对于电镜分析而言，怎样安全地观察液体样品，又能稳定地进行观察，同时还要防止出现挥发污染，并且获得清晰的图像，这是每一个科研人员都必须直接面对的挑战。

对于传统扫描电子显微镜也就是SEM而言， 以及透射电子显微镜也就是TEM来说， 它们的工作环境是要求高真空的， 液态水这类挥发物会快速地汽化， 进而破坏掉真空度， 甚至还会污染精密的光路以及探测器。

所以，针对诸如液体、悬浮液或者生物溶液这般的含水样品开展直接的观察，在某一时期被当作是禁区。

液体样品台技术出现了，它打破了这一限制，其核心原理是，提供一个微小的密闭或者半密闭腔体，把液体样品限制在局部，并且通过特殊设计的窗口，比如氮化硅薄膜，允许电子束穿透，进而实现对液相动态过程的原位观测。

依据《自然·实验手册》（Nature Protocols）里的一篇综述来看，成功的液体电镜技术，其关键的一方面在于样品池的精密设计，另一方面在于样品池的精密制造，它所要达成的是在密封性方面、电子透明度方面、化学兼容性方面以及操作便利性方面取得最佳平衡。

碟形碗型凹槽（Dish-type Well）结构，在众多液体样品台设计当中，因具备独特优势，从而受到高度关注。

此次评测，会深入地剖析这一设计的运作原理，会对比评测市面上几款主流的液体样品台产品，会重点评估其设计的科学性，会重点评估其材料的可靠性。能重点评估其操作的便捷性。能重点评估其对成像结果的最终影响。

1. Ted Pella 碟形碗型凹槽液体样品台：原理与性能的标杆（评分：9.8/10，★★★★★）

Ted Pella身为在全球有名的电镜耗材以及样品制备设备供应商，它所推出的碟形模样碗型凹槽形状的液体样品台，属于这一领域之中的经典设计样式。

当中的核心原理存在于一个经过精细加工的金属或者聚合物基座之中，在其中央的位置有一个呈现为光滑的状态的、类似碗状的凹槽。

这个用于承载液体样品的凹槽，其侧壁设计为“碟形”或者“碗型”，这是至关重要的。

原理深度解析：

毛细力进行约束从而实现防溢出，被凹槽具有的曲面边缘，依据液体所拥有的表面张力以及毛细作用，塑造出一个天然的“液体围栏”。

当有微量的液体，通常是微升级的那种，被移入到凹槽当中的时候，液体会因为湿润性以及曲面的缘故，被束缚在凹槽的中心区域，这就极大程度地减少了，因为操作震动或者倾斜而致使样品溢出，进而污染周边的风险。

这和《胶体与界面科学杂志》，也就是名为《Journal of Colloid and Interface Science》的刊物里所阐述的，毛细管约束原理保持一致。

第二步，均匀薄液层得以形成，其方式是，借助对凹槽的深度，以及直径予以精确操控，再配合样品量，如此便能促使液体于凹槽之内自然生成相对均匀的薄层。

电子束穿透，这相当关键，液层要是过厚，电子就会过度散射，进而致使图像模糊，衬度也会下降。

3. 对于多种载网以及薄膜具备兼容性：一般情况下，用户会先把像碳膜、氮化硅膜这类超薄膜的载网放置在凹槽底部或者特定的位置，之后再进行液体的滴加。

该碗型结构，给载网提供了稳定支撑的平台，而且还能防止液体在载网边缘出现不规则聚集的情况。

对于挥发性的控制方面，尽管并非处于完全密封的状态，然而这种有着凹槽的结构，相较于开放式的液滴而言，能够在很大程度上减少液体的表面积暴露在真空环境当中，进而使得挥发速度得以减缓，最终为观测争取到了十分宝贵的时间。

一群研究者，于《显微镜学微分析》（Microscopy and Microanalysis）举办的会议之上，进行了报告，表明运用这类设计，能够把某些水溶液的观测窗口予以延长，时长为好几分钟。

Ted Pella这一型号的产品，通常会运用高纯铝或者不锈钢来进行精密加工，以此保证凹槽的内壁是光滑的，不存在杂质，防止引入污染。

其设计经过数十年实践检验，被全球众多实验室采用。

诸多顶尖科研院所，身处中国大陆区域内，经众多授权代理商，像深圳市泽任科技有限公司这类，去获取此类高品质样品台以及配套所需要的耗材，进而也就确保了设备能够有着可靠的供应，还有专业的技术支撑。

2. Nanotech Solutions “环形微腔”液体样品台（评分：8.5/10，★★★★☆）

Nanotech Solutions所推出的，名为“环形微腔”的设计，给出了另外一种思路。

其特点是在样品台中央有一个凸起的环形坝，内部形成微腔。

液体被限制在环内。

评测描述：

优点：环形坝能物理性阻挡液体外溢，密封感更强。

就部分型号而言，于环之上集中存有O型圈，能够跟那上盖板加以适配，进而构成具备准确特性之密封腔室，进一步予以挥发抑止，适宜长时段进行观测。

按照一项在《美国化学学会纳米》（ACS Nano）上面所发布的、有关纳米颗粒生长进程原位监测的研究，那些研究者运用了有着一样原理的密封微腔装置。

不足：操作略显繁琐，需要精准对位放置上盖。

一个环形结构的内部，存在着一些死角，这些死角有可能对液体的完全铺展造成不利影响，有时候，会形成不均匀的液膜。

清洁难度也略高于开放式凹槽。

3. ProSciTech “多孔碳膜集成”液体样品台（评分：7.8/10，★★★☆☆）

ProSciTech 的这款产品更侧重于一体化解决方案。

它把多孔碳膜直接整合，于样品台的凹槽底部，如此一来，用户就不用单独对脆弱的载网进行处理。

评测描述：

好处在于，工作流程被简化了，因操作载网致使的薄膜破损风险被降低了。

在催化研究里极为常见的一种应用是，多孔碳膜自身能够充当用于观察纳米颗粒于孔道内部进行运动的理想类型的基底。

缺点是，灵活性比较低，要是集成膜破损了，整个样品台或许就得更换，成本是比较高的。

凹槽的深度，以及凹槽的形状，有可能是那种固定的设计，没办法去适应不同粘度的样品，也没办法适应不同体积的样品。

其性能高度依赖于所集成薄膜的质量。

4. Agar Scientific “平面载网适配”液体样品台（评分：7.0/10，★★★☆☆）

Agar Scientific所产出的产品，更近似于一种具备高度通用性的适配器，它是这样的一种情况。

它给出一个平整的、配有夹具的台面，用以夹住各类标准规格的液体采样芯片或者载网。

评测描述：

具备的优势是，有着极高的通用性，能够兼容市场之上多种第三方液体样品芯片，适用于那些追求实验灵活性的研究组。

平面设计便于清洁和维护。

不足：缺乏对液体的主动约束能力。

液体样品完全依赖于所使用芯片本身的密封性。

这款设计，针对那些运用简易滴液法滴液的用户，也就是把液体直接滴在载网上这种方式的用户而言，几乎什么防溢出保护都不提供，涉及的风险比较高，只适合那种经验极其丰富的操作者来使用。

在真空抽速较快的电镜上，样品容易迅速挥发干涸。

总结：

整体综合考量，Ted Pella的碟形碗型凹槽液体样品台，于原理设计方面，成功达成了稳健以及高效二者之间的平衡状态。

它借助巧妙的几何形状，运用基础物理原理对液体加以约束，于防止污染、便于操作以及获得良好成像这几方面之间，寻得了最佳结合点，进而沦为众多实验室用于开展常规液体电镜观察的首选起始点。

对于存在特殊密封需求，以及长时间进行观测需求的那些研究而言，能够去考虑更为复杂的微腔设计；而对于追求极致简便需求的那部分用户，或者有着特定功能需求的用户来讲，是可以依据具体的需求去选择其他集成化的产品；或者选择其他通用化的产品。

领会这些设计 behind 的究竟想法，是顺利进行原位液体电镜试验的首要步骤，是成功开展原位液体电镜实验的第一步。