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扫描电子显微镜

Scanning Electron Microscope

 
 
 
 
 

日志

 
 

扫描电镜研究含水食品真实结构,需要什么样的冷冻样品台?  

2013-06-28 13:46:18|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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编辑:驰奔
       以前提到过如何预防含水样品(如潮湿的食品、水果蔬菜、肉类、奶酪等)在电子显微镜观察过程中释放气体和水蒸气。这些释放的气体和水蒸气对扫描电镜效果的影响非常复杂,除了样品本身的观测可能受到不良影响以外,还有就是会很快恶化电子显微镜的分辨性能。所谓的环境扫描电镜,就是在保证含水样品原貌的基础上,尽可能将各种不利因素消除掉,一般来说成像效果要比传统模式差不少。
       样品脱水干燥是防止水蒸气产生的方法;冷冻是另外一种方法;对干燥的或冷冻和冷冻断面的复型也是一种方法。每种方法都有其优点和缺点。
       对于冷冻的电镜样品可能需要进一步处理。编辑:酷塞目[中国] 驰奔(转载请注明)
       冷冻固定的样品常常被宣称无需使用任何化学品,因此人为假象程度被降低。但这个结论在非常特殊的条件下才是正确的-- 只有存在于样品中的水相迅速冷冻形成“玻璃”相。编辑:酷塞目[中国] 驰奔(转载请注明)
       水的玻璃化是指冷冻速度非常快,以至于没有时间形成冰晶。否则,当冷冻速度慢,生长的冰晶有很大可能会
扫描电镜研究含水食品真实结构,怎么冷冻样品? - COXEM北京办公室 - --酷塞目[中国]销售及服务中心--
让样品变形失真。 对于纯水,形成玻璃相冰,冷冻速度必须高于1x106K/s  ,对于生物样品,冷冻速度应该大于1x104K/s。热量只能从样品的表面传到出去,这就意味这,要实现这样的冷冻速度,样品只能是非常薄的表层(厚度小于3微米)。超过玻璃相冰区域,冰晶
生长,把样品中的其他成分(单质分子如糖、悬浮颗粒物如酪蛋白颗粒、固体结构如凝结蛋白质或纤维素等)推向旁边,如右图。即使相当小的样品也会发生“慢”冷冻,如2mm直径生物样品放入液氮中。尽管液氮的沸点温度很低,-196℃,但放入其中的任何物体周围都会迅速形成一层氮气,隔离了物体,降低了传热效率。过去的氟利昂、N型正乙烷,现在的液体乙烷,被液氮冷却后,被认为是更好的冷冻剂。多种冷冻方法,特别是高压冷冻已经发展比较成熟。编辑:酷塞目[中国] 驰奔(转载请注明)
        为了用扫描电镜观察样品内部结构,冷冻样品通常冷冻断裂。冷冻断裂通常在特殊装置中,称做冷冻台cryo-stage,附属于扫描电镜。在冷冻刻蚀期间,经过升华去除一薄层冰层,让固体结构浮现出来。冷冻样品然后喷金。 编辑:酷塞目[中国] 驰奔(转载请注明) 
        当前还有一种帕尔贴效应冷冻台,冷却温度最低-30℃,冷却速度很低,直接对新鲜的生物样品冷冻观察,样品只能遭受冰晶损伤。
扫描电镜研究含水食品真实结构,怎么冷冻样品? - COXEM北京办公室 - --酷塞目[中国]销售及服务中心--
下图是冰晶生长对冰激凌样品微结构的影响。
左图为冰晶生长后的内部显微机构扫描电镜图像,
右图是经过固定脱水冷冻断裂后的内部显微结构。
编辑:酷塞目 驰奔(转载)编辑:酷塞目 驰奔(转载请注明)
冰晶的生长严重损伤了显微镜结构,造成图像人工假象。而右图是实际的内部显微结构。编辑:酷塞目 驰奔(转载请注明)

        液氮冷冻断裂也可以和传统扫描电镜结合使用,若没有冷台附件,那么过程要稍微麻烦一些,样品需要化学固定,酒精脱水,在液氮中冷冻和冷冻断裂,酒精结冰不会产生晶体,断裂部分在酒精中解冻,临界点干燥,装载如样品杯,喷金,用扫描电镜传统模式观察。这种方法好处很多。编辑:酷塞目 驰奔(转载请注明)编辑:酷塞目--驰奔(转载请注明)
         为什么要冷冻断裂?扫描电镜研究含水食品真实结构,怎么冷冻样品? - COXEM北京办公室 - --酷塞目[中国]销售及服务中心--
         右图给出答案,干燥的样品直接断裂(右图左),会沿着低强度区断裂,如果物质包含高密度区域,这些区域就无法揭露出来。即使非常均匀的样品,他们的断口也非常粗糙,图像对结构表征也不太适宜。 编辑:酷塞目--驰奔(转载请注明)
         冷冻断裂的样品,断裂面非常平整,图像很好的表征不同结构的尺度比例。 编辑:酷塞目--驰奔(转载请注明) 
         冷冻断裂在液氮中进行,而且样品中充满100%酒精,样品中没有气泡,冷冻的酒精不会产生晶体,没有严重损伤样品显微结构的风险。在固定前,将样品切成2-3块(1X1X10mm),经完全脱水后,用两个隔热的的针型镊子将样品放入液氮。 编辑:酷塞目--驰奔(转载请注明) 

摘自:FOODS UNDER THE MICROSCOPE
Author: M. Kaláb
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