掃描電鏡通過電子束與樣品表面的相互作用，可實現(xiàn)納米級形貌與成分分析，是材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的重要表征工具。然而，SEM掃描電鏡對樣品導(dǎo)電性、干燥度及穩(wěn)定性要求較高，需通過規(guī)范的制備流程確保成像質(zhì)量。本文將系統(tǒng)介紹不同類型材料樣品的制備方法，涵蓋導(dǎo)電樣品、非導(dǎo)電樣品、粉末樣品及生物樣品的處理細節(jié)。

一、通用制備流程

1. 取樣與清潔

取樣：根據(jù)研究需求截取樣品，塊體樣品需控制尺寸（通常小于5mm3），粉末樣品需少量分散。

清潔：

導(dǎo)電樣品：乙醇/丙酮超聲清洗5-10分鐘，氮氣吹干。

非導(dǎo)電樣品：PBS緩沖液漂洗去除表面雜質(zhì)，避免有機溶劑破壞結(jié)構(gòu)。

生物樣品：無菌操作下取樣，防止污染。

2. 固定與干燥

固定：使用導(dǎo)電膠（如銀膠）將樣品粘貼在掃描電鏡專用樣品臺上，確保與臺面電接觸良好，防止荷電效應(yīng)。

干燥：

常規(guī)樣品：真空干燥箱（60℃, 2小時）或自然晾干。

含水/易揮發(fā)樣品：臨界點干燥（CO?置換乙醇）或冷凍干燥，避免表面塌陷。

二、分類型樣品制備

1. 導(dǎo)電樣品（金屬、半導(dǎo)體等）

特點：本身導(dǎo)電性好，無需復(fù)雜處理。

步驟：

清潔后直接固定于樣品臺。

可選鍍膜：濺射鍍金/鉑（厚度10-20nm），提升二次電子發(fā)射率，增強圖像對比度。

2. 非導(dǎo)電樣品（陶瓷、聚合物等）

特點：易積累電荷，需導(dǎo)電處理。

步驟：

清潔后固定于樣品臺。

導(dǎo)電處理：

濺射鍍膜：離子濺射儀鍍金/鉑/碳（厚度10-50nm），確保均勻覆蓋。

碳噴涂：碳蒸發(fā)儀噴涂薄碳層，適用于生物樣品。

粉末樣品：分散于導(dǎo)電膠帶，噴少量膠水固定，防電子束轟擊飛散。

3. 生物樣品（細胞、組織等）

特點：含水量高，需化學(xué)固定與脫水。

步驟：

固定：2.5%戊二醛（PBS配制）4℃浸泡2-4小時，保留結(jié)構(gòu)。

脫水：梯度乙醇（30%-****）各15分鐘，置換為乙酸異戊酯。

干燥：臨界點干燥或冷凍干燥，避免表面收縮。

導(dǎo)電處理：鍍金（厚度10-20nm），觀察面朝上粘貼于鋁板。

三、關(guān)鍵注意事項

1. 避免污染與損傷

全程戴手套操作，使用潔凈鑷子、培養(yǎng)皿。

生物樣品避免過度脫水，防止結(jié)構(gòu)變形。

2. 導(dǎo)電處理均勻性

鍍膜時控制厚度，過厚會掩蓋表面細節(jié)，過薄則無法消除荷電效應(yīng)。

粉末樣品需分散均勻，避免團聚。

3. 樣品固定穩(wěn)固性

塊體樣品用導(dǎo)電膠全覆蓋接觸面，粉末樣品刷碳膠加固。

生物樣品干燥后立即觀察，防止吸濕返潮。

4. 儀器適配性

場發(fā)射SEM（FE-SEM）可低電壓（1-5kV）成像，減少非導(dǎo)電樣品鍍膜需求。

真空環(huán)境要求樣品J對干燥，含溶劑樣品需徹底揮發(fā)。

四、常見問題解答

Q1：非導(dǎo)電樣品能否不鍍膜直接觀察？
A：可嘗試低電壓（<5kV）或場發(fā)射SEM，但成像分辨率可能下降，建議鍍膜以確保質(zhì)量。

Q2：生物樣品為何需要臨界點干燥？
A：常規(guī)干燥因表面張力易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)塌陷，臨界點干燥通過CO?置換液體，實現(xiàn)無損傷干燥。

Q3：粉末樣品如何避免污染儀器？
A：控制粉量，用洗耳球吹散浮粉，固定后輕敲樣品臺去除未粘牢顆粒。

SEM掃描電鏡樣品制備需結(jié)合材料特性調(diào)整流程：導(dǎo)電樣品簡化處理，非導(dǎo)電樣品側(cè)重導(dǎo)電覆蓋，生物樣品強調(diào)結(jié)構(gòu)保留。通過規(guī)范取樣、清潔、固定、干燥及導(dǎo)電處理步驟，可顯著提升成像質(zhì)量，為材料表征與機理分析提供可靠數(shù)據(jù)支持。