包括多孔金属箔的电子显微镜样品支架的制作方法_2

文档序号:9769278阅读:来源:国知局
造支架使得箱处于拉伸下,则样品支 架和/或支架元件(一个或多个)的导热系数与金属箱的导热系数的匹配可以有助于减轻对 箱的损坏的可能性以及箱与样品支架和/或支架元件(一个或多个)之间的相对移动。此外, 要理解的是,支撑零件之间的这种热匹配可能对于维持冷却期间金属箱膜中规定量的拉伸 是理想的,从而在整个温度范围内保持膜的抗挠刚度。
[0026] 在一个实施方案中,支架还包括石墨烯层。在一些实施方案中,该石墨烯层可以包 括薄膜。从而,提供可以基本上透明于入射电子束的石墨烯层。
[0027] 在一个实施方案中,石墨烯层被配置成延伸穿过金属箱的多孔区域中的小孔。作 为石墨烯透明特性的结果,在所述样品支架中此种层的提供可以允许额外的结构稳定型, 同时不劣化所得图像的质量。
[0028] 在一个实施方案中,石墨烯层被配置成与金属箱欧姆接触。从而,可以最小化样品 支架中石墨烯层的提供的影响,并保持多孔金属箱的好处。
[0029] 在一个实施方案中,石墨烯层被配置为支撑电子显微镜样品。从而,可以延伸穿过 金属箱中的小孔的石墨烯层可以被用作在其上支撑样品或形成包含样品的薄层的表面,使 得石墨烯环绕或封闭样品。连续的石墨烯层可以允许更均匀的包含样品的结构的产生。
[0030] 在一个实施方案中,金属箱的多孔区域中的孔被配置成接收将要被使用电子显微 镜检查的辐射敏感材料。将要被检查的样品可以位于多孔金属箱的上面、下面或之中。辐射 敏感材料可以包括蛋白质。蛋白质可以被电子显微镜基本上破坏。在一个实施方案中,福射 敏感材料包括生物学材料。在一个实施方案中,生物学材料被支撑在处于透明性冰中的所 述金属箱的所述多孔区域中。从而,冰的结构可以不干扰所感兴趣的样本或样品的图像。
[0031] 在一些实施方案中,样品支架包括电子低温显微镜样品支架。本文描述的某些问 题在电子低温显微镜领域可能是特别相关的,并且因此多个方面和多个实施方案的样品支 架可以在这类领域中发现特别的应用性。
[0032]第二方面提供一种制造电子显微镜样品支架的方法,所述方法包括:提供支架部 件;和包括多孔区域的金属箱;配置所述支架部件以提供结构稳定性给所述金属箱,并且配 置所述金属箱的所述多孔区域以接收电子显微镜样品。
[0033] 在一个实施方案中,形成金属箱可以包括在模板上的金属沉积。
[0034] 在一个实施方案中,形成金属箱可以包括在金属沉积之后模板的移除。
[0035] 在一个实施方案中,所述方法包括将金属箱布置成与支架部件欧姆接触。
[0036] 在一个实施方案中,金属箱包括具有高传导性的金属。
[0037] 在一个实施方案中,金属箱包括具有高二次电子产生产率的金属。
[0038]在一个实施方案中,金属箱包括具有高力学稳定性的金属。
[0039] 在一个实施方案中,金属箱包括非反应性金属。
[0040] 在一个实施方案中,金属箱包括与生物学电子显微镜样品相容的金属。
[0041 ]在一个实施方案中,金属箱包括以下各项中的至少一项:金、铂、钯或铪的金属箱。 [0042]在一个实施方案中,金属箱的多孔区域包括包含多个孔的金属层。
[0043]在一个实施方案中,所述方法包括提供尺寸被确定为接受至少一个电子显微镜样 品的孔。
[0044] 在一个实施方案中,所述方法包括选择厚度至少为电子显微镜样品的最小尺寸的 金属箱。
[0045] 在一个实施方案中,支架部件包括基本上环形的盘。
[0046] 在一个实施方案中,支架部件包括多个隔开的支架元件。
[0047] 在一个实施方案中,所述方法包括布置多个隔开的支架以形成网。
[0048] 在一个实施方案中,所述方法包括布置金属箱的多孔区域以使得其延伸穿过网的 区域。
[0049] 在一个实施方案中,支架部件和支架元件包括金属。
[0050] 在一个实施方案中,金属包括以下各项中的至少一项:金、铂、钯、铑或铪。
[0051] 在一个实施方案中,支架、支架元件(一个或多个)和金属箱中的两个或多个包括: 一种或多种具有基本上匹配的热膨胀系数的材料。在一个实施方案中,支架、支架元件(一 个或多个)和金属箱中的两个或多个包括:相同的材料并具有基本上匹配的热膨胀系数。
[0052] 在一个实施方案中,所述方法还包括提供石墨烯层。
[0053] 在一个实施方案中,所述方法包括将石墨烯层配置成延伸穿过金属箱的多孔区域 中的小孔。
[0054]在一个实施方案中,所述方法包括将石墨烯层配置成与金属箱欧姆接触。
[0055] 在一个实施方案中,所述方法包括将石墨烯层配置成支撑电子显微镜样品。
[0056] 在一个实施方案中,所述方法包括配置金属箱的多孔区域中的孔以接收将要使用 电子显微镜进行检查的辐射敏感材料。
[0057] 在一个实施方案中,辐射敏感材料包括生物学材料。
[0058] 在一个实施方案中,所述方法包括将生物学材料支撑在透明性冰中的所述金属箱 的所述多孔区域中。
[0059 ]第三方面提供一种成像电子显微镜样品的方法,所述方法包括:将所述电子显微 镜样品配置在根据第一方面的所述支架上;将所述支架布置在显微镜的电子束中;并收集 用于分析的图像数据。
[0060] 第四方面提供可操作用于提供样品的电子显微镜图像的成像设备,所述成像设备 包括:电子显微镜样品,所述电子显微镜样品安装在根据第一方面的支架上;显微镜的电子 束,所述显微镜的电子束被布置成入射在所述支架上;和收集设备,所述收集设备可操作用 于收集分析用的图像数据。
[0061] 进一步具体和优选的方面在所附的独立和从属权利要求中列出。从属权利要求的 特征可以与独立权利要求的特征适当组合,并且与除了清楚地在权利要求中列出的那些组 合。
[0062] 当一种设备特征被描述作为可操作用于提供一种功能时,要理解的是,这包括一 种提供该功能或适合于或配置以提供该功能的设备特征。
[0063] 附图简述
[0064]现在将参考附图进一步描述本发明的实施方案,其中:
[0065] 图1示例性说明在透明性冰中电子束-诱导的粒子的运动;
[0066] 图2示例性说明电子束-诱导的样品电荷积累;
[0067] 图3示例性说明电子束-诱导的支架基底的化学转变;
[0068]图4a示例性说明根据一个实施方案的电子显微镜支架的剖视图、平面图和侧视 图;
[0069]图4b更详细地示例性说明示于图4a中的电子显微镜支架的一部分;
[0070]图5a至5c不出根据一个实施方案的设备的光学和电子图像;
[0071]图6示出一个实验的结果,该实验是测试实例电子显微镜支架中金粒子在透明性 冰中的运动;
[0072]图7a和7b示出使用根据一个实施方案的支架成像的样品的比较例;
[0073]图8a和8b示出实验结果,所述实验结果说明与常规无定形碳栅格支架相比,根据 一种布置的金栅格支架的运动减少;和
[0074]图9a至9d示出实验结果,所述实验结果说明对于使用不同的显微镜支架结构在冰 中收集的数据,用时间/电子通量所作的图中,与初始位置的平均80S核糖体位移。
【具体实施方式】
[0075] 已经认为,包括例如纳米级粒子的样品的电子显微图像中的信息内容可以由以下 各项限定:单独的粒子的电子束诱导的运动;由电子束和/或样品支架(例如碳基底)的化学 转变所诱导的样品上的电荷积累。在图1至3中示意性说明这种现象。
[0076] 图1示例性说明透明性冰中电子束-诱导的粒子的运动。图1说明装入透明性冰中 的粒子,在这个实例中为蛋白质。用电子束辐射样品。形成束的电子具有当碰撞或经过蛋白 质样品时被施加到那些蛋白质样品的能量。要理解的是,成像期间,被研究的粒子在用电子 束辐射之后可以旋转和平移,造成所得捕获图像的模糊。
[0077] 图2示例性说明电子束-诱导的样品电荷积累。图2示例性示出保持在透明性冰中 适当位置的样品(还是蛋白质),所述透明性冰形成在金属栅格的棒之间支撑的无定形碳基 底中的孔中。用形成电子束的高能电子辐射样品和支架(在这种情况下由金属栅格和无定 形碳基底形成)可能导致样品和/或支架的电子形成部分的释放或移动。造成的电子移动或 位移可以导致样品充电,这可以引入作用在样品和基底上的电力,从而导致由电子束偏折 所造成的粒子移动和图像模糊。
[0078] 图3示例性说明支架基底的电子束-诱导的化学变化。在示于图3中的布置中,粒子 (在这个实例中是蛋白质)被装入透明性冰中。该透明性冰在形成在碳基底中的孔中形成。 用电子束辐射样品。具有高能电子束的辐射可以导致形成束的电子起破坏碳基底中化学键 的作用,其进而可以改变基底的密度和形状。基底密度和形状的变化可以导致力学应力和 运动,并导致冰层的"穹形拱起(doming)"。支撑粒子的冰层的穹形拱起可能造成所得电子 显微镜图像中的模糊。
[0079] 用于低温-EM的现有的样品支架和基底典型
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