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생물 시료 분석 가이드

SE 모드는 시료 표면의 미세 형상과 질감을 고해상도로 관찰하는 데 적합한 분석 방식입니다. 시료를 건조하고 간단한 코팅만 수행해도 안정적인 표면 분석이 가능합니다. VP 모드는 저진공 환경을 유지하여 전자빔에 의한 충전 및 열 손상을 최소화할 수 있는 장점이 있습니다.

따라서 열적·전기적으로 민감한 생체 시료나 비전도성 물질을 관찰하는 데 유리합니다. 이번 분석에 사용되는 EM-40은 챔버 크기가 비교적 크지 않아 저진공 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있습니다.

종이 빨대나 PLA 빨대는 겉보기에는 플라스틱 빨대와 비슷해 보입니다. 그러나 미세한 구조를 들여다보면 재료의 본질적인 차이가 분명하게 드러납니다. 이러한 차이를 분석하기 위해 코셈의 EM-40 장비를 이용해 표면 구조를 나노미터 수준까지 관찰하였습니다. EM-40은 여러 개의 시료를 넣고 빠르게 분석하기에 적합한 장비이며, 최대 25만배까지 관찰이 가능합니다. 또한 compact EDS 장착이 가능해 미세 구조 뿐만 아니라 시료의 성분 분석까지 가능합니다.

시편 전 처리 과정 : 표면 관찰

시료는 채취 과정에서 물리적 충격으로 인해 손상되기 쉽기 때문에, 구조 변형이 발생하지 않도록 신중히 수집해야 합니다. 또한 시료의 특성에 따라 적절한 희석 과정을 거치지 않으면 입자 간 응집이 발생하여, SE 모드에서 정확한 형상 정보 확보가 어려울 수 있습니다.

코팅 두께가 너무 적을 경우 Charging Effect에 의해 이미지 노이즈가 발생하고, 너무 두꺼우면 미세 형상을 가릴 수 있어, 5nm – 10nm 정도 적절한 코팅이 필요합니다.

Step 1. 채취된 시료를 전도성 테이프를 이용하여 시료대에 고정합니다.

Step 2. 코팅 장비(SPT-20)를 사용해 시료 표면에 전도성 코팅을 적용합니다.

1) 코팅 조건 : 3μA, 300 s

2) VP 모드 사용 시에는 코팅을 생략할 수 있습니다

Step 3. 코팅이 완료된 시료를 전자현미경 내부에 장착하고, 표면 형상을 관찰합니다.

SE 모드 이미지

[달걀 흰자]

[연꽃잎]

[질경이]

[푸른 곰팡이]

전자현미경은 특정 시료나 개체에 한정되지 않고, 다양한 생체 및 비생체 시료에 폭넓게 적용할 수 있는 범용 분석 장비입니다. 예를 들어, 달걀 흰자 속에서 응집된 단백질 구조를 고해상도로 관찰할 수 있으며, 꽃의 화분(pollen)과 같은 미세 입자 역시 세밀한 표면 형상까지 선명하게 포착할 수 있습니다.

이러한 장점으로 인해 단일 개체 수준은 물론, 조직, 세포, 미세 구조 단위에 이르기까지 선명하고 재현성 있는 이미징이 가능하여 다양한 연구 및 산업 분야에서 활용성이 매우 높습니다.

다른 시료 이미지

[곰팡이 균사]

[곤충 날개]

[치어]

저전압 모드 이미지

[20kV 이미지]

[5kV 이미지]

저전압 모드를 활용하여 촬영한 유산균 이미지로, 전자빔으로 인한 열 손상을 효과적으로 최소화할 수 있습니다. 또한 비전도성 시료에서 발생하는 Charge Effect를 억제하여, 표면의 미세 구조를 보다 선명하고 안정적으로 관찰할 수 있습니다.
이와 같이 저전압 이미징은 열·전기적으로 민감한 생체 시료 분석에 매우 유용한 관찰 방식입니다.