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掃描電鏡如何還原“水凝膠”真實結(jié)構(gòu)
水凝膠是一種極親水的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)凝膠,,由高分子(相對分子質(zhì)量比較大的分子,,呈鏈狀結(jié)構(gòu))在一定條件下互相連接,,形成三維的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),,這些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙中充滿了液體,,這種特殊的分散體系就是凝膠,。由于其出色的柔性及生物相容性等特質(zhì),其在電學(xué)器件,、傳感器以及生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域中得到廣泛的研究和應(yīng)用,。
我們所熟知的“水寶寶”就是一種典型的水凝膠體系,在吸水后,,水分會將高分子聚合物的孔隙填滿,,變成軟軟的小球。此外,,尿不濕,,阻燃劑中也含有大量的水凝膠材料。
水凝膠為我們的生活帶來諸多便利,,這源自科研工作者不懈的努力,可每當(dāng)科研人員需要檢測水凝膠的微觀形貌時,,問題就出現(xiàn)了,。
掃描電鏡檢測是材料微觀形貌觀察*的研究手段,但水凝膠材料由于含有大量水分或有機溶劑,,無法直接放入電鏡中觀察,。電鏡工作需要維持高真空環(huán)境,而水分在真空中會迅速揮發(fā),,導(dǎo)致圖像異常甚至電鏡故障,。因此,對于水凝膠樣品,,通常需要進(jìn)行冷凍干燥處理,,將水分去除后再進(jìn)行拍攝。
那么問題又來了,,干燥處理往往會導(dǎo)致水凝膠結(jié)構(gòu)坍縮,,此外,部分凝膠即便干燥后還會殘留有機溶劑,,對電鏡觀察極為不利,。水分的缺失會破壞三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在電鏡測試時無法得到真實的樣品結(jié)構(gòu),,如下圖所示,,本應(yīng)飽滿的水凝膠結(jié)構(gòu)卻干癟收縮,。
冷凍干燥處理后的水凝膠樣品,三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)明顯損壞(圖片源自網(wǎng)絡(luò))
為了避免因干燥工藝引起的結(jié)構(gòu)失真以及有機試劑殘留問題,,飛納電鏡推出了觀察含水樣品的解決方案——飛納電鏡溫度控制樣品臺,,一招解決含水樣品的觀察問題,為您呈現(xiàn)樣品真實的結(jié)構(gòu)信息,。
飛納電鏡溫控樣品臺觀查水凝膠樣品
1. 無需復(fù)雜繁瑣的干燥工藝
使用冷凍干燥工藝處理的水凝膠樣品進(jìn)行觀測,,非常依賴材料本身結(jié)構(gòu)以及干燥工藝,若工藝不佳,,凝膠結(jié)構(gòu)會因干燥而坍縮,,較多聚合物缺乏水分支撐掉落成為粉末,孔隙結(jié)構(gòu)失真,,對于研究凝膠真實結(jié)構(gòu)缺乏參考價值,。而對于飛納電鏡溫控制樣品臺來說,樣品無需干燥即可觀察,,避免了不當(dāng)?shù)母稍锕に噷悠吩斐傻膿p傷,。
使用冷凍干燥方法處理后的水凝膠樣品掃描電鏡圖像,結(jié)構(gòu)坍縮失真
2. 保留樣品原始形貌結(jié)構(gòu)
當(dāng)使用飛納的冷凍樣品臺將水凝膠在冷凍狀態(tài)下觀察,,可以明顯觀察到完整且長程有序的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),,水分會在骨架結(jié)構(gòu)表面凝結(jié),保留真實的孔隙結(jié)構(gòu),。
溫控樣品臺觀察冷凍后的水凝膠樣品
水凝膠的骨架結(jié)構(gòu)形貌對于研究材料性能有較為重要的作用,,不少研究人員采用飛納電鏡溫控樣品臺展開水凝膠研究。圖示為一種基于聚谷氨酸和殼聚糖的可注射水凝膠結(jié)構(gòu),,在冷凍樣品臺幫助下,,研究人員在低溫狀態(tài)下對軟骨細(xì)胞和水凝膠進(jìn)行觀測,還原體系的真實結(jié)構(gòu),,可更直觀真實的反映水凝膠材料與細(xì)胞的作用,。若使用冷凍干燥以及細(xì)胞固定的方法處理樣品,電鏡測試結(jié)果無法真實反映二者的作用情況,。
DOI: 10.1039/C7RA01864A
DOI: 10.1039/c5tb01488c
3. 操作方便,,擺脫一切安全顧慮
溫控樣品杯基于珀爾帖效應(yīng)進(jìn)行制冷,通過控制器不僅可以迅速,、輕松調(diào)整溫度,,還可以對樣品溫度進(jìn)行精確的監(jiān)控,,時刻掌握樣品狀態(tài),。飛納電鏡同時采用真空外循環(huán)水對制冷器進(jìn)行冷卻,避免了采用傳統(tǒng)設(shè)計的循環(huán)水泄露造成的電鏡真空腔室“大災(zāi)難”,,大大提升了設(shè)備的安全性,,降低了使用門檻,。
為助力科研工作者,飛納電鏡不僅提供成熟的解決方案,,而且特此推出納問檢測水凝膠測試服務(wù),,快用溫控樣品臺還原真實水凝膠電鏡形貌吧!
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除了水凝膠樣品,,溫控樣品臺還可以進(jìn)行生物組織,,食物等樣品的測試,看看日常生活中常見的食物都長什么樣:
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香蕉 番茄