Beschichtungs-/Gefrierätzungs-/Gefrierbruch-Systeme

Lösungen für Sputter Coater Beschichtung und Gefrierbruch

Um hochwertige Bilder von Proben mit Raster- (SEM) oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) zu erhalten, müssen Ihre Proben leitfähig sein, um Aufladungen zu vermeiden. Wenn eine Probe nicht über eine ausreichende Leitfähigkeit verfügt, können Sie sie schnell mit einer leitfähigen Schicht besputtern. Es können auch eine Kohlenstoff- oder Elektronenstrahl-Verdampfer Beschichtungen verwendet werden. Solche Beschichtungen schützen die Probe, verstärken den Bildkontrast im REM oder können als TEM-Gitterträgerfolie für kleine Proben dienen.

Die am besten geeignete Beschichtungsmethode hängt von den Eigenschaften Ihrer Probe, der Größe der Strukturen, die Sie analysieren möchten, und den erforderlichen Methoden zur Vorbereitung auf die EM-Bildgebung ab. Bei einigen anspruchsvolleren Anwendungen müssen Sie Ihre Proben gefrierbrechen oder möglicherweise gefrierätzen. In diesem Fall benötigen Sie ein Gerät, das für den Kryotransfer geeignet ist, das die Probe unter kryogenen Bedingungen beschichtet und die Probe mit einem Kryomesser bricht.

Von Beschichtungen in einer Niedervakuum-Sputterbeschichtungsmaschine bei Raumtemperatur bis hin zu Beschichtungen in Hochvakuum und sogar bei kryogenen Temperaturen – Leica Beschichtungslösungen decken ein breites Spektrum an Anforderungen ab. Die Instrumente wurden entwickelt, um Ihre Arbeitsabläufe bei der Probenvorbereitung zu verbessern und zu optimieren, von grundlegenden Beschichtungen bis hin zu den fortschrittlichsten Gefrierbruchanwendungen.

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Warum muss ich meine Proben für die Elektronenmikroskopie (EM) beschichten?

Für die EM-Bildgebung muss eine Probe, die nicht von Natur aus leitfähig ist, mit einer leitfähigen Schicht überzogen werden, um das Risiko von Aufladung und thermischen Schäden an der Probe zu verhindern. In manchen Fällen tragen dünne Metallschichten auch zur Verbesserung des sekundären Elektronenemissionssignals bei.

Wann sollte ich mit Kohlenstoff beschichten?

Kohlenstoff(C)-Schichtungen werden üblicherweise als Trägerfilm für die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) verwendet. Dünne Kohlenstoffschichten sind typischerweise wenige Nanometer dick und werden auf TEM-Gitter abgeschieden. Sie sind dünn, stark und für Elektronen transparent. Eine Kohlenstoffschicht wird auch als Schutzschicht verwendet.

Für welche Anwendungen wird Gefrierbruch verwendet?

Um die inneren feinen Strukturen einer biologischen oder organischen Probe sichtbar zu machen, kann die Probe auf kryogene Temperaturen abgekühlt und physikalisch zerbrochen werden. Nach der Beschichtung mit einer leitfähigen Schicht können die freiliegenden feinen Strukturen der Probe mit Elektronenmikroskopie (EM) untersucht werden. Gefrierfrakturen werden traditionell für biologische Anwendungen wie die Untersuchung subzellulärer Strukturen wie Organellen und Membranen verwendet. In jüngerer Zeit wird die Methode auch für bestimmte Anwendungen in der Materialwissenschaft und der Physik in Bezug auf Schichten und Emulsionen verwendet.

Was ist der Unterschied zwischen Beschichtungen, die mit einem Hochvakuum- oder Niedervakuum-Sputterbeschichter hergestellt werden?

Die Vakuumbedingungen haben einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der gewachsenen Schicht.

Niedervakuum-Sputterbeschichtungsgeräte ermöglichen die Dünnfilmabscheidung für REM-Anwendungen mit moderatem Vergrößerungsbedarf. Proben können mit Gold (Au) sowie anderen geeigneten Materialien wie Platin (Pt) und Gold/Palladium (Au/Pd) gesputtert werden.

Hochvakuum-Sputterbeschichtungen scheiden dünne Schichten mit einer viel feineren Kornstruktur ab, was eine hochauflösende REM-Analyse ermöglicht. Darüber hinaus kann ein breiteres Spektrum an Materialien, einschließlich oxidierbarer Metalle, gesputtert werden. Beispiele sind Iridium (Ir), Wolfram (W) oder Titan (Ti). Manchmal wird Chrom (Cr) als Pufferschicht verwendet. Darüber hinaus können Hochvakuum-Beschichtungsgeräte für komplexere Anwendungen und mehrlagige Beschichtungen konfiguriert werden.

Weitere Informationen finden Sie in den Artikeln
https://www.leica-microsystems.com/science-lab/expert-knowledge-on-high-pressure-freezing-and-freeze-fracturing-in-the-cryo-sem-workflow
https://www.leica-microsystems.com/science-lab/brief-introduction-to-freeze-fracture-and-etching

Beschichtung

Eine Probe wird entweder mit einer leitenden Schicht aus Kohlenstoff oder Metall überzogen, um die Ladung zu hemmen, thermische Schäden zu reduzieren und das sekundäre Elektronensignal für die topographische Untersuchung im REM zu verbessern. Für die TEM-Analyse von Proben werden kohlenstoffbeschichtete Gitter verwendet oder die Probe selbst benötigt möglicherweise einen dünnen Beschichtungsüberzug. Die Beschichtungsprodukte von Leica Microsystems umfassen das Hochvakuum-Beschichtungsgerät Leica EM ACE600 für die Analyse mit höchster Auflösung in FE-SEM und TEM sowie das Sputter- und/oder Kohlenstoff-Beschichtungsgerät Leica EM ACE200 als vollautomatisches System für eine schnelle, bequeme und intuitive Handhabung.

Gefrierbruch

Um die inneren Strukturen einer gefrorenen Probe freizulegen, kann sie physisch gebrochen werden. Damit werden die Strukturen zur Untersuchung mit einem Elektronenmikroskop freigelegt. Der Kryobeschichter Leica EM ACE900 verbessert die Gefrierbruchtechnik signifikant. Er verfügt über ein fortschrittliches Mikrotom, flexible Abschattungsoptionen mit Elektronenstrahlquellen, eine rotierende Kryostufe und ein Loadlock-Transfersystem. Die Ergebnisse dieser Methode sind die hochauflösende Analyse von Repliken im TEM und, mit dem Leica EM VCT500 ausgestattet, die Blockflächen-Bildgebung im Kryo-SEM. Der Leica EM ACE600 kann mit einem Kryotisch und einer VCT500-Verbindung ausgestattet werden und bietet damit ebenfalls die Möglichkeit Oberflächen durch Gefrierbruch freizulegen, um sie anschließend in einem Kryo-SEM abzubilden.

Gefrierätzen

Das Gefrierätzen ist ein optionaler Schritt nach dem Gefrierbruch der Probe. Über Gefrierätzen können mehr Informationen von den gefriergebrochenen Flächen zutage gebracht werden. Dies wird erreicht, indem obersten Eisschichten unter Vakuum sublimiert werden, um zelluläre Elemente freizulegen, die ursprünglich verborgen waren. Tischtemperatur und Vakuum beeinflussen die Ätzrate. Eine genaue Temperaturregelung des Tisches ist erforderlich, um eine Reproduzierbarkeit zu erreichen. Als äußerst vielseitiges Instrument bietet der Kryobeschichter Leica EM ACE900 hervorragende Ergebnisse für Gefrierbruch- und Gefrierätztechniken für TEM- und Kryo-SEM-Analysen.

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