SEM サンプルの準備手順 (方法)

SEM サンプルの準備手順 (方法)

走査型電子顕微鏡 (SEM) は、さまざまな材料を高解像度で画像化できる強力な分析技術です。高品質の SEM 画像を取得するには、サンプルを適切に準備する必要があります。準備プロセスには、サンプルの収集、固定、脱水、臨界点乾燥、導電性材料によるコーティングなど、いくつかの手順が含まれます。この記事では、これらの各手順について詳しく説明し、SEM 分析用のサンプルを準備するための手順を順を追って説明します。

サンプル収集

SEM サンプル準備の最初のステップは、サンプルを収集することです。サンプルは、生物組織、金属、ポリマー、鉱物など、対象とするあらゆる材料にすることができます。収集中は、損傷や汚染を避けるためにサンプルを慎重に取り扱うことが重要です。たとえば、生物組織は、細菌や真菌による汚染を防ぐために、滅菌技術を使用して収集する必要があります。金属やその他の硬質材料は、ダイヤモンドソーまたはその他の適切な切断ツールを使用して切断し、SEM 分析用にマウントできる平らな表面を得る必要があります。

固定

サンプルを採取したら、その構造を保存し、その後の処理ステップで起こり得る変化を防ぐために固定する必要があります。固定には、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、パラホルムアルデヒドなど、さまざまな化学薬品を使用できます。固定剤の選択は、分析するサンプルの種類と下流のアプリケーションによって異なります。たとえば、グルタルアルデヒドは生物組織の保存によく使用されますが、パラホルムアルデヒドは植物組織の保存に適しています。

脱水

SEM サンプル準備の次のステップは脱水です。このステップではサンプルからすべての水分を取り除きます。これは、イメージング中に生じる可能性のあるアーティファクトを防ぐために必要です。脱水は通常、サンプルを段階的に濃度を上げた一連のエタノール溶液に入れることで行われます。最初は低濃度 (例: 30%) から始めて、徐々に 100% まで濃度を上げていきます。サンプルは通常、各溶液に数分から数時間浸けられますが、これはサンプルのサイズと種類によって異なります。

臨界点乾燥

脱水後、サンプルは、SEM 分析中にサンプルに水蒸気が凝縮するのを防ぐために乾燥する必要があります。臨界点乾燥 (CPD) は、サンプルを乾燥するためによく使用される手法です。この手法では、サンプルを CO2 などの超臨界流体の入ったチャンバーに入れ、サンプルから残りの水分を除去します。次に、サンプルをゆっくりと流体の臨界点まで導き、流体がガスになってサンプルが乾燥します。CPD は、サンプルの構造を維持する穏やかな乾燥手法で、さまざまな材料に適しています。

コーティング

SEM サンプル準備の最終ステップは、サンプルを導電性材料でコーティングすることです。このステップは、SEM イメージング中にサンプルが帯電して画質が低下するのを防ぐために必要です。使用できるコーティングには、金、白金、パラジウム、炭素など、いくつかの種類があります。金と白金のコーティングは、通常、生物学的サンプルの高解像度イメージングに使用されますが、炭素コーティングは、金属や鉱物などの硬質材料のイメージングに適しています。コーティングは、サンプルの表面に導電性材料の薄い層を堆積させるスパッタリングまたは蒸発技術を使用して適用できます。

SEMサンプル準備の手順

1. 適切な技術とツールを使用してサンプルを収集します。

2. 分析するサンプルの種類に適した固定液を使用してサンプルを固定します。

3. サンプルを、低濃度から始めて徐々に 100% まで濃度を上げていく一連の段階的なエタノール溶液に入れて脱水します。

4. 臨界点乾燥を実行して、サンプルに残っている水分をすべて除去します。

5. 適切なコーティング技術を使用して、サンプルを導電性材料でコーティングします。