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低真空牛刀小试之苍蝇(密集恐惧症者慎入)

  • 小M
    2013/10/08
    x射线仪器
  • 私聊

扫描电镜(SEM/EDS)

  • 仪器简介

    扫描电镜型号:FEI Quanta 250 FEG 场发射环境扫描电镜

    DetectorETDBSEDLFDGSEDHT GSEDLow KV cone, X-Ray cone.

    附件:EDSEBSD,制冷台,加热台。

    ETDBSED是较为常见的二次电子探头和背散射电子探头;LFDLarge Field Detector)是低真空探头,别的带低真空功能的SEM也有,我记得Nova Nano SEM 230上叫LVDLow Vacuum Detector);GSEDGaseous Secondary Electron Detector)是环扫专用的探头,独一无二;HT GSEDHigh Temperature GSED)是热台专用的环扫探头,对光和热信号不敏感。Low KV coneX-Ray cone是配合LFD用的,分别用来做低电压条件和能谱分析。

    虽然介绍了这么多,本次实验用到的只有其中的一小部分。



    实验准备

    本实验完成于926日,当时正值台风“天兔”过境,连续降雨,气温骤降,苍蝇已经很少见。正好碰到一只,萌发奇想,捕来“仔细”瞧瞧。想必是气温太低,苍蝇反应迟钝、动作迟缓,被我轻而易举拿下,装于一次性手套中。



    1 困于一次性手套中的苍蝇

    苍蝇是抓到了,可怎么弄死它呢?拍死?不行,要留完尸!闷死?可行,但是估计不要1天也要半天吧,时间太长了,我等不及。于是我想到了淹死它。弄个小烧杯,装些自来水,手套敞口处套在烧杯上,再将指套处的苍蝇弹到杯中。就在这时,意想不到的事情发生了,苍蝇浮在水中,没有被淹!无论是足朝下还是翅膀朝下,苍蝇都能浮在水上,因为六只足可以撑在水上,而翅膀不亲水也可以浮在水上!“谋杀”计划失败!而且差点让它逃掉了,它沿着杯壁爬了出来,翅膀打湿了,想飞却飞不起来,我再一次用手套逮住了它。为了防止它再次逃脱同时要想别的方法置它于死地,我顺手将旁边另一个装了一点无水乙醇的小烧杯拿过来,像刚才那样套上,就在此时,意外又发生了,苍蝇掉在无水乙醇液面上,马上沉下去了!说时迟,那时快,等我反应过来时,苍蝇已经沉底了。我赶紧用镊子把它轻轻地夹起来,放在卫生纸上,可它已经无法动弹了。再一看,它六只足都放在胸腹部,好像在自我防卫呢。真是有心栽花花不开,无意插柳柳成荫!



    2 被淹死的苍蝇

    接下来就要把苍蝇固定在导电胶上。本想翅膀面朝上粘上,可足和导电胶的接触面积太小了,不稳定,不一会儿就翻滚下来。只好翅膀朝下,因为不方便用镊子压,所以弄了很久也没固定好,最终只能把翅膀展开,用镊子压了压,粘在导电胶上。虽然粘上了,可我总感觉不牢,怕掉。在处理过程中,苍蝇还是被我给压坏了,尾部挤出了白白的东西……大家有没有更好的办法?



    实验过程

    将粘了导电胶和样品的样品托放入扫描电镜样品仓,装上了GSED,小心翼翼地关仓门,选择真空模式ESEM,设定真空700Pa,开始抽真空。当真空值达到预设值后,SPOT:4.0HV:20KV,开Beam,调节亮度和对比度,可竟然是这样的……



    3 GSED初见

    开始提到了,苍蝇不会被水淹死,原因之一是翅膀不亲水,本想用环扫在有水分的条件下,看看翅膀上会不会形成微小的水珠,可却忽视GSED上的孔很小,只有大约900微米!GSED的孔之所以这么小,是为了减少样品仓内的水汽通过探头和极靴上到ColumnGun的部分去,影响ColumnGun的真空。对于长约9mm,宽(包括翅膀)约5mm的苍蝇来说,900微米视野太小了,根本看不到全貌啊!低倍下只能看到一部分!没办法,只好Vent,卸下GSED,换LFD了。装LFD时,真空值范围小很多,0~130Pa

    装好LFD,小心翼翼地关仓门,选择真空模式Low Vacuum,设定真空70Pa,开始抽真空。当真空值达到预设值后,初始条件还是SPOT:4.0HV:20KV,开Beam,调节亮度和对比度,聚焦等等。待图象清晰之后加速电压20KV似乎高了,调到10KV。为了能尽可能完整地拍到全貌,我将Z轴放到了最低位置。后续照片的条件都是LFD70Pa10KVspot4.0。放大倍数和标尺每张图不一样,图上Databar有标明,mag表示放大倍数,标尺如图4所示。



    4 3Databar中的标尺,白线长度表示实际长度1mm



    5 全貌。可以清楚地看到,六只足弯曲着放在胸(腹)前。苍蝇周围很多孔洞似的东西是导电胶。
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  • 小M

    第1楼2013/10/08

    应助达人



    6 头部。可以看到两只复眼,毛头,口器,触角……



    7 复眼。这恐怕是苍蝇最好看的部位了,外表面好像是一个个六边形拼接起来的,很规则。



    8 头部的大毛。在图6中能够看得见的毛,就是这种大毛了。你问我为什么大毛是卷的?我猜它是天生自然卷,外加人工电子烫吧!



    9 大毛周围的小毛。红花还需绿叶衬,大毛也要小毛陪。这里有很多很多小毛,还有幼小的大毛。注意看大毛和小毛长得不一样哦!大毛是圆锥型的,顶端细,根部粗,而且根部的毛孔很明显哦!不管你怎么想,反正我已经全身发毛起鸡皮疙瘩了!



    10 触角。好像一颗仙人掌。



    11 触角顶端。原来放大之后也是大毛和小毛。

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  • 小M

    第2楼2013/10/08

    应助达人



    12 口器。分开的两瓣。



    13 放大的口器。内壁是凹凸不平的,一条一条的延伸到里面看不到的地方。外边缘左右各一列排列整齐的方型细胞,难道是“牙齿”?



    14 足的最前端。看这钩子和吸盘,难怪抓东西抓得紧啊!像不像小丑帽?



    15 足的中部。这狼牙棒一般的腿胳臂,也够吓人的啊!



    16 腹部。腹部是一截一截的,长了很多小毛。这大概就是图3看的那个位置。



    17 尾部。这一截弯弯的乳膏状的东西,就是在处理样品时弄出来的,肉眼看是白白的,唉,被我压出SHI来了。



    18 翅膀。翅膀很薄,看着有一点点透明。是翅膀上的这些毛使得它不亲水的吗?



    19 翅膀的边缘。似乎有点放电。



    20 翅膀中部放大图。



    总结

    本想试试环扫,结果没弄成,用了回低真空。不过对于我来说,都是第一次。因为是初体验,所以用了固定的参数,没有改变气压,稍微改变了加速电压,5KV太朦胧不清楚。整个过程一直担心苍蝇会掉下来,所以一直小心翼翼的。第一次亲自拍这么恶心的东西,心里确实发毛,虽然之前也看过一些苍蝇、虫子的电镜图,可感觉还是没这么深刻,自己拍的可以用震撼人心来形容。跟苍蝇比起来,以前看过的牛血管、兔肌腱、树叶、橡胶、布、纸都和蔼可亲多了!有以下几点可以讨论一下:

    1、 杀死苍蝇和固定苍蝇有什么更好的方法吗?

    2、 参数有哪里可以优化吗?过程有没有漏洞?低真空模式改变真空有什么影响?

    3、 像苍蝇这么大的样品,怎么用环扫模式做(是不是有孔更大的GSED)?

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  • asahi42

    第3楼2013/10/08

    小M的低真空技术不错不错不错~~
    那啥,因为要观察的东西都没有发生形变,所以我认为杀死和固定的方法至少在这个实验上没有什么问题。
    参数的话,我觉得Dwell time短了些,可以尝试Dwell time=60μs,图像信号量会更强,信噪比会更好。
    气压么低真空水汽氛60~70Pa属于标准条件,这个实验中不需要更改。
    GSED的PLA主要还是为了防止水汽进入镜筒,所以GSED的PLA孔就500μm一个规格,而由此造成的视野变小,是我们为了得到不变形样品所不得不做出的牺牲之一。苍蝇这么大的样品,环扫只能一个部分一个部分看;要看全貌的话,小M你用低真空已经做到了~~

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  • zhw19811005

    第4楼2013/10/08

    好清晰。。。

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  • 小M

    第5楼2013/10/08

    应助达人

    低倍的10μs够清晰了,两、三千倍的那几张,慢点扫信噪比会更好,电子束扫上去会有形变的,所以还是快快的扫了

    asahi42(asahi42) 发表:小M的低真空技术不错不错不错~~
    那啥,因为要观察的东西都没有发生形变,所以我认为杀死和固定的方法至少在这个实验上没有什么问题。
    参数的话,我觉得Dwell time短了些,可以尝试Dwell time=60μs,图像信号量会更强,信噪比会更好。
    气压么低真空水汽氛60~70Pa属于标准条件,这个实验中不需要更改。
    GSED的PLA主要还是为了防止水汽进入镜筒,所以GSED的PLA孔就500μm一个规格,而由此造成的视野变小,是我们为了得到不变形样品所不得不做出的牺牲之一。苍蝇这么大的样品,环扫只能一个部分一个部分看;要看全貌的话,小M你用低真空已经做到了~~

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  • zyl3367898

    第6楼2013/10/08

    应助达人

    好恶心呀,图片如此清晰,看完吃不下饭的。

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  • qq250083771

    第7楼2013/10/08

    应助达人

    其实我也感觉图片好、、、、、、、

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  • hnteng

    第8楼2013/10/08

      不错,既有趣味,又长了见识.

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  • fanchuangang

    第9楼2013/10/08

    有些地方不能细看,细看的话有些受不了............

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  • 武灵

    第10楼2013/10/08

    翅膀不亲水估计是上面有蜡质吧。

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