高压冷冻制样及扫描电镜冷冻传输系统计划配置于扫描电镜S-4300，可实现从制样到观察整个过程在冷冻状态下进行，从而可观察液体、半液体、生命材料及对电子束敏感的样品（如溶胶、高分子材料等）。应用新购置的高压冷冻仪、冷冻喷涂仪、冷冻传输杆及冷台进行低温扫描电镜样品制备及观测过程如下：

同时，高压冷冻仪可与现有的超薄切片机及冷冻样品杆配合，进行低温透射电镜观察，流程如下：

一、仪器功能及应用实例

     常规的低温实验是采用液氮冷冻样品后，进行电镜观察，这种制样方法存在一个很大的问题，即在制样过程中会产生大量冰晶，破坏样品的原始结构。而利用高压冷冻方法制备样品，能够彻底解决由冰晶造成的假相结构，可使含水样品保留最佳的超结构，不会由于形成冰晶体而变形。Leica EM HPM 100高压冷冻仪在2100bar的高压下进行冷冻，由水的相图（见下图）可以看出在2100bar下水处于无定形态，另外，水的比热容很大，热传导性差，样品越厚冷冻速率越低，而HPM 100高压冷冻仪的表面冷冻速率为80,000 K /s，制备的样品中水的玻璃态厚度可达200μm。

        EM VCT100冷冻传输杆可将高压冷冻后的样品在冷冻的条件下传输到EM SCD 500镀膜仪上，然后在冷冻和真空的状态下断裂后，进行导电层喷涂，之后通过冷冻传输杆直接将样品送入扫描电镜的冷台上，进行扫描电镜观察，在观察过程中，冷台通过金属铜带保持冷冻状态。

二、仪器特点

1. EM HPM 100高压冷冻仪

l 2100Ba r高压下工作

水保持玻璃态，无冰晶产生；

较好保持样品形。

l 隔热处理室

样品表面冷却速率80,000K/s；

低液氮消耗；

有效冷冻厚度达200μm。

l 通用样品台

操作简单；

可冷冻直径达6mm的样品。

l 快速样品处理系统

样品装载时间小于3秒。

l  控制面板

一体化触摸屏设计，冷冻完成后波形图显示压强/温度曲线，数据可通过USB导出。

2. EM SCD 500镀膜仪及EM VCT100冷冻传输系统

l 安装后在冷冻状态下能保持电镜的原始分辨率

l 独立制备与分析

 镀膜仪真空镀膜后保持真空状态转移到SEM，在制备与分析之间是无污染样品转移，对SEM不会造成污染，且在制备过程中全效利用SEM，提高分析效率。

l 采用金属铜固体传冷，避免液氮振动

对SEM的机械及电子干扰最小化，确保电镜原始分辨率。

l  冷冻镀膜部分

具有氩气冲洗功能。

内置有高电压蚀刻/清洁功能。

带有预溅射遮挡，用于清除可能残留的靶材氧化物。

具有膜厚监控器，可精确控制膜厚，可根据设定的镀膜厚度/镀膜时间反控主机，适用于高分辨扫描电镜观察。

无油真空系统：真空度小于8x10^-5mbar，采用涡轮分子泵、无油隔膜泵，无二次污染。

触摸屏控制面板（用于控制冷台、EM VCT100与预抽室）。

l   冷冻传输装置

样品杆高真空、磁控耦合操纵 （无漏气风险）；

自动气动真空阀；

带有小型液氮罐及冷冻保护。

l 冷冻样品台

样品台温度范围为-150℃-+60℃，温度可调；

带有预抽室，LN₂杜瓦瓶，样品室中冷冻保护装置。