteln erfolgen, darunter Formaldehyd, Glutaraldehyd oder Paraformaldehyd. Die Wahl des Fixiermittels hängt von der Art der zu analysierenden Probe und den nachfolgenden Anwendungen ab. Beispielsweise wird Glutaraldehyd häufig zur Konservierung biologischen Gewebes verwendet, während Paraformaldehyd besser zur Konservierung pflanzlichen Gewebes geeignet ist.
Dehydration
Der nächste Schritt bei der SEM-Probenvorbereitung ist die Dehydratation. Dieser Schritt entfernt das gesamte Wasser aus der Probe, was notwendig ist, um Artefakte zu vermeiden, die während der Bildgebung entstehen können. Die Dehydratation wird normalerweise erreicht, indem die Probe in eine Reihe abgestufter Ethanollösungen gegeben wird, wobei mit einer niedrigen Konzentration (z. B. 30 %) begonnen und die Konzentration schrittweise auf 100 % erhöht wird. Die Probe wird normalerweise je nach Größe und Art der Probe mehrere Minuten bis mehrere Stunden in jeder Lösung belassen.
Kritische Punkttrocknung
Nach der Dehydrierung muss die Probe getrocknet werden, um zu verhindern, dass während der SEM-Analyse Wasserdampf auf der Probe kondensiert. Die kritische Punkttrocknung (CPD) ist eine häufig verwendete Technik zum Trocknen von Proben. Bei dieser Technik wird die Probe in eine Kammer mit einer überkritischen Flüssigkeit wie CO2 gegeben, mit der das restliche Wasser aus der Probe entfernt wird. Die Probe wird dann langsam zum kritischen Punkt der Flüssigkeit gebracht, wo die Flüssigkeit zu einem Gas wird und die Probe getrocknet wird. CPD ist eine schonende Trocknungstechnik, die die Struktur der Probe bewahrt und für eine Vielzahl von Materialien geeignet ist.
Beschichtung
Der letzte Schritt bei der SEM-Probenvorbereitung ist das Beschichten der Probe mit einem leitfähigen Material. Dieser Schritt ist notwendig, um eine Aufladung der Probe während der SEM-Bildgebung zu verhindern, die zu einer schlechten Bildqualität führen kann. Es gibt verschiedene Arten von Beschichtungen, die verwendet werden können, darunter Gold, Platin, Palladium oder Kohlenstoff. Gold- und Platinbeschichtungen werden typischerweise für die hochauflösende Bildgebung biologischer Proben verwendet, während Kohlenstoffbeschichtungen besser für die Bildgebung harter Materialien wie Metalle oder Mineralien geeignet sind. Die Beschichtung kann mithilfe einer Sputter- oder Verdampfungstechnik aufgetragen werden, bei der eine dünne Schicht des leitfähigen Materials auf der Oberfläche der Probe abgelagert wird.
Schritt-für-Schritt-Anleitung zur SEM-Probenvorbereitung
Sammeln Sie die Probe mit geeigneten Techniken und Werkzeugen.
Fixieren Sie die Probe mit einem für den zu analysierenden Probentyp geeigneten Fixiermittel.
Entwässern Sie die Probe, indem Sie sie in eine Reihe abgestufter Ethanollösungen geben. Beginnen Sie dabei mit einer niedrigen Konzentration und steigern Sie die Konzentration schrittweise auf 100 %.
Führen Sie eine kritische Punkttrocknung durch, um das gesamte restliche Wasser aus der Probe zu entfernen.
Beschichten Sie die Probe mithilfe einer geeigneten Beschichtungstechnik mit einem leitfähigen Material.