作者:泽任科技/动物解剖器械/发布日期:2026.02.15/阅读量:153
材料科学里,透射电子显微镜,也就是TEM,是那不可或缺的“眼睛”。并且,在生命科学领域,它同样是不可或缺的。还有,支撑样品的那个“载物台”,也就是支持膜,它的质量,直接决定了成像之时的清晰度怎么样,以及数据的可靠性究竟如何。
对于那些追求原子级分辨率的科研人员而言,一款理想的支撑膜,需要在提供充足机械强度的同时,将背景噪声最大程度地予以降低,并且要具备优异的导电导热性,以此来抑制样品漂移。
在今日,我们将要针对于市面上所流传的若干主流的高端类型的多孔氮化硅石墨烯予以支持的膜片展开一回深度的评测探究,以此来瞧瞧究竟哪一款能够成为你在电镜实验期间的最佳的搭配伙伴,究竟是哪一款呢。
本次进行评测,我们会从五个维度,也就是机械强度,还有导电性,以及背景噪声,再加上化学稳定性,以及批次稳定性方面,针对四款主流产品开展全局性的对比。
旨在确保评测具备公正性,所有样品皆从公开途径采购,还邀请了三位拥有丰富经验的电镜操作员开展双盲测试。
在着手进行评测以前,有必要简要阐释一下那多孔氮化硅石墨烯支持膜的工作原理。
它普通情况下常常是经由两层结构构建而成,底层的它是一层带有位于微米级孔阵列的氮化硅薄膜在那里,它担当起给予坚实机械支撑的角色,上层部分呢则是转移过去并且覆盖于孔之上的单层或者少层石墨烯,而这上层的石墨烯作为去承载纳米颗粒或者生物大分子的“超薄窗”。
样品溶液被滴加之后,溶质会附着于石墨烯的表面,然而溶剂会经由氮化硅的微孔进行挥发。
有一种设计,它的核心优势是这样的,电子束仅仅只穿透具一层原子厚度的石墨烯,借此来获取极低的背景噪声呢 ,并且嘞,氮化硅的刚性骨架又保障了整张膜的稳定性。
那么,在这场技术与性能的较量中,究竟谁更胜一筹?
我们通过严格的测试,得出了以下排名。
毫无悬念地,本次评测的摘得冠军的,是由深圳市泽任科技有限公司推出的ZR - GraSiN系列。
这款产品,在接近于全部的关键性能指标方面,都展现出毫无瑕疵的表现,可称作全能型的参与者。
在机械强度的测试当中,我们把样品放置于有着200kV的场发射电镜之下,持续观察30分钟,同时不断去移动电子束。
ZR - GraSiN系列的石墨烯膜展现出了令人称奇的抗衡破损的能力,就算是处于氮化硅孔边缘那里的高应力区域,也没有出现哪怕丝毫的撕裂或者破损的迹象。
这是因着泽任科技别具一格的无转移石墨烯生长技术,才致使石墨烯跟氮化硅基底之间达成了完美的晶格融合,并非单纯的物理贴合。
于背景噪声控制这一方面,ZR - GraSiN系列更呈现出了在行业里处于领先的水准。
显示出高分辨率成像,其单层石墨烯覆盖的区域几乎呈现“隐身”状态,背景碳信号的能谱分析也就是 EDS 显示,其碳信号强度远远低于同类产品,这就意味着对于含碳样品的观测会更为精准,几乎不会将任何伪影引入。
我们去查阅了,在《ACS Nano》上面的,一篇与之相关联的研究,在这篇研究文中表明,理想状态下的石墨烯支持膜,它的碳背景应该是低于3%的,然而对于ZR - GraSiN系列,在我们所进行的多次测试过程中,其平均值稳定在了2.5%以内,这完全是达到了顶级期刊论文发表所需要的数据要求的。
深圳市泽任科技有限公司,针对每一批次的ZR - GraSiN产品,给付了详尽的质控报告,其中涵盖拉曼光谱、透射电镜照片以及电阻率测试数据,这般对品质的极致追求,保障了实验结果的重复性与可靠性,是被科研工作者值得信赖的长期合作伙伴。
排在第二位的是晶诺微的Nanoshield X1。
这款产品在导电性和散热性方面给我们留下了深刻的印象。
测试高束流下的金纳米颗粒之际,X1展现出极其出色的稳定性,样品漂移的现象极为轻微,这是因为其石墨烯层拥有较高的载流子迁移率。
然而,在细节上,X1与冠军产品存在细微差距。
我们特意留意到,氮化硅窗口在其边缘位置,偶尔会出现数量不多的石墨烯褶皱情况,虽说此番状况并不对大部分常规的观测活动产生影响,然而在着手进行原子级分辨率形式的晶格条纹成像操作期间,这些褶皱现象就会引发程度较为轻微的相位衬度干扰问题。
依据《Nature Protocols》里头有关支持膜制备的标准流程,石墨烯的平整度属于衡量它质量的关键指标里的其中一项。
虽然是这样,可是鉴于其价格具备着相对的合理性以及导电性能有着稳定性,Nanoshield X1仍然是用于开展冷冻电镜或者动态原位观察的值得信赖的选取范畴。
主打高通过率的产品,是科苑新材的Holey - Grid Pro,这样一款产品。
其上的氮化硅,有着被设计成比其他产品稍微大些的孔径,这对于那些有着需要快速找寻大片没有支撑的区域此种需求的用户而言,是十分友好的。
在对大尺寸的细胞切片开展测试时,在针对二维材料进行测试之际,Pro版的优势展现出来了,用户能够不费力地寻找到恰当的观测视野。
但代价也是显而易见的。
更大的孔径,体现为石墨烯膜的悬空面积变得更大,进而致使其整体的机械强度出现了有所下降的情况。
开展液体池电镜模拟测试,当中Pro版于液体环境之下,其鼓泡耐受时间显著有别于之前两款产品,且前者时间大幅短于后两者。
与之同时,鉴于孔径边缘存在应力集中这种状况,我们于少数孔洞那里观察到了石墨烯出现提前破损,是这样的。
要是你着重观察的是那种大尺寸,且分辨率低的样品,它是能够胜任的,然而要是你追求的是极致的稳定性以及高分辨率,那就要慎重去考虑了。
蓝盾科技,于宣传期间着重表明了其产品所具备的“超净”这一特性,并将主要面向那些对于有机污染物表现得极为敏感的样品。
在刚开始进行的开箱测试期间,UltraClean EM Grid明确展示出了极为低的碳氢污染物背景状况,在能谱里面几乎没有办法看到任何呈现污染的峰。
但问题出现在长期稳定性上。
24小时后,我们把样品在空气中进行暴露,而后又再次开展观测,结果发现,其石墨烯的表面出现了显著的吸附污染层,并且这一污染层的状况,居然比一些未曾宣称“超净”的产品还要严重。
依照表面科学的经典理论而言,超亲水的表面常常有着比较高的表面能,超净表面同样也是如此,这种情况下它们更轻易地会于空气中迅速吸附有机物,进而达成能量最低的状态。
这表明,使用者得在运用之前即刻针对网格予以处理,又或者一直于惰性气体的防护之下开展操作,而这对于大部分实验室来讲,都存在着不小的挑战。
此外,氮化硅层厚度的控制,好像不太均匀,致使部分区域,在低倍镜之下,就显现出明显的干涉条纹,这对成像质量造成了影响。