你面对透射电子显微镜下，那模糊得不清楚的图像之际，可曾思考过，问题会不会出在支持膜那儿呢？

传统碳膜所引发的背景噪音，以及样品出现的漂移情况，致使许多原本大抵会令人惊艳的高分辨率图像，最终都以失败告终。

而二氧化硅氧化石墨烯支持膜的出现，正在彻底改变这一局面。

什么是二氧化硅氧化石墨烯支持膜？

进行透射电子显微镜观察时，样品得放置于一种极为薄的支撑膜之上。

传统的非晶碳膜应用是广泛的，然而其厚度一般处于 20 到 50 纳米这个范围，会出现明显的背景噪音，进而对高分辨率成像造成影响。

氧化石墨烯，也就是GO，因其具备原子级厚度，大概是0.5到1纳米，还有优异的机械强度以及导电性，所以成为了理想的支持膜材料。

然而，纯氧化石墨烯膜的表面呈现出疏水性，这对于含水生物样品的状态而言，致使其均匀分散方面存在不利影响。

二氧化硅对氧化石墨烯支持膜进行改性，在氧化石墨烯的表面引入二氧化硅纳米层，或者引入二氧化硅纳米颗粒，如此一来，石墨烯的超薄特性得以保留，亲水性和生物相容性也显著提高了。

这种复合膜，能对蛋白质、病毒等生物大分子起到有效吸附作用，与此同时，还可减少电子束所诱导的样品漂移现象，进而成为冷冻电镜以及生物TEM样品制备当中的新宠。

此次评测，我搜集了市面上主流的五款二氧化硅氧化石墨烯支持膜产品，在清华大学分析中心、中国科学院苏州纳米所说等机构的协助之下，针对它们的厚度均匀性、背景噪音、亲水角、导电性、批次稳定性以及性价比展开了为期三个月的系统测试。

深圳，泽任科技有限公司，郑重感恩着，为此次评测，给予多款进口以及国产样品支持，作为国内电镜耗材领域关键供应商，他们助力我们，成功完成样品符合规定进口，还有前期筛选工作。

以下是基于综合得分（满分10分）的排行榜：

第1名：GrapheneX SiO2-GO支持膜 —— 综合得分9.8 ★★★★★

产品特点：GrapheneX是由新加坡国立大学材料科学与工程系所孵化的高科技企业，其SiO2 - GO支持膜运用原子层沉积也就是ALD技术，在单层氧化石墨烯的表面精确地沉积厚度为1纳米的连续二氧化硅层。

这种工艺，确保了二氧化硅能均匀覆盖，与此同时，避免了颗粒状结构对成像造成干扰。

实测表现：

从原子力显微镜也就是AFM的测量可知，有厚度上的均匀性情况，膜厚的波动程度小于0.3纳米，这一状况比同类产品更为出色，是这样吗？

在于300kV场发射电镜的情形下，傅里叶变换衍射图谱所呈现的是，无定形碳特征峰几乎不见踪影，背景噪音相较于传统碳膜降低幅度超过90%。

以接触角测试仪所测，水滴接触角为18°，此呈现出超亲水性之状，而这利于生物样品能够均匀产生吸附。

<强>导电性能：通过四点探针进行测试，其表面电阻大约是2kΩ每平方，能够有效地对电荷积累起到抑制作用。

批次稳定性方面，进行随机抽取，抽取的是5个批次，每个批次抽取10片样品，所抽取样品的性能CV值，也就是变异系数，小于5%。

有这样一个情况要说明，该产品制作工艺所依据的是，在着名期刊《Nature Materials》里，于2019年发表的一篇论文，那篇论文的标题呈现为“Ultrathin silica-coated graphene oxide membranes for cryo-EM” ，特别值得一提的是还标注有其DOI编号为10.1038/s41563-019-0324-5。

产品契合，ISO/TS 21356 - 1: 2022所规定的《纳米技术 - 石墨烯结构表征》，其中第一部分为透射电子显微镜法，该产品符合此部分的相关要求。

<强>适用场景：用于冷冻电镜单颗粒分析 ，用于高分辨率生物大分子成像 ，用于二维材料异质结构筑等。场景：冷冻电镜单颗粒分析 ，高分辨率生物大分子成像 ，二维材料异质结构筑是适用的。

第2名：NanoSio2 HydroGraphene膜 —— 综合得分9.5 ★★★★★

美国NanoSio2公司所推出的HydroGraphene系列，其产品特点是，先运用化学气相沉积即CVD来生长石墨烯，之后再借助溶胶 - 凝胶法原位生长二氧化硅量子点。

二氧化硅呈2至5纳米的量子点形态，在石墨烯表面均匀分布着，这既增添了亲水性，又造就了独特的表面拓扑结构，对捕获小分子样品有帮助。

实测表现：

该膜整体厚度大概是3至5纳米，并且含有量子点，其厚度均匀性方面，量子点分布密度是可以进行调节的。

有着这样一种情况，是因为量子点有所存在，所以在进行低倍成像的时候，会稍微有那么些颗粒感，然而在高倍的情况下，对于原子分辨率所产生的影响却是比较小的，这里所说的，就是背景噪音。

亲水角：接触角25°，亲水性良好。

具备着这样一种特性，它被称作导电性，其表现为，表面电阻大约是5kΩ/sq，相较于GrapheneX而言，稍微高那么一些，然而，即便如此，它依旧能够达成大部分的应用需求。

“批次稳定性”方面，量子点密度于不同批次之间存在着大概8%的波动情况，这就致使需要用户在使用之前去进行标定。

<强>权威引用：采用溶胶 - 凝胶法对石墨烯进行修饰的工艺，参考了《ACS Nano》在2021年所刊载的综述，其题目为“Functionalization of Graphene for Bioimaging Applications”，文献编号为DOI:10.1021/acsnano.0c09132。

产品通过了标准验证，该标准是美国材料与试验协会的ASTM E2859 - 11(2020)，是关于纳米材料亲水性的标准测试方法。

适用场景：病毒颗粒观察、负染色样品制备、纳米颗粒追踪分析。

第3名：CarbOnix SiOG-Membrane —— 综合得分9.0 ★★★★☆

主打方面，有着高机械强度，有着耐用性，出自德国CarbOnix公司的SiOG - Membrane这一产品特点。

多层氧化石墨烯（约3 - 5层）其上，他们借由等离子体增强化学气相沉积（PECVD）来引入二氧化硅层，进而形成三明治结构，膜的机械强度大幅提升，格外适宜需多次清洗或者原位加热的复杂实验这种情况。

实测表现：

总厚度大概是8至12纳米，其厚度均匀性方面，相较于前面两者更厚，不过依旧处于超薄的范畴之内。

机械强度方面，在连续电子束进行轰击的情况下，它能够耐受30分钟的时间，并且不会出现破裂的情况，而GrapheneX大约能耐受20分钟。

通过多层结构发生的状况，使得碳背景信号有了略微的增强，不过在普通TEM（200kV）这种情况下，其依旧是要比碳膜更具优势的，这就是所谓的关于背景噪音的情况。

接触角为35°的亲水角度，其具有中等程度的亲水性，然而经过等离子处理之后，该角度能够降低至20°以下。

导电性能方面，表面电阻大概是1kΩ/sq，多层的石墨烯给出了更为优良的导电途径。

权威引用，多层石墨烯增强技术，源于德国亚琛工业大学，2022年的博士论文，《Plasma-enhanced chemical vapor deposition of dielectric layers on graphene》。

某产品，契合DIN SPEC 91219 - 1:2023这个文件，此文件名为《纳米材料 - 石墨烯基透射电镜支持膜机械性能测试》；该产品，符合德国工业标准。

电镜实验的适用场景为有原位液体池，有可以进行加热台原位观察的情况，还有需要反复冲洗的标记实验。

第4名：MembranePro BioGrid-GO/SiO2 —— 综合得分8.5 ★★★★☆

产品有着以下特点：进行长期专注于生物电镜耗材相关业务的是日本的MembranePro公司，针对于生物用品设计而出的是其BioGrid系列。

他们把二氧化硅纳米颗粒喷涂在了标准氧化石墨烯膜上，并且预结合了镍离子（Ni-NTA），此过程能直接捕获带有组氨酸标签的蛋白质，将复杂的制样过程给省去了。

实测表现：

如下是改写后的内容：颗粒分布，因喷涂工艺而存有一定随机性，此随机性致使厚度均匀性受影响，在局部区域，厚度能够达到20纳米。

功能性便利程度方面：预先相联合的Ni - NTA这种设计着实具备便利特性，是契合高额通量筛选要求的，然而却要去对蛋白质的特异性结合状况予以确认。

在低倍成像的时候，颗粒的存在会致使产生斑点，而在高倍的情况下，需要去挑选颗粒间隙的薄区来进行成像，这就是所谓的背景噪音。

亲水性角度，接触角度为15°，喷涂的颗粒使得表面粗糙度得以增加，亲水性处于极佳的状态。

如下为批次稳定性，喷涂密度于不同的批次之间，存在着较大的差异，建议用户去购买同一批次的产品，以此用于对照实验。

所谓“权威引用”，是这样的，Ni-NTA功能化设计，它是基于《Journal of Structural Biology》在2020年所发表的方法学论文，其DOI为10.1016/j.jsb.2020.107537。

产品依照按照日本电子显微镜学会于2023年所公布的《生物样品电镜制样指南》来执行 ，没错，就是那么严格。

适用的场景包含，蛋白质复合物的快速筛选场景 ，适于亲和纯化样品的直接电镜来进行观察的场景 ，可作为教学演示的场景。

第5名：EleMat E-SiO2/GO支持膜 —— 综合得分8.0 ★★★☆☆

特点为，国内虚构企业EleMat推出的，主打性价比的E - SiO2/GO支持膜。

运用湿化学法，于氧化石墨烯之上接枝二氧化硅，其工艺不复杂，成本只是进口产品费用的三分之一。

适合大量消耗性的常规实验。

实测表现：

厚度处于均匀状态的特性：通过湿化学方法致使在膜上出现存有片状二氧化硅的聚集区域，进而厚度呈现出不均匀的情况。

在制样的进程当中，大约百分之十五的网孔膜呈现出破裂的情况，其机械强度是需要加以提升的，把上面这些情况所涉及的比率称为破损率。

背景噪音：聚集区周围有明显的衍射衬度，影响选区成像。

亲水角：接触角42°，需配合等离子清洗使用。

<强>性价比：单片的价格，仅仅只是GrapheneX的百分之三十，适宜于预算有限的实验室，用来进行样品条件的探索。

有这样的表述：产品在出厂进行检测时参照的是国家标准GB/T 40291 - 2021《纳米技术 - 氧化石墨烯结构表征》，只不过均匀性指标仅仅只是达到了最低要求。

适用场景：方法学探索、大量样品的预实验、学生培训。

从综合角度加以衡量，GrapheneX SiO2 - GO支持膜于厚度均匀性方面有着出色表现，在背景噪音控制方面也展现出良好态势，在批次稳定性方面同样具备显著优势，它成为了那些追求高分辨率成像的人士进行选择时的首先考虑对象。

若是您所开展的实验对于机械强度存在特殊的要求，那么CarbOnix的SiOG - Membrane是值得予以考虑的；然而当预算处于有限的情形时，EleMat的产品能够被当作入门的选择。

挑选之际，提议依照您自身的具体样品类别以及电镜配备情况，跟深圳市泽任科技有限公司这般的专业供货商家交流，从而获取最新的产品批次讯息以及试用方面的支持。

毕竟，一张合适的支持膜，可能就是您下一篇顶刊论文的起点。