生物樣品掃描電鏡簡稱為掃描電鏡,，英文縮寫SEM（Scanning Electron Microscope）,。它是用細(xì)聚焦的電子束轟擊樣品表面，通過電子與樣品相互作用產(chǎn)生的二次電子,、背散射電子等對樣品表面或斷口形貌進(jìn)行觀察和分析,。SEM已廣泛應(yīng)用于材料、冶金,、礦物,、生物學(xué)領(lǐng)域。

　　通常人眼能夠分辨的最小距離為0.2MM,，為了觀察分析更微小的細(xì)節(jié),，人們發(fā)明了各種觀察儀器。

　　首先出現(xiàn)的是光學(xué)顯微鏡,，它利用可見光作為照明束照射樣品,，再將照明束與樣品的作用結(jié)果由成像放大系統(tǒng)處理，構(gòu)成適合人眼觀察的放大像,。一般而言光學(xué)顯微鏡能分辨的最小距離約為200um,，是人眼的一千倍。

　　為突破光學(xué)顯微鏡的分辨極限,，人們想到用電子束做照明束,，并與上個世紀(jì)三十年代制造出了第一臺掃描電子顯微鏡。它的分辨率已經(jīng)達(dá)到了原子水平（≈0.1um）,，比光學(xué)顯微鏡提高了近兩千倍,。
 

　　掃描電子顯微鏡組成部分

　　電子光學(xué)系統(tǒng)

　　組成：電子槍、電磁透鏡,、掃描線圈和樣品室等部件,。

　　作用：獲得掃描電子束、作為產(chǎn)生物理信號的激發(fā)源,。

　　信號收集和顯示系統(tǒng)

　　信號收集：二次電子和背散射電子收集器,、吸收電子顯示器、X射線檢測器（波譜儀和能譜儀）

　　顯示系統(tǒng)：顯示屏有兩個,，一個用于觀察,，一個用于記錄照相。

　　掃描電子顯微鏡的應(yīng)用

　　掃描電鏡觀察納米材料

　　所謂納米材料就是指組成材料的顆粒或微晶尺寸在0.1-100nm范圍內(nèi),，掃描電鏡的一個重要特點就是具有很高的分辨率?，F(xiàn)已廣泛用于觀察納米材料。
 

　　掃描電鏡觀察材料斷口

　　掃描電鏡所顯示的斷口形貌從深層次,，高景深的角度呈現(xiàn)材料斷裂的本質(zhì),，在教學(xué)、科研和生產(chǎn)中,，有不可替代的作用,，在材料斷裂原因的分析、事故原因的分析已經(jīng)工藝合理性的判定等方面是一個強有力的手段,。

　　掃描電鏡觀察大試樣的原始表面

　　掃描電鏡能夠直接觀察直徑100mm,，高50mm，或更大尺寸的試樣,，對試樣的形狀沒有任何限制,，粗糙表面也能觀察，這便免除了制備樣品的麻煩,，而且能真實觀察試樣本身物質(zhì)成分不同的襯度(背反射電子象),。
 

      生物樣品掃描電鏡常規(guī)掃描電鏡對樣品要求:必須是干燥的，不含水分或揮發(fā)性物質(zhì);具有一定機械強度,能耐受電子束轟擊,；具有導(dǎo)電性,，被激發(fā)時能夠產(chǎn)生足夠的二次電子。生物材料特點:含水分多,，質(zhì)地柔軟,，機械強度小;組成元素的原子序數(shù)低，導(dǎo)電性差,激發(fā)后二次電子的產(chǎn)額較少,。制樣的任務(wù):通過一系列處理,既要盡量地保存材料的固有形態(tài)，又要改良其物理性能,，使其適合在電鏡下觀察成像,。

       電鏡是進(jìn)行材料表征時用到一種重要工具，幫助觀察材料的微觀形貌,。然而,，在觀察軟/濕生物材料時(離體組織，帶細(xì)胞材料等),，涉及到觀察樣品的固定,、脫水、干燥,、金屬濺射等步驟,，處理復(fù)雜，耗時較長。

冷凍的水凝膠觀察

生物樣品掃描電鏡的構(gòu)成：

　　樣品室：放置樣品，并安裝有各種信號探測器,。

　?。?）信號收集及顯示系統(tǒng)：收集樣品在入射電子束作用下產(chǎn)生的各種信號，二次電子,、背散射電子,、特征X射線等，并進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換顯示在顯示系統(tǒng)上像,。

　?。?）真空系統(tǒng)：場發(fā)射電子顯微鏡的電子槍需要高真空度，所以配有2臺離子泵,，1臺分子泵和一臺機械抽空泵,。

　　（4）電源系統(tǒng)：包括啟動的各種電源,，檢測-放大系統(tǒng),，真空系統(tǒng)和成像系統(tǒng)等。

　　分辨率的下降,，掃描樣品在干燥過程中,，由于失去水分會造成組織和細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生皺縮。此外,，液體巨大的表面張力,，將對細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此,，生物樣品的干燥是掃描制備中的關(guān)鍵,。樣品觀察表面必須具有良好的導(dǎo)電性和較高的二次電子發(fā)射率
 

　　樣品觀察表面必須保持其在活休狀態(tài)時的形貌。在樣品處理中要去掉覆蓋在表面的灰塵,、粘液,、蠟質(zhì)等雜質(zhì)。此外,，取樣時避免機械損傷,。

　　含水的生物樣品在真空條件下極易揮發(fā)，因此,，在掃描觀察時樣品必須干燥，以防水分的蒸發(fā)影響儀器的真空度

       2.在樣品制備的過程中應(yīng)始終保持樣品濕潤，切勿讓樣品干裂,；

       3.由于掃描電鏡觀察樣品表面,，因此一定要沖洗干凈樣品表面的殘余雜質(zhì)；

       4.較大樣品需將樣品切成片狀，厚度不超過2-3mm,。

　　選取觀察材料需根據(jù)材料的特性與觀察目的的不同，采取不同的方法,。取樣的基本要求:取材動作迅速;取材部位準(zhǔn)確;固定及時;避免機械損傷,。體積的大小沒有太大的限制，觀察表面的面積通常不超過10mm×10mm,，厚度約兒個毫米,。對于一些微小的單體材料（如游離細(xì)胞、細(xì)菌,、線蟲等),，取樣時應(yīng)注意材料數(shù)量要取夠，防止在制備過程中由于丟失造成材料不足而影響觀察,。對于樣品斷裂面的獲取最好采用冷凍斷裂的方法,。

　　用清洗液清洗去除樣品表面的灰塵,、粘液,、油脂、蠟質(zhì)等,，可使樣品表面充分暴露,。清洗液有雙蒸水、生理鹽水,、含酶的清洗液,、各種緩沖液、有機溶劑等,。清洗的方法可采用氣吹,、沖洗、刷洗,、超聲波清洗等方法,。清洗過程中要避免對樣品表面細(xì)微結(jié)構(gòu)損傷。清洗的具體做法可根據(jù)研究l的,、樣品性質(zhì)和樣品對環(huán)境變化的敏感程度選用不同的清洗液和清洗方法,。

　　固定劑的種類、配制方法,、固定時間和操作條件及要求與透射電鏡樣品固定處理基木相同,。