环境扫描的三种主要模式

随着社会科学技术的不断发展进步，微区信息已经成为了现代物质信息研究的重要组成部分，环境扫描电子显微镜是近年发展起来的新型扫描电镜。它主要用于各种样品的表面形貌观察和成分分析，具有对试样必须干燥、洁净、导电的要求，广泛地应用于生命科学、医学、材料学等诸多学科。本文主要为大家介绍一下环境扫描电子显微镜的工作原理及应用范围。

环境扫描电子显微镜的工作原理

环境扫描电镜(environmental scanning electron microscopy,ESEM)采用多级真空系统、气体二次电子信号探测器等独特设计。观察不导电样品不需要镀导电膜.可以在控制温度、压力、相对湿度和低真空度的条件下进行观察分析含水的、含油的、已污染的、不导电的样品，减少了样品的干燥损伤和真空损伤。

环境扫描电镜有三种工作方式：A）高真空方式(常规方式)；B）低真空方式:0.1~1 Torr；C）环境方式:0.1~20 Torr。

在高真空的常规扫描电镜中，用标准的Everhart Thornley探测器来接受被高能入射电子激发的样品的信号电流(二次电子和部分背散射电子)，经放大后形成图像。

在低真空及环扫模式下，由电子枪发射的高能入射电子束穿过压差光阑进入样品室，射向被测定的样品，从样品表面激发出信号电子:二次电子一SE和背散射电子一BSE。由于样品室内有气体存在，入射电子和信号电子与气体分子碰撞，使之电离产生电子和离子。如果我们在样品和电极板之间加一个稳定电场，电离所产生的电子和离子会被分别引往与各自极性相反的电极方向，非导体表面积累的负电荷会与电离出来的正电荷中和而消除荷电。

图1环境扫描电镜中气体放大原理示意图

其中电子在途中被电场加速到足够高的能量时，会电离更多的气体分子，从而产生更多的电子，如此反复倍增。ESEM探测器正是利用此原理来增强信号的，这又称气体放大原理（如图1）。LFD(低真空度模式下使用的探测器)和GSED（环扫模式下使用的探测器）探头接收这些信号并将其直接传到电子放大器放大成电信号去调制显象管或其它成像系统。

ESEM通过不断地向样品室补充气体来维持样品室的低真空，同时也为气体二次电子探测器GSED提供工作气体，水蒸气是最常用的工作气体。但是样品室中气体分子的存在对于SEM的成像也有着副作用，由于气体分子对入射电子的散射使部分电子改变方向，不落在聚焦点上，从而产生图像的背底噪音同时入射电子使气体分子电离，产生电子和离子，也会加大图像的背底噪音.因而偏压电场的电压、方向及电极板的形状，气体状态(种类、压力等)和入射电子路径等因素都会对图像的分辨率产生影响，必须选择适当的参数才能使分辨率的降低保持在最小的限度。不同的探测器应有不同的工作参数。

环境扫描电子显微镜主要特点（以FEI Quanta为例）

1、FEI ESEM(环境扫描电镜)技术,可在高真空、低真空和环境真空条件下对各种样品进行观察和分析。

2、所有真空条件下的二次电子、背散射电子观察和微观分析。

3、先进的系统结构平台，全数字化系统。

4、可同时安装能谱仪、波谱仪和EBSP系统。

5、可安装低温冷台、加热台、拉伸台等进行样品的动态观察和分析。

环境扫描电子显微镜技术参数（以FEI Quanta 250/450/650为例）

1、分辨率:

二次电子:

高真空模式3.0nm 30kV,8nm 3kV

高真空减速模式7nm 3kV(可选项)

低真空模式3.0nm 30kV,10nm 3kV

环境真空模式3.0nm 30kV

背散射电子4.0nm 30kV

2、样品室压力最高达2600Pa

3、加速电压200V～30kV，连续调节

4、样品台移动范围

Quanta 250:X=Y=50mm

Quanta 450:X=Y=100mm

Quanta 650:X=Y=150mm

环境扫描电子显微镜代表性工作

        

图1杆菌(Bar=10μm)                         图2球菌(Bar=10μm)

        

  图3酵母菌(Bar=5μm)                          图4链霉菌(Bar=5μm)

        

图5真菌(桦南牛肝菌)(Bar=20μm)       图6污水处理中颗粒污泥表面微生物多样性(Bar=10μm)

        

图7水稻叶片表面腊质(野生型)(Bar=5μm)     图8水稻叶片表面腊质(突变体)(Bar=5μm)

观察细胞在材料表面形貌时，用什么染料对细胞染色啊？ 我就是想在普通光镜下观察一下细胞在材料表面的形态，所以想问下这时用什么染料，谢谢大家。zshaop(站内联系TA)如果你的样品是透明的，就不用颜色．．如果不太透明，最好用ＳＥＭ，染色还不如看ＳＥＭcaojun2318(站内联系TA)可以用细胞膜荧光染料，能看见细胞在培养板上的贴壁的形貌dj04164(站内联系TA)最好先固定，样品如果不透明又要光镜看，那就肽酚蓝，考马斯亮蓝，结晶紫，然后拿晶向显微镜看看。透明的话一般的光镜就行了。诺曼底1227(站内联系TA)FITC-鬼笔环肽，用共聚焦显微镜观察，可以看清楚细胞骨架，对于分析细胞在材料表面的形貌还是挺好的。骄阳2007(站内联系TA)FITC-鬼笔环肽是什么，为什么叫鬼笔？

:rol:jingwang7793(站内联系TA)用共聚焦显微镜观察,细胞核和细胞质因染色不同,色彩特别好看. 具体方法要查文献.诺曼底1227(站内联系TA)这是一种荧光染料，就是用鬼笔环肽修饰的FITC，我有同学做过这个，做出来的效果图很漂亮

这是一种荧光染料，就是用鬼笔环肽修饰的FITC，我有同学做过这个，做出来的效果图很漂亮

第一次听说，学习啦，呵呵。效果图能否传上来看看~~诺曼底1227(站内联系TA)效果图你可以在biomaterials上搜一下，一般发在那上面的文章都有用这种图的，当然FITC只是其中一种染料，还有其他的荧光染料可以用的，像罗丹明，calcein-AM and ethidium homodimer-1,这些都有人做，而且效果不错

这是一种荧光染料，就是用鬼笔环肽修饰的FITC，我有同学做过这个，做出来的效果图很漂亮

phalloidin：由鬼笔鹅膏真菌（Amanita phalloides）产生的一种环肽。可与F肌动蛋白结合，使F肌动蛋白保持稳定。其荧光标记物是鉴定F肌动蛋白的重要试剂。

dj04164(站内联系TA)呵呵，怎么还有人不明白，invetrogen F432，给个效果图， 自己查。绿的是网上找的，红的是我照的。都是伪彩。鬼笔是一种真菌（蘑菇），鬼笔环肽，一种剧毒生物碱，抑制微丝去组装，与CB作用正好相反，与结合微丝，当用FITC标记鬼笔环肽之后可以用它标记细胞微丝（f actin）再不明白的，过来我学校教你。

能看到染色后的荧光情况

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