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 Recubrimiento de película de Formvar ® perforado bajo pedido recubierta en los laboratorios de EM de Structure Probe, Inc. y SPI Supplies |
 Rejilla recubierta de película Formvar ® de encaje bajo pedido recubierta en los laboratorios de EM de Structure Probe, Inc. y SPI Supplies |
La mayoría de las muestras de microscopía electrónica de transmisión deben ser "sostenidas" sobre algún tipo de película delgada transparente a electrones, para soportar el espécimen en su lugar mientras se encuentra en el lente objetivo del TEM. Solamente muestras que sean "auto-sostenibles" no necesitan película alguna de soporte adicional.
¿Debiera utilizar una película de sostén un microscopista si no fuera absolutamente indispensable? Probablemente no, porque aún la mejor de las calidades de película de soporte implica más material colocado en la trayectoria del haz, resultando aún acaso levemente, en una reducción de contraste en la imagen final. Pero la mayoría de los usuarios no pueden darse el lujo de tomar esa decisión. Más frecuente es que aún las que parecen muestras auto-sostenibles, necesitan todavía la asistencia de una película de soporte para restringir la deriva de muestra.
La selección de la película de soporte "correcta" nunca ha sido un ejercicio fácil. Aún para los más experimentados expertos en TEM y realmente la única manera de determinar qué película de soporte es la mejor para un uso en particular, es simplemente ¡"probarla"! Por lo tanto, a nosotros en SPI Supplies nos gustaría contribuir de una manera útil a la base de información necesaria para auxiliar a la selección óptima, pero el proporcionar tal "guía" es en si mismo, una ciencia imprecisa.
Hemos pues clasificado los diferentes tipos de películas de soporte y hemos tratado de presentar las "compensaciones recíprocas" entre un sistema de película de soporte vs otro. Dado que el rango de muestras estudiadas es tan grande, y el rango del medio ambiente al que están sujetas las rejillas y sus recubrimientos es tan amplio (desde temperaturas criogénicas hasta temperaturas que exceden los 1000°C), no podemos ofrecer ninguna garantía,. Pero las mejores decisiones se toman generalmente mediante el simple probar varias posibilidades, y si una funciona mejor que la otra, la elección para las futuras muestras se vuelve obvia.
Hay realmente dos decisiones que tomar; una, la de la forma física de la película de soporte (p.ej. continua, perforada, en forma de red o encaje) y la otra, que se refiere a la composición química de la película (p.ej. carbón, polimérica, monóxido o dióxido de silicio, nitruro de silicio, etc.). Estas decisiones se llevan a cabo por supuesto siempre, además de la que involucra el tipo de rejilla a usarse (p.ej. cobre, níquel, molibdeno, etc.). De hecho, hay todavía otra decisión, y esta es la de si usted debe considerar utilizar rejillas de malla "convencional" TEM, o la tecnología más nueva en fabricación de rejillas; las rejillas con ventana de membrana de nitruro de silicio. Podemos ahora también ofrecer rejillas de ventana de membrana de óxido de silicio, donde la membrana es de óxido de silicio en lugar de nitruro de silicio
Existe la opción de películas de soporte de diferentes polímeros y el soporte de película más comúnmente solicitado es Formvar®. Podemos manufacturar películas continuas de Formvar al igual que de Formvar perforado, aún si es en tamaños específicos de perforación; también podemos manufacturar "encaje" de Formvar . Las películas terminadas son de una excelente calidad y en la mayoría de los casos, muy estables bajo el haz de electrones. Las rejillas específicas y los precios enlistados en nuestro sitio Web son todos para rejillas de 3.05 mm de diámetro, pero también podemos recubrir sin dificultad, rejillas de 2.3 mm de diámetro (sin embargo, podríamos necesitar un período un poco más amplio de tiempo de entrega).
Existe un número de otras películas poliméricas de soporte, algunas de las cuales son esencialmente el mismo polímero polivinil formal que Formvar o similar, mientras que otros son polímeros claramente distintos con diferentes propiedades. Debiéramos también estar conscientes de que la mayoría de estas resinas son grado comercial; que han sido cuidadosamente seleccionadas, algunas veces purificadas más allá de la pureza comercial; y que en algunos casos, estamos mezclando dos o más grados de materiales comerciales. Esta es la razón por la cual presentamos las resinas por nombre solamente sin referencia a un grado específico o peso molecular. Lo que se usa es aquella formulación específica que hemos determinado como óptima en el laminado de rejillas para este tipo de uso. En cualquier caso, presentamos la siguiente información para ayudar a reducir algo del misterio relacionado con las diferentes resinas para recubrimiento.
Tanto el Parlodion y el Collodion en amil acetato flotan en el agua, en tanto que las preparaciones de Formvar y de Vinylec se hunden. Como resultado, una película de Formvar o Vinylec tendrán la estructura del vidrio sobre el cual fue formada, mientras que una película de Parlodion o Collodion puede fabricarse "sin estructura" y "sin rasgos característicos" mediante el formado de la película sobre agua. Este es un paso esencial en la preparación de las películas de carbón sin estructura, sobre las cuales se estudia el ADN.
Hasta ahora hemos atacado solamente el asunto del polímero y no el de si debiera estar recubierto de carbón. La regla general es: Si es posible, recubra de carbón, porque las rejillas recubiertas de carbón serán más estables que las películas de soporte no recubiertas. Sin embargo, la adición del recubrimiento de carbón tiene la desventaja de que puede también impartir al sistema de película de soporte, alguna estructura discernible y para aquellos que trabajan con nanopartículas u otras estructuras finas, por ejemplo, en secciones, la estructura de la película de carbón puede ser malinterpretada como si fuera estructura proveniente de la muestra. En este momento, encontramos que la mezcla entre aquellos que quieren sus películas de soporte recubiertas de carbón y los que las prefieren sin recubrir, es alrededor de 50/50. Para dar un ejemplo de qué tan importante puede ser la película de carbón en términos de estabilidad, diremos que en lo referente al laminado de las ranuras de la rejilla, el costo de producir Formvar solamente es 50% más alto que el costo de producir Formvar recubierto de carbón. ¿ Por qué? Muy simple: El rendimiento es más alto para las rejillas de Formvar recubiertas de carbón. Recuerde, solo SPI Supplies está verificando por lote a través de TEM nuestra producción entera y cuando un lote simplemente no está a la altura bajo el haz sin recubrimiento, no podemos proceder y hacer este tipo de embarque a nuestros clientes.
Las rejillas de carbón solo y carbón recubierto que son producidas por SPI, son conocidas por su alta estabilidad al haz y ausencia de estructura. De hecho, es bien reconocido que nuestra habilidad para fabricar películas de soporte estables de la más alta calidad, excede usualmente la del usuario típico que las prepara ocasionalmente; y también excede la calidad de otros proveedores comerciales que no tienen su TEM para verificar calidad y dejan la función de Control de Calidad a sus clientes. Como resultado, SPI casi nunca experimenta la solicitud por parte de un cliente, para podernos regresar rejillas defectuosas o inestables. Sin embargo, las películas de carbón muestran una significativa fase de grano, presuntamente de microcristales de C60.
Finalmente está la cuestión de utilizar películas poliméricas de soporte "perforadas" o "no perforadas", de carbón o recubiertas de carbón y esto depende de la clase de muestras que se están estudiando y de la necesidad de tener regiones de la muestra totalmente libres de obstrucción, de cualquier efecto de substrato. En estos casos, los datos se toman solamente de esas porciones de muestra esencialmente suspendida sobre "los hoyos", o en el caso de las películas encaje, sobre las áreas abiertas de la red de encaje. Este tipo de rejilla recubierta es preferida por ejemplo, por quienes realizan EELS (electron energy loss spectroscopy=espectroscopía electrónica de pérdida de energía).
Nota: Si se está considerando la aplicación de una muestra de solvente (que disolvería las películas de soporte) o el examen (o tratamiento previo al examen) a temperaturas elevadas, simplemente no se pueden utilizar películas de soporte poliméricas. ¡Así que siga leyendo!
Las películas de soporte de carbón, continuas (cero hoyos), de carbón perforado y de encaje de carbón de las más alta calidad, se producen en un Evaporador de Vacío de Mesa "Vacu Prep™" de SPI. El grano presente es casi el más pequeño posible para un evaporador de vacío y es muy estable al haz electrónico. Cuando se necesitan películas de carbón, se recubre de carbón una rejilla perforada Formvar y luego se disuelve el polímero, dejando solamente la película de carbón perforada. De la misma manera, cuando se necesitan encajes de carbón, se sigue un procedimiento similar.
Casi todo el mundo conoce estos diferentes tipos de películas de soporte como "holey"(perforadas) y "lacey"(encaje). Pero en algunas partes del mundo, más notoriamente en Japón, estos tipos de películas son conocidos como "microrejillas". Traemos esto a colación porque algunas veces se nos piden "microrejillas" por parte de investigadores que están tratando de duplicar resultados descritos en un artículo publicado en japonés y vice versa, pero sin darse cuenta que son la misma cosa.
Tenemos algunos consejos para quienes lo estén considerando. Y si usted está considerando la preparación de encaje ("lacey") de carbón o encaje de Formvar, puesto que el proceso es bastante distinto, también compartiremos nuestra experiencia de muchos años en la preparación de películas de encaje también.
Las películas de soporte de carbón son muy populares porque hay muy pocas cosas que pueden en efecto destruir una película de carbón. Y las películas de carbón perforadas son populares también con quienes llevan a cabo trabajo EELS, y otros tipos de trabajo en los que no se puede tolerar soporte alguno, así los datos puedan tomarse de esas porciones de la muestra que están suspendidas sobre las perforaciones.
Se nos pregunta con frecuencia por el grosor de nuestras rejillas de carbón con recubrimiento. Esta pregunta es difícil de responder. Nuestra meta es hacer siempre que el grueso sea lo mínimo necesario para que resulte en una película que sea dimensionalmente estable en el haz electrónico. Cualquier cosa más gruesa que esto, iría en contra del mejor interés de nuestros clientes. Y cualquier cosa más delgada que eso resultaría en rejillas inestables. Nuestros expertos en recubrir rejillas tienen un récord de actuación muy bueno, cuando tienen que vérselas con conseguir el grosor óptimo, y cuando fallan, nuestra propia verificación de control de calidad (puesto que verificamos cada lote a través de TEM) rechaza el lote y nunca es enviado al cliente. Aún así, constantemente se nos está preguntando acerca del grosor, de cualquier forma. Medir el grosor es mucho más fácil decirlo que hacerlo, debido a la propensión de la mayoría de las resinas de fijación a hinchar la película de carbón en una cantidad indeterminada . Pero nuestra mejor estimación basada en la apariencia de las películas flotando sobre el agua, pondrían el grosor entre 10 y 20 nm. No deje que nadie lo engañe a pensar que realmente saben cual es el grosor de sus rejillas recubiertas, la medición de ese espesor es un objetivo casi imposible.
Las películas de soporte de dióxido/monóxido de silicio son preparadas mediante la evaporación de trozos de monóxido de silicio a partir de una canasta de tungsteno. La película terminada es con toda probabilidad una mezcla de SiO2 y SiO cuya relación mutua exacta es un análisis del tipo casi imposible de realizar. Sin embargo, no vemos ninguna necesidad real aún de saber el número en tanto las películas sean estables y sean inertes en presencia de plasma de oxígeno.
De hecho existen un número de razones no muy bien comprendidas, por las cuales un usuario de TEM querría utilizar rejillas de dióxido/monóxido de silicio. Por ejemplo, cuando se tienen que desbastar muestras orgánicas con plasma de oxígeno, la película de soporte subsiste. Otra razón es cuando las rejillas tienen que tratarse térmicamente en aire a temperaturas donde el oxígeno presente causaría una reacción con el soporte, si este fuese de carbón. Y finalmente, pero quizá la razón más importante, es cuando uno está planeando realizar un análisis de carbón mediante EDS, pues entonces se hace deseable el no tener carbón alguno, presente en la película de soporte.
Los vínculos que se muestran más adelante, referidos a las diferentes rejillas recubiertas, se presentan más como "ejemplos" que como una declaración sobre cuáles son las rejillas sobre las que se pueden aplicar los recubrimientos. Recuerde que podemos revestir casi cualquier cosa que a usted se le ocurra, así podemos aún preparar rejillas recubiertas de dióxido de silicio que en realidad son, por ejemplo, de Formvar recubiertos de dióxido de silicio .
Los substratos Allred™ son producidos para SPI Supplies por Dan Allred & Company. Estos representan un tipo de productos con base en rejillas que, aunque en esencia son "películas de soporte", son en realidad más que eso, puesto que están diseñados para que se hagan ciertos tipos de "procesamientos", que resulten en una "mixtura" final que sea lo suficientemente transparente a electrones, que se pueda caracterizar vía TEM sin mayor preparación de muestra. Las películas son también lo suficientemente rígidas para que se puedan utilizar en FE-SEM (Field Emission scanning electron microscopy) y bajo ciertas circunstancias, también SPM (Scanning Probe Microscopy). Estas rejillas están disponibles solamente en 400 mallas a menos de que se especifique una solicitud diferente. Además, estos recubrimientos son extremadamente delgados, de hecho más delgados de lo que normalmente se puede preparar, en un rango de ~ 2 nm para las películas de metales preciosos hasta ~ 5 nm para las películas de dióxido de titanio. Por lo general estos substratos pueden resultar en una alternativa de menor costo a las rejillas de ventana de membrana de nitruro de silicio, marca SPI Supplies .
Cuando estén implicados estudios de alta temperatura o cuando se estudien nanopartículas y se requiera un soporte completamente amorfo y al mismo tiempo robusto en alto grado, el sistema a elegir podría ser nuestras rejillas con ventana de membrana de nitruro de silicio.
Algunos usuarios de estas rejillas requieren una película de soporte que sea hidrofílica, quizá para que la muestra aplicada se extienda sobre una rejilla y no se quede aglomerada en una pequeña gota. Aunque el Formvar, son estables sólo tanto como las rejillas recubiertas de SiOx y no se deterioran con el tiempo en términos de su naturaleza hidrofílica, esto no es cierto para las rejillas recubiertas de carbón. En verdad, y es un hecho reconocido, conforme las rejillas recubiertas de carbón se vuelven más viejas, tienden en forma muy definitiva a volverse menos hidrofílicas. No tenemos conocimiento de que el añejamiento de las rejillas se pueda hacer más lento o prevenirse, aunque ha sido informado que el almacenaje con refrigeración, resulta en efecto, en una desaceleración del proceso.
Durante algunos años, nuestra política fue preparar rejillas recubiertas de carbón "frescas", conforme llegaban los pedidos, de tal manera de que nunca hubiera problemas de vida de anaquel y que las rejillas llegaran a las manos del cliente con la máxima vida de anaquel posible; esto es, el tiempo que permanecerían hidrofílicas. Pero esto causaba dificultades a nuestros clientes que simplemente no querían esperar y a aquellos que no requerían rejillas altamente hidrofílicas; este enfoque simplemente no era el óptimo para algunos de nuestros clientes. Hemos cambiado ahora nuestra política de largo plazo para las rejillas recubiertas de carbón. Cuando usted mira el producto 'rejillas recubiertas de carbón', los números de producto originales aún se refieren a rejillas 'acabadas de hacer'. Pero para aquellos clientes que no necesitan la más alta naturaleza hidrofílica, hemos estado guardando algunas de estas rejillas "en almacén" para despacho inmediato. Estamos introduciendo una nueva familia de números SPI, que tendrán el mismo formato que los números originales pero tendrán una "S" insertada para denotar "del Stock". Por tanto, aquellos que necesitan la más alta naturaleza hidrofílica en sus rejillas recubiertas de carbón, deben de ordenarlas "freshly made" ("recién hechas"). Pero para los que no están preocupados por la "frescura", y que quieren una entrega más rápida de sus rejillas, utilice los números nuevos con la "S" insertada para denotar que está usted pidiendo artículos de almacén. El período entre el momento en que las rejillas fueron manufacturadas y en el que los bienes son embarcados siempre será variable, pero estimamos que el tiempo típico para el embarque, será aproximadamente de cuatro semanas.
Para los que quieran sus rejillas que sean aún más hidrofílicas, SPI puede ofrecer un servicio especial, exposición a descarga luminiscente para incrementar grandemente la hidrofilicidad de las rejillas. En la práctica esto se lleva a cabo en un limpiador SPI de plasma. Hemos sido sorprendidos en forma muy agradable, como lo han sido algunos de nuestros clientes, por el impacto de la exposición al limpiador de plasma SPI. La exposición se hace a una potencia muy baja y por lo tanto, el tratamiento es bastante diferente a los tratamientos de alta potencia que se les da a las rejillas en otro tipo de equipo de descarga luminiscente. A 10 watts, no existe suficiente energía para en verdad "desbastar" el carbón, que de hecho es lo que pasa en algunas de las unidades que operan a alta potencia. Así pues en el caso de las rejillas tratadas por SPI para incrementar la hidrofilicidad, no tiene que resignarse a desechar la humectabilidad en aras de evitar que sea atacada la rejilla.
Para mayor información, consulte la referencia siguiente: Aebi U. and Pollard T.D., A glow discharge unit to render electron microscope grids and other surfaces hydrophilic. (Una unidad de descarga luminiscente para volver hidrofílicas las rejillas de los microscopios electrónicos y otras superficies) J. Electron Microsc.Technique, 7:29-33 (1987).
Se inspeccionan por TEM, muestras representativas de las rejillas recubiertas en nuestros laboratorios TEM de casa, completamente equipados. Ninguna rejilla recubierta abandona nuestras instalaciones sin haber superado nuestro paso de inspección final de control de calidad. Nuestro lema es que en SPI nosotros hacemos el CC y no dejamos esa función a nuestros clientes. Esta es la razón por la que SPI Supplies tiene la reputación de que prácticamente nunca tenemos "retornos" de rejilla alguna por parte de nuestros clientes. Si usted mismo está realizando TEM, no necesita que le digamos que una "inspección con microscopio óptico" no tiene significado. Usted realmente necesita un TEM para hacer el tipo de inspección que pudiera discriminar entre una rejilla buena vs una mala. Nuestros clientes no quieren equiparse para llevar a cabo experimentos caros, sólo para descubrir que sus rejillas "inspeccionadas por microscopio óptico" no se pueden utilizar.
Este es un asunto complejo y para los que están iniciándose, ofrecemos la "Guide to Grid Selection" (Guía para la selección de rejillas).
El Formvar se disuelve en cloroformo. Por lo tanto, las partículas o tubos suspendidos en cloroformo nunca deberían de tomarse de una suspensión de esta sustancia, pues el cloroformo hará que las rejillas resulten inapropiadas para verlas en TEM.
Cuando se estén efectuando mediciones de alta precisión del tipo que requiere calibración precisa de la magnificación del microscopio, debe tomarse en consideración el "pandeo" de la película de soporte conforme viaja lateralmente entre barras, a través de la perforación de la rejilla. La cantidad de "pandeo" en realidad no puede medirse, pero la magnificación real variará a través del cuadrado rígido, dependiendo de en dónde estaba siendo tomada la micrografía en particular, en qué punto del cuadrado de la rejilla (y su ubicación a lo largo en la dirección del haz). El asunto del "pandeo" es algo que no puede ser muy bien controlado, no puede ser medido con mucha exactitud, y además es una consideración que en lo general, no es discutida por aquellos investigadores quienes consideran importante el "pandeo" de la rejilla en sus cálculos y mediciones. Si se tienen que hacer tales mediciones cuantitativas, se debieran considerar las rejillas con ventana de membrana de nitruro de silicio Marca SPI Supplies donde no existe pandeo alguno.
Con toda obviedad, nos gustaría que se apoyara en SPI para sus necesidades de revestimiento de rejillas a la medida. Sin embargo, si no podemos conseguir eso, esperamos de verdad que usted se apoye en SPI no sólo en lo referente a sus resinas para recubrimiento, ¡si no en todo lo que necesite para su laboratorio de microscopía! Así pues, si usted ha decidido poner sus propios recubrimientos en rejilla, entonces asegúrese de que familiarizarse con algunos ¡tips de los expertos en recubrimiento de rejillas de SPI!
Con frecuencia se nos pregunta sobre la presencia o ausencia de contaminantes tales como elementos alcalinos y Si. En la producción de las rejillas recubiertas de SPI tomamos todas las precauciones posibles para prevenir que dichos contaminantes terminen en las rejillas. De vez en cuando llevamos a cabo análisis de nuevas rejillas en nuestro STEM, buscando la presencia de cualquiera de dichos elementos. Y casi nunca en verdad detectamos algo. Cuando lo hacemos, tomamos los pasos necesarios para purgar esos contaminantes de nuestros procesos. Pero no garantizamos que esas rejillas tengan esa clase de pureza. Para poder proporcionar esa tipo de garantía, tendríamos que llevar a cabo análisis extensivos sobre cada uno y todos los lotes, y creemos que el aumento en el costo, no justificaría el beneficio añadido. Si usted tiene alguna necesidad especial en esa línea, comuníquese con nosotros y déjenos responderle con sugerencias sobre cómo pudiéramos satisfacer sus especificaciones a un precio aún razonable.
En el listado siguiente están los principales tipos de patrones más solicitados. Empero, podemos recubrir virtualmente cualquier patrón de rejilla (bueno, existen algunas rejillas de no pueden ser recubiertas) así que asegúrese de preguntar si no encuentra lo que quiere:
Sólo recuerde que nosotros en SPI podemos recubrir casi cualquier cosa. Tenemos capacidades únicas para cubrir rejillas y si usted no encuentra lo que quiere exactamente, envíenos un mensaje y comuníquenos qué es lo que necesita. Como regla empírica, entre más bajo sea el número de mallas de las rejillas (abajo de 150 mallas) mayor el costo, puesto que tienden a tomar más tiempo pues son más difíciles de recubrir. El recubrimiento de rejillas hechas de láminas de metal decapadas, presentan un costo de recubrimiento aún mayor pues son simplemente más difíciles de recubrir. Puede estar seguro que dondequiera que se le cotice un "sobrecargo" por el costo asociado al recubrimiento de la rejilla, este está basado en una extrapolación directa del tiempo adicional que se lleva en recubrir ese tipo de rejilla.
Nada más recuerde que el problema más grande que enfrenta un cliente cuando se le presentan tantas alternativas, es el de decidir cuál de las variadas posibilidades de película de soporte, es la óptima para la tarea particular que se tiene a mano.
Todas las rejillas SPI recubiertas bajo pedido, incluyendo los sustratos Allred™, serán embarcadas siempre que sea posible, en una caja de almacenamiento SPI Slide-A-Grid (Deslice una rejilla) Puesto que a veces, después del recubrimiento, no resulta tan obvio cuál es el lado recubierto y cuál no lo está, hemos adoptado las siguientes convenciones estándar que se usarán, a menos que se instruya en forma distinta y en forma específica.
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