科學(xué)指南針-冷凍電鏡的分類
冷凍電鏡以使用冷凍技術(shù)的角度定義冷凍電鏡的話,冷凍電鏡主要可以分為冷凍透射電鏡、冷凍掃描電鏡、冷凍蝕刻電子顯微鏡。
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1、冷凍透射電鏡
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冷凍透射電鏡(Cryo-tem)通常在普通透射電鏡上配備樣品冷凍設(shè)備,將樣品冷卻至液氮溫度(77K),用于觀察蛋白質(zhì)、生物切片等溫度敏感樣品。
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冷凍樣品可以減少電子束對樣品的損傷,減少樣品的變形,從而獲得更真實的樣品形貌。
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冷凍透射電子顯微鏡的價格約為600萬美元,非常昂貴。
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其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
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(1) 加速電壓高,電子能穿透厚樣品
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(2)透鏡多,光學(xué)性能好
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(3)樣品臺穩(wěn)定
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(4)全自動,自動換液氮,自動換樣品,自動維持清潔
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2、冷凍掃描電鏡
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掃描電鏡工作者面臨著一個不可避免的事實,即所有生命科學(xué)和許多材料科學(xué)樣品都含有液體成分。許多動植物組織的含水量高達(dá)98%,是掃描電鏡工作者最難解決的樣品問題。
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冷凍掃描電子顯微鏡(Cryo SEM)是一種快速、可靠和有效的方法來克服樣品中的水分問題。這種技術(shù)也被廣泛用于觀察一些“困難”的樣品,例如那些對電子束敏感的不穩(wěn)定性樣品。
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各種高壓模式的出現(xiàn),如VP和lvesem,使得掃描電子顯微鏡能夠觀察未凍結(jié)和干燥的樣品。然而,冷凍掃描電鏡仍然是防止樣品失水的最有效方法。它可以應(yīng)用于任何真空狀態(tài),包括安裝在掃描電子顯微鏡上的Peltier臺以及向樣品室內(nèi)沖以水汽的裝置。
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冷凍掃描電鏡還有一些其他優(yōu)點,如具有冷凍斷裂的能力以及可以通過控制樣品升華刻蝕來選擇性地去除表面水分(冰)等。
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3、冷凍蝕刻電子顯微鏡
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冷凍蝕刻電鏡技術(shù)是從50年代開始發(fā)展起來的一種將斷裂和復(fù)型相結(jié)合的制備透射電鏡樣品技術(shù),亦稱冷凍斷裂或冷凍復(fù)型,用于細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域的顯微結(jié)構(gòu)研究。
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冷凍蝕刻電鏡的優(yōu)點:
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(1)樣品通過冷凍,可使其微細(xì)結(jié)構(gòu)接近于活體狀態(tài)
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(2)樣品經(jīng)冷凍斷裂蝕刻后,能夠觀察到不同劈裂面的微細(xì)結(jié)構(gòu),進(jìn)而可研究細(xì)胞內(nèi)的膜性結(jié)構(gòu)及內(nèi)含物結(jié)構(gòu)
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(3)冷凍蝕刻的樣品,經(jīng)鉑、碳噴鍍而制備的復(fù)型膜,具有很強的立體感且能耐受電子束轟擊和長期保存。
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冷凍蝕刻電鏡也可造成樣品的人為損傷,斷裂面多產(chǎn)生在樣品結(jié)構(gòu)最脆弱的部位,無法有目的地選擇。
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