Właściwości preparatów obserwowanych w TEM

Obiekty obserwowane w transmisyjnym mikroskopie elektronowym TEM (ang. transmission electron microscope) muszą być wcześniej odpowiednio przygotowane. Sposób zależy od badanego materiału oraz wykorzystywanej techniki mikroskopowej. Preparat powinien być trwały mechanicznie oraz na tyle cienki, aby wiązka elektronów mogła przez niego przeniknąć. Niezwykle istotne jest, aby wewnętrzna struktura badanego materiału pozostała nienaruszona. Tak cienkie preparaty uzyskiwane są metodą pośrednią (repliki) lub bezpośrednią (cienkie folie).

Charakterystyka pośrednich metod obserwacji TEM

Do obserwacji pośredniej wykorzystuje się nie sam obiekt zainteresowań tylko replikę, czyli cienką warstwę materiału odwzorowującą topografię powierzchni.

Replika powinna być odporna na działanie czynników mechanicznych i chemicznych, wiernie odwzorowywać powierzchnię próbki, łatwo oddzielać się od jej powierzchni, być bezpostaciowa i kontrastowa, aby ułatwić interpretację wyników.

Jednostopniowe wykonanie repliki polega na naniesieniu cienkiej warstwy masy plastycznej na preparat i jej oderwaniu. W przypadku przygotowania dwustopniowego na masę plastyczną nanosi się dodatkowo cienką warstwę węgla. Przygotowanie repliki ekstrakcyjnej wymaga wstępnego trawienia szlifu metalograficznego, a następnie naniesieniu warstwy węgla i elektrolitycznym jej oddzieleniu. Można przygotować repliki jedno- lub dwustronne.

Charakterystyka bezpośrednich metod obserwacji TEM

Obserwacja bezpośrednia to metoda umożliwiająca badanie materiałów metalicznych. Pozwala na obserwację struktur, defektów sieciowych, przemian fazowych, procesów odkształceniowych czy rekrystalizacji. Grubość preparatu zależy od używanego napięcia przyśpieszającego i od liczby atomowej badanego metalu. Cienkie folie wykonujemy za pomocą polerowania elektrolitycznego dla metali przewodzących i polerowania jonowego dla pozostałych obiektów metalicznych. Wycięty cienki krążek jest wstępnie szlifowany i polerowany mechanicznie. Następnie poddaje się go ścienianiu elektrolitycznemu lub jonowemu do osiągnięcia wymaganej grubości próbki przy zachowaniu struktury preparatu i gładkości powierzchni.

Preparaty biologiczne wymagają innej procedury niż materiały inżynierskie. Pierwszym etapem jest proces utrwalenia próbki za pomocą procesora tkankowego. Po serii ekspozycji w alkoholu etylowym lub acetonie zostaje umieszczona w foremce, tworząc bloczek z zatopionym preparatem. Jest to materiał, który poddawany będzie sekcjonowaniu na ultramikrotomie, tak aby otrzymać cienkie skrawki umieszczane w  kolejnym etapie na siatce TEM. Ostatnim krokiem jest kontrastowanie za pomocą octanu uranylu i cytrynianu ołowiu.

Oprócz preparatyki próbek w temperaturze pokojowej, materiał biologiczny można przygotować w warunkach kriogenicznych. Jest to utrwalenie fizyczne zwane również „podstawianiem mrożeniowym”. Pierwszy etap to zamrożenie w ciekłym azocie. Kolejny krok to proces odwadniania, przeprowadzany w temperaturach wystarczająco niskich, aby uniknąć tworzenia się kryształków lodu. Podczas krzepnięcia „zamrożona” woda jest rozpuszczana przez dodawany rozpuszczalnik organiczny. Dochodzi do natychmiastowego fizycznego unieruchomienia składników komórki (krio-utrwalanie) by następnie zatopić przyszły preparat w żywicy. Po zakończeniu, próbki są stopniowo podgrzewane i przetwarzane dalej, dokładnie tak samo jak w przypadku próbek przygotowywanych w temperaturze pokojowej. Udane krio-utrwalanie wykazuje lepsze zachowanie drobnej struktury w porównaniu z klasycznym utrwalaniem chemicznym.

Przykładowe urządzenia do preparatyki TEM:

Specjalizujemy się w dziedzinie mikroskopii elektronowej oraz rozwiązaniach dedykowanych do preparatyki próbek mikroskopowych. Skontaktuj się z naszymi specjalistami, w celu doboru optymalnego rozwiązania:

PIK INSTRUMENTS 

tel: +48 22 726 74 96

e-mail: kontakt@pik-instruments.pl

ul. Gen. L. Okulickiego 5F

05-500 Piaseczno, Polska

pon-pt: 08:00 – 16:00