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选择哪种电镜载网更适合研究项目,取决于多个因素,包括样品的性质、研究的具体目标以及所采用的样品制备技术等。以下为你详细分析不同情况下适合的电镜载网:
根据样品性质选择
生物样品
负染色生物样品(如蛋白质、核酸、病毒等):微栅(Lacey Carbon Grids)是很好的选择。它在标准金属网格表面覆盖一层超薄无序碳膜,碳膜上随机分布微小孔洞。碳膜的柔韧性可帮助固定脆弱的生物样品,微孔结构通过毛细作用吸附样品溶液,尤其适合负染色技术,能清晰展示生物样品的形态结构。
生物大分子复合物:如果对电子束敏感且需要高分辨率成像,超薄碳膜载网或带有预镀碳膜的通孔载网(如Quantifoil)比较合适。超薄碳膜载网能减少金属基底背景干扰,而带有预镀碳膜的通孔载网可在维持玻璃态水层(对于冷冻样品),防止冰晶生长破坏样品结构,适用于冷冻电镜研究。
细胞、组织切片等较厚样品:通孔载网(如Quantifoil Grids)更适用。其规则排列的孔洞可直接暴露样品区域,避免金属网格线条对电子束的遮挡,有利于观察细胞或组织切片内部结构,常用于冷冻电子显微镜(Cryo - EM)中对细胞等样品的观察。
纳米材料
金属/陶瓷纳米颗粒:标准铜网或镍网(标准网格)较为合适。它们成本较低,导电性良好,对于尺寸较大的硬质纳米颗粒能够提供足够的支撑,满足一般观察需求。
二维材料(如石墨烯、MoS₂):超薄碳膜载网或通孔载网是优选。超薄碳膜载网可减少金属基底背景干扰,有助于清晰观察二维材料的本征结构;通孔载网的高开孔率能最大程度地暴露样品,便于电子束穿透,获得高质量图像。
超薄或易碎的纳米材料:需要选择支撑膜强化载网,通过增加碳膜层数或使用更致密的网格结构来提升样品稳定性,防止样品在观察过程中漂移或损坏。
磁性样品
弱磁性样品:金载网或铂/钯合金载网是不错的选择。金化学性质惰性,几乎不与样品发生反应;铂/钯合金的磁导率高,可减少磁性样品在电子束下的漂移,提升图像稳定性,且对样品的污染较小。
强磁性样品:镍载网或特殊设计的磁性屏蔽载网更适合。镍本身具有一定的抗磁性,能减少强磁性样品的磁化率影响;磁性屏蔽载网通过特殊结构设计进一步减少磁场对电子束的干扰,确保成像清晰度。
根据研究目标选择
高分辨率结构分析:如果目标是获得原子级或接近原子级的高分辨率结构信息,如单原子催化剂、二维材料的原子排列等,铂/钯合金载网、超薄碳膜载网或通孔载网更为合适。这些载网能减少背景干扰,提供稳定的支撑,有助于在电子束照射下清晰分辨样品的精细结构。
动态过程观察(原位电镜):需要载网具有良好的稳定性和对样品的温和支撑性,以减少对样品动态过程的干扰。支撑膜强化载网或经过特殊设计的通孔载网可能更符合要求,它们可以在保证样品稳定的同时,不妨碍对样品动态变化的观察。
常规观察:对于一般的样品观察,如观察纳米颗粒的形貌、分布等,标准铜网或微栅就能满足需求。它们成本较低,操作简单,能够快速提供样品的大致信息。
根据样品制备技术选择
负染色技术:微栅是经典的选择。其表面的碳膜和微孔结构有利于负染色剂与样品结合,使样品在电子显微镜下呈现出清晰的对比度,便于观察样品的形态和结构。
冷冻电镜技术:通孔载网(如Quantifoil)和冷冻保护载网是必不可少的。通孔载网的高开孔率有利于冷冻样品的电子束穿透,而冷冻保护载网通过预镀碳膜等方式可以维持样品的玻璃态水层,防止冰晶形成,从而保持样品的原始结构。
超薄切片技术:通孔载网或带有合适支撑结构的载网更适合。它们能够牢固地固定超薄切片样品,避免切片在观察过程中漂移或折叠,确保获得高质量的切片图像。