FR2472182A1 - Film de reproduction d'un specimen pour microscopie electronique - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION EST RELATIVE A UN FILM DE REPRODUCTION D'UN SPECIMEN POUR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE, UN PROCEDE DE PREPARATION ET UN APPAREIL DE PREPARATION. UN FILM DE REPRODUCTION FIN ET UNIFORME D'UN SPECIMEN POUR LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE, AYANT UN HAUT POUVOIR DE RESOLUTION TEL QUE PAR EXEMPLE APPROXIMATIVEMENT 1A EST REPRESENTE. CE FILM DE REPRODUCTION FIN ET UNIFORME EST DIRECTEMENT PREPARE SUR LE SPECIMEN PAR UNE TECHNIQUE DE POLYMERISATION DE PLASMA, PAR LA DEPOSITION DE VAPEURS D'UN MONOMERE ORGANIQUE SUR LE SPECIMEN PLACE SUR UNE ELECTRODE NEGATIVE (14, 15, 20 ET 21) DANS UNE ATMOSPHERE DE VIDE POUSSE. LA DEPOSITION EST REALISEE EN APPLIQUANT UNE DIFFERENCE DE POTENTIEL DE DECHARGE DE 0,5 A 3 K.V.D.C. ENTRE UNE PAIRE D'ELECTRODES POSITIVE 13 ET NEGATIVE 15 PENDANT 1 A 15 MINUTES, DE MANIERE A REALISER UNE DECHARGE D'INCANDESCENCE SOUS DES CONDITIONS DE DENSITE DE COURANT DE LA DECHARGE D'INCANDESCENCE DE 0,1 A 2MACM ET DE PRESSION DES GAZ DE 1 A 10 TORR DANS LE SYSTEME.
Description
La presente invention est relative à un nouveau film de reproduction d'un spécimen adapté pour l'utilisation dans la microscopie électronique. Plus particulièrement, elle est relative à un film de reproduction d'un specimen ayant une épaisseur uniforme d'approximativement 50 à 1000 A, et ayant un haut pouvoir ou de grandes possibilités de résolution. La présente invention est également relative a un procédé et un dispositif pour préparer ledit nouveau film de reproduction d'un specimen adapté pour son utilisation en microscopie électronique.
I1 est connu que le pouvoir de résolution de microscopes à émission du type électronique atteint 1 A ou moins et, pour cette raison, une structure atomique d'un spécimen particulier peut être ana lysée. Toutefois, des spécimens généraux, spécialement des matériaux biologiques ne peuvent pas utiliser pleinement le haut pouvoir de résolution des microscopes développés à émission du type électronique, du fait de la limitation technique de la préparation du film de reproduction conventionnel.Par exemple, dans le cas où la surface d'un spécimen biologique est observé, un microscope d'exploration du type électronique est généralement utilisé.Toutefois, le pouvoir de résolution théorique du microscope d'exploration du type électronique est limité au maximum à approximativement 70 et, puisque le pouvoir de résolution pratique est très inférieur au pouvoir de résolution théorique, des résultats satisfaisants de l'observation de l'ultra-micro structure des matériaux biologiques ne peuvent pas être obtenus.
D'un autre côte, dans le cas où la topographie de la surface d'un specimen est observée en utilisant un microscope à émission du type électronique, la structure ou la topographie de surface du spécimen est observée au moyen d'un film de reproduction fait à partir d'un métal qui est préparé par, par exemple, une méthode d'évaporation dans le vide
Toutefois, puisque les grains contenus dans le film de reproduction métallique lui-même affecte le pouvoir de résolution, le pouvoir de résolu- tion dans ce cas est généralement limité à au plus approximativement 50 A.
Toutefois, puisque les grains contenus dans le film de reproduction métallique lui-même affecte le pouvoir de résolution, le pouvoir de résolu- tion dans ce cas est généralement limité à au plus approximativement 50 A.
En conséquence, si la taille des grains contenus dans le film de reDro- duction conventionnel peut être diminuée ou, si un film de reproduct on ayant une structure amorphe peut etre préparé, le pouvoir de resolu-^on devient plus grand, multiplié par dix ou plus par rapport au pouvoir de solution conventionnel et, en conséquence, un développement frapserv ou remarquable dans l'étude par la microscopie électronique du chas Dio- médical peut être nettement attendu.
En se référant aux figures 1A, 2A et 3A, la technique de reproduction métallique conventionnelle va maintenant être expliquée.
En effet, dans un appareil d'évaporation sous vide, tel qu'il est illustré dans la figure 1A, un métal lourd 3' est évaporé à une pression de vide de, par exemple, approximativement 10-6 Torr et le metal se déplace en biais par rapoort au plan horizontal, et est déposé sur la surface d'un spécimen 1 qui est placé horizontalement dans l'appareil au moyen de ce qu'on appelle "la projection d'ombres". Alors, le carbone 2' est évaporé et déposé, comme un film de renfort sur toute la surface du spécimen 1. Ainsi, tel que cela est illustré en figure 2A-(a), la structure comprenant le specimen 1, la couche de métal déposée 2, et la couche de carbone déposee 3 est obtenue. Le spécimen 1 est ensuite dissout pour former un film de reproduction consistant en deux couches pelliculaires 2 et 3 tel que cela est illustré dans la figure 2A-(b).Dans le cas où cette reproduction est observée par un microscope à émission du type
lectronique, des écarts dans la distribution de la densite électronique, tel que cela est illustré dans la figure 2A-(c),ont lieudu fait de la déposition inégale du métal et, une image stérique ou à trois dimensions,
illustrée par la figure 2A-(d), est obtenue du fait de la différence de la densité du faisceau d'électrons émis. Ceci est un principe fondamental de la technique conventionnelle de reproduction métallique.
lectronique, des écarts dans la distribution de la densite électronique, tel que cela est illustré dans la figure 2A-(c),ont lieudu fait de la déposition inégale du métal et, une image stérique ou à trois dimensions,
illustrée par la figure 2A-(d), est obtenue du fait de la différence de la densité du faisceau d'électrons émis. Ceci est un principe fondamental de la technique conventionnelle de reproduction métallique.
Par ailleurs, dans le cas où le spécimen 1 n'est pas dissout ou ne doit pas etre dissout, une méthode en deux phases, tel que cela est représenté dans la figure 3A est réalisée. C'est-à-dire,que, comme cela est illustré dans la figure 3A-(a), un matériau adapté de moulage 4, lequel matériau a l'état moulé est soluble dans un solvant, est enduit sur la surface du spécimen 1.La couche de matériau moulée 4 est ensuite dégagée du spécimen 1. La surface dégagée de la couche 4 correspond exactement à la topographie de la surface du spécimen 1 qui doit être étudiée au microscope électronique.Sur la surface dégagée de la couche 4, la couche métallique 2 et la couche de carbone 3, tel que cela est illustré dans la figure 3A-(c) sont successivement deposées de la manière qui a été décrite précédemment. En dissolvant la couche 4, un film de reproductior consistant en deux couches 2 et 3 tel que cela est illustré dans la figure 3A-(d) est obtenu. Dans le cas ou ce film de reproduction est observé par un microscope à émission du type microscope électronique, la distribution de densité électronique et l'image stérique, tel qu'illustrées dan les figures 3axe) et (f), respectivement, sont obtenues.
Un film ou une couche de carbone contenu dans le film de reproduction métallique ci-dessus mentionné, a une structure semblable à une structure amorphe du point de vue microcopie électronique. Toutefois, puisque la densité électronique de la couche du carbone est très faible, une quantité substantielle des faisceaux d'électrons diffuse au travers de la couche de carbone même lorsqu'une couche de carbone ayant une grande épaisseur est deposée. Pour cette raison, tel que cela est illustré dans la figure 5A, une image stérique ne peut pas être obtenue.Ainsi, dans la technique conventionnelle, un film de reproduction, dans lequel le contraste concave-convexe (ou une topographie de surface inégale du spécimen) est accentué au moyen de ce que l'on appelle la technique de "projection par ombres", est preparé à partir d'un métal lourd ayant une haute densité électronique. Dans le cas où ce film de reproduction est observé par un microscopie à émission du type électronique, une image stérique telle qu'elle est illustrée dans la figure-7A est obtenue. Toutefois, dans un film déposé, derivé du métal lourd, des grains ayant un diamètre d'approximativement 30 ou plus se forment inévitablement d'une manière telle que la distance minimum entre les grains adjacents est d'au moins 50 A.
Ainsi, la quantité du métal déposée (c'est-à-dire l'épaisseur de la couche de métal déposée)devraitêtre augmentée dans le but d'obtenir un film de reproduction. Toutefois, ceci pose un probleme dans la mesure où l'i- mage sterique observé est fortement affectée par la différence dans la distribution de densité électronique des faisceaux d'électrons émis du fait de différences dans les quantités de métal deposées, causés par la technique de "projection par ombres". Pour cette raison, le pouvoir de solution d'un film de reproduction métallique est naturellement limite. Bien plus, tel que cela est illustré dans la partie ombrée, tel que cela est indiqué par une flèche, dans la figure 7A, une portion de la structure detaillée du spécimen estsouvent oubliee dans l'image stérique obtenue par la méthode de "projection par ombres".
La préparation d'un film de reproduction metallique selon la méthode d'évaporation dans le vide ci-dessus mentionnée a été développée
il y a trente ans ou plus et c'est fondamentalement cette même méthode qui est encore utilise actuellement, bien que quelques modifications
aient été effectuées.
il y a trente ans ou plus et c'est fondamentalement cette même méthode qui est encore utilise actuellement, bien que quelques modifications
aient été effectuées.
Ainsi, les buts de la présente invention sont d'éviter les in
convenients ci-dessus mentionnés du film de reproduction conventionnel
pour une utilisation en microscopie électronique, et de proposer un nou veau film de reproduction d'un spécimen ayant une structure amorphe de couche unique, et ayant un haut pouvoir de résolution . D'autres buts de la présente invention sont de proposer une nouvelle méthode et un appareil pour préparer le dit nouveau film de reproduction d'un speci- men adapte pour l'utilisation en microscopie électronique.
convenients ci-dessus mentionnés du film de reproduction conventionnel
pour une utilisation en microscopie électronique, et de proposer un nou veau film de reproduction d'un spécimen ayant une structure amorphe de couche unique, et ayant un haut pouvoir de résolution . D'autres buts de la présente invention sont de proposer une nouvelle méthode et un appareil pour préparer le dit nouveau film de reproduction d'un speci- men adapte pour l'utilisation en microscopie électronique.
D'autres buts et avantages de la présente invention vont apparaître de la description qui va maintenant être faite.
En accord avec la presente invention, il est proposé un film de reproduction d'un specimen pour la microscopie électronique comprenant une substance polymère dérivée de la polymerisation du plasma de vapeurs d'un monomètre organique par un procedé de décharge d'incandescence, la-dite substance polymère étant directement préparée a la surface du specimen devant etre examinée par le microscrope électronique, par lå dite polymérisation de plasma, de maniere à former un film ayant une épaisseur uniforme.
Selon la présente invention3 il est également proposé un procédé pour préparer le film de reproduction d'un specimen pour la microscopie électronique dans un appareil, qui est capable d'être maintenu à un vide poussé, et qui contient une paire d'électrodes positive et négative face à face et écartées, comprenant les phases de
(a) placer le specimen sur la surface de l'électrode négative ;
(b) évacuer l'atmosphère à I'intérieur de l'appareil avec une pompe à vide de manière à réaliser un vide poussé d'approximativement a 5 10 6 Torr à l'intérieur de l'appareil ;
(c) introduire les vapeurs de monomère organique ou un mélange de celles-ci avec une petite quantité de gaz inerte à l'intérieur de l'appareil pour produire une pression de gaz approximativement de là 10 2 Torr à l'intérieur de l'appareil ;;
(d) appliquer une différence de potentiel continue de decharge de 0,5 à 3 KV entre les deux électrodes pendant 1 à 15 minutes de manière à obtenir une décharge d'incandescence, pendant que la densite de courant de la décharge d'incandescence est maintenue entre 0,1 et 2 mA/cm2 en ajustant le flux des vapeurs du monomère organique introduites dans ' ap-
pareil, et le flux de qaz évacué de l'appareil, un film de substance polymère d' épaisseur uniforme se formant à la surface du specimen par l'effet de diffusion des molécules de plasma;
(e) retirer le specimen recouvert du film de substance polymere de l'appareil après avoir remis la pression de l'atmosphère à l'intérieur de l'appareil à la pression ordinaire ; et
(f) dissoudre le specimen dans un solvant qui ne dissout pas le film de substance polymères mais dissout le specimen de manière à separer ainsi le film de substance polymère du specimen.
(a) placer le specimen sur la surface de l'électrode négative ;
(b) évacuer l'atmosphère à I'intérieur de l'appareil avec une pompe à vide de manière à réaliser un vide poussé d'approximativement a 5 10 6 Torr à l'intérieur de l'appareil ;
(c) introduire les vapeurs de monomère organique ou un mélange de celles-ci avec une petite quantité de gaz inerte à l'intérieur de l'appareil pour produire une pression de gaz approximativement de là 10 2 Torr à l'intérieur de l'appareil ;;
(d) appliquer une différence de potentiel continue de decharge de 0,5 à 3 KV entre les deux électrodes pendant 1 à 15 minutes de manière à obtenir une décharge d'incandescence, pendant que la densite de courant de la décharge d'incandescence est maintenue entre 0,1 et 2 mA/cm2 en ajustant le flux des vapeurs du monomère organique introduites dans ' ap-
pareil, et le flux de qaz évacué de l'appareil, un film de substance polymère d' épaisseur uniforme se formant à la surface du specimen par l'effet de diffusion des molécules de plasma;
(e) retirer le specimen recouvert du film de substance polymere de l'appareil après avoir remis la pression de l'atmosphère à l'intérieur de l'appareil à la pression ordinaire ; et
(f) dissoudre le specimen dans un solvant qui ne dissout pas le film de substance polymères mais dissout le specimen de manière à separer ainsi le film de substance polymère du specimen.
Selon la presente invention, il est propose en plus un appareil pour préparer le film de reproduction du specimen pour la microscropie électronique comprenant
(a) une paire d'électrodes, l'électrode supérieure étant positive et l'électrode inferieure etant négative, situées parallèlement face à face et écartées, les électrodes etant placées dans un récipient à vide sur une plaque de base, la dite paire d'électrodes etant électriquement et thermiquement isolée du récipient à vide et de la plaque de base
(b) une source électrique continue haut voltage étant reliée aux électrodes négative et positive de maniere à réaliser une décharge par incandescence entre les deux électrodes ; et
(c) des moyens pour former un film de substance polymère dérivé des vapeursd'unmonomère organique sur la surface d'un specimen placé sur la surface de l'électrode négative5par polymérisation de plasma. Cet appareil optionnellement contient (d) des moyens supplémentaires pour former le film de substance polymère à la surface d'un specimen refroidi ou gelé, tel qu'un bloc d'électrode négative et (e) d'autres moyens pour casser le specimen gele dans le récipient à vide, qui est utilisé pour préparer un film de reproduction d'une surface de cassure gelée du specimen.
(a) une paire d'électrodes, l'électrode supérieure étant positive et l'électrode inferieure etant négative, situées parallèlement face à face et écartées, les électrodes etant placées dans un récipient à vide sur une plaque de base, la dite paire d'électrodes etant électriquement et thermiquement isolée du récipient à vide et de la plaque de base
(b) une source électrique continue haut voltage étant reliée aux électrodes négative et positive de maniere à réaliser une décharge par incandescence entre les deux électrodes ; et
(c) des moyens pour former un film de substance polymère dérivé des vapeursd'unmonomère organique sur la surface d'un specimen placé sur la surface de l'électrode négative5par polymérisation de plasma. Cet appareil optionnellement contient (d) des moyens supplémentaires pour former le film de substance polymère à la surface d'un specimen refroidi ou gelé, tel qu'un bloc d'électrode négative et (e) d'autres moyens pour casser le specimen gele dans le récipient à vide, qui est utilisé pour préparer un film de reproduction d'une surface de cassure gelée du specimen.
La présente invention va être maintenant illustrée en détail en référence aux dessins ci-joints. Toutefois il doit être noté que la presente invention n'est pas destinée à être limitée par ces dessins.
La figure 1A est une vue schématique illustrant une structure fondamentale d'un appareil pour préparer un film de reproduction réalisé en métal pour un depôt conventionnel.
La figure 1B est une vue schématique illustrant une structure fondamentale d'un appareil pour préparer un film de reproduction selon la présente invention realisé à partir d'une substance polymère.
La figure 2A est une vue schématique illustrant la procédure générale d'un procédé conventionnelde reproduction à une phase.
La figure 2B est une vue schématique illustrant une procédure générale d'un procédé de reproduction à une phase selon la présente
invention.
invention.
La figure 3A est une vue schematique illustrant une procédure
generale d'un procédé conventionnel de reproduction à deux phases.
generale d'un procédé conventionnel de reproduction à deux phases.
La figure 3B est une vue schématique illustrant une procédure
générale d'un procédé de reproduction a deux phases selon la présente
invention.
générale d'un procédé de reproduction a deux phases selon la présente
invention.
La figure 4 est une vue schematique illustrant une structure
dans un mode préférentiel de réalisation d'un appareil pour préparer
le film de reproduction selon la présente invention.
dans un mode préférentiel de réalisation d'un appareil pour préparer
le film de reproduction selon la présente invention.
La figure 5A est une photo micrographie électronique (x 15.000) illustrant une image de reproduction d'une surface de cristaux
de sel gemme par utilisation d'un film de reproduction conventionnel par
déposition du carbone (procédé à une phase).
de sel gemme par utilisation d'un film de reproduction conventionnel par
déposition du carbone (procédé à une phase).
La figure 5B est une photo-micrographie électronique (x 15.000)
illustrant des images de reproduction de la surface de cristaux de sel
gemme par l'utilisation du film de reproduction selon la présente inven
tion (procedé à une seule phase).
illustrant des images de reproduction de la surface de cristaux de sel
gemme par l'utilisation du film de reproduction selon la présente inven
tion (procedé à une seule phase).
La figure 6A est une micr ographie électronique (x 200.000)
d'un film de reproduction conventionnel métallique.
d'un film de reproduction conventionnel métallique.
La figure 6B est une photo-micrographie électronique (x 250.000)
du présent film de reproduction preparé par la polymerisation de plasma.
du présent film de reproduction preparé par la polymerisation de plasma.
La figure 7A est une photo-micrographie électronique (x 12.000)
illustrant une image de reproduction de cellules sanguines rouges d'une
souris par l'utilisation d'un film de reproduction métallique déposée
par évaporation en une seule phase.
illustrant une image de reproduction de cellules sanguines rouges d'une
souris par l'utilisation d'un film de reproduction métallique déposée
par évaporation en une seule phase.
La figure 7B est une photo-micrographie électronique (x 12.000)
illustrant une image de reproduction de cel-lules sanguines rouges d'une
souris par l'utilisation du présent film de reproduction préparé par la
polymérisation de plasma.
illustrant une image de reproduction de cel-lules sanguines rouges d'une
souris par l'utilisation du présent film de reproduction préparé par la
polymérisation de plasma.
La figure 8 est une photo-micrographie électronique (x 40.000)
illustrant une image de reproduction d'un sel-gemme refroidi par l'uti
lisation d'un film de reproduction en une seule phase selon la présente
invention.
illustrant une image de reproduction d'un sel-gemme refroidi par l'uti
lisation d'un film de reproduction en une seule phase selon la présente
invention.
La figure 9 est une photo-micrographie électronique (x 13.000)
illustrant une image de reproduction d'une surface gelée cassée d'un
rein de rat par l'utilisation du film de reproduction à une phase selon
la présente invention.
illustrant une image de reproduction d'une surface gelée cassée d'un
rein de rat par l'utilisation du film de reproduction à une phase selon
la présente invention.
En se référant aux figures 18 28, et 38, le présent procédé pour préparer un film de reproduction au moyen d'une polymérisation de plasma de vapeurs d'un monomère organique va maintenant être expliqué.
Comme cela est illustré en figure 1B, deux électrodes à decharge maintenues espacées, dont la plus basse est l'électrode négative et la plus haute l'électrode positive, sont installées dans un récipient à vide et un specimen 1 est placé sur la surface supérieure de l'elec- trode négative. Après évacuation de l'atmosphère du récipient de manière à produire un vide poussé dans le récipient, des vapeun d'un monomereorga- nique sont introduites. dans le recipient par l'intermédiaire d'un tuyau 6 jusqu'à ce que la pression du gaz dans l'appareil atteigne approximativement la valeur de 0,1 Torr. Ensuite, une différence de potentiel continue de décharge, de 0,5 à 3 K.V.D.C. est appliquée entre les deux électrodes de manière à réaliser une décharge d'incandescence.La décharge d'incandescence est poursuivie pendant 1 à 15 minutes sous une densité de courant de décharge de 0,1 a 2 mA/cm2, pendant que la surface du specimen est dans une zone entre une phase d'incandescence négative et une phase d'incandescence cathodique. Ainsi, un film de plasma polymérisé 7 est formé directement sur la surface du specimen tel que cela est illustré en figure 2B-(a). Le specimen 1 est ensuite dissout dans un solvant de manière à former un film de reproduction consistant en ce fin film de plasma polymérisé tel que cela est illustré dans la figure 2B-(b). Comme solvant, tout solvant qui peut dissoudre le specimen peut être utilisé.Des exemples de tels solvants sont l'eau, une solution aqueuse d'hypochlorite de sodium, du bichromate de potassium aqueux, des acides minéraux tels que l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique et de l'acide sulfurique, une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium ou del'hydro-
xide de potassium. La surface intérieure de ce film 7 correspond exactement à la topographie de la surface du specimen 1. La distribution de la densité électronique des faisceaux d'électrons émis au travers de ce film de reproduction est illustrée en figure 2B-(c) et l'image stérique est illustrée en figure 28-(d). Les figures stériques actuelles observées par un microscope électronique sont montrees dans les photographies telles que les illustrent les figures 5B et 7B.
xide de potassium. La surface intérieure de ce film 7 correspond exactement à la topographie de la surface du specimen 1. La distribution de la densité électronique des faisceaux d'électrons émis au travers de ce film de reproduction est illustrée en figure 2B-(c) et l'image stérique est illustrée en figure 28-(d). Les figures stériques actuelles observées par un microscope électronique sont montrees dans les photographies telles que les illustrent les figures 5B et 7B.
Le procédé de reproduction en deux phases selon la présente invention peut être réalisé, tel que cela est représenté dans la figure 3B, d'une manière similaire à celle de la figure 3A. excepté que le -I".
de reproduction consistant en un film polymérisé de plasma 7 est fol-é, sur la surface intérieure du matériau moulé 4, par la polmérisatior eu plasma décrite ci-dessus. La distribution de la densité électronique et l'image stérique sont illustrées dans l-a figure 3B-(e) et (f), respectivement.
Dans le cas où un specimen refroidi ou gelé est observé ou dans le cas où un plan de cassure d'un specimen gele tel qu'un fragment d'un prélèvement de tissu est observé , il faut noter que le film de reproduction de la présente invention est prépare dans des conditions différentes. Par exemple, si les conditions de décharge sont les mêmes que dans le cas d'un échantillon à température ordinaire, un film de reproduction résistant peut être obtenu ou peut ne pas être obtenu. Dans le cas d'une température inférieure à -50 "C, une grande energie de décharge est nécessaire du fait de l'absorption de chaleur de la polymérisation de vapeurs du monomère organique.Plus particulièrement, les conditions de décharge d'incandescence pendant la période initiale de 10 à 20 secondes sont les plus importantes pour produire un film de reproduction résistant à la surface du specimen. Une fois qu'un film ultra-résistant est formé à la surface du specimen, la depostion d'un film de substance polymère ayant une épaisseur désirée peut être obtenue relativement facilement tel que cela est mentionné ci-dessus, une image de reproduction de la surface d'un sel-gemme reproduit à une température de -100"C est montree en figure 8 et une image de reproduction d'une surface de cassure gelée d'un morceau provenant d'un tissu d'un rein de rat, qui est congelée à une température de -190 "C et ensuite cassée à une température de -100 "C est montrée dans la figure 9.Ainsi, ce qu'on appelle le procédé de "gravure d'un gel" peut être appliqué à la présente invention.
La polymérisation d'un plasma de vapeurs d'un monomère organique par un procédé de décharge d'incandescence est connue, et récemment, est appliquée à par exemple la gravure d'un matériau semi-conducteur et au traitement de surface de certains matériaux spéciaux tels qu'une petite roue dentée. Toutefois, dans ces polymérisations de plasma, un procedé de decharge très efficace à haute fréquence est surtout utilisé et étudié pour obtenir d'une manière efficace un film épais de polymère ayant une épaisseur de 10 microns ou plus.Il n'est pas connu si un film de reproduction résistant de fine épaisseur ayant une grande purete et une épaisseur uniforme est formé directement sur la surface d'un specimen par la polymérisation de plasma de vapeurs d'un monomère organique dans un procédé de décharge d'incandescence. et également, si ce film de reproduction peut être avantageusement utilisé pour l'étude d'une structure ultra-microscopique d'un specimen par un microscope à émission du type électronique.
Les monomères organiques utilisés dans la présente invention peuvent être tout composant qui peut être polymérisé en plasma, des exemples typiques de monomères organiques étant l'ethylène, le propylène, le styrène, le benzène, le toluène, le xylène, le chlorobenzène, le 1, 2, 4 - trichlorobenzène, le ferrocène, I'ethylbenzène, le chlorure d'éthylène, l'oxyde de propylène, les composes acryliques tels que le méthacrylate de methyl, le methacrylate de n-butyl, et des composés époxy tels que le butane 1, 2 - epoxy et l'éthylbenzène 1, 2 - epoxy. Ces monomètres peuvent être utilisés seuls ou en mélange, ou un mélange de ceux-ci avec un gaz inerte tel que l'argon, l'hélium, le néon, l'azote, etc...Les films de reproduction qui ont été utilisés pour obtenir la photographie des figures 5B, 6B, 78, 8 et 9 ont éte preparés par la polymérisation de plasma de styrène.
Bien que les conditions optimum de décharge d'incandescence pour obtenir un film de reproduction uniforme désiré selon la présenteinvention dépendent du monomère unique utilisé aussi bien que du type de specimen et du gaz inerte, les conditions optimum peuvent être facilement déterminées par l'Homme de l'Art, par exemple par des tests expérimentaux préalables ou par des méthodes d'essais ou d'erreurs.
Le mecanisme de formation d'un film de reproduction fin, résistant et uniforme, correspondant exactement à la topographie de la surface du specimen selon la presente invention n'est pas clairement compris. Toutefois, il semblerait que sans préjudice pour la présente invention, puisque le plasma ou des molécules gazeuses hautement ionisées d'un mo nomère organique ont une énergie moyenne d'approximativement 5 à 10 eV, basée sur le calcul, qui est plus forte que l'énergie de chauffage moyenne (c'est-à-dire approximativement de 0,1 eV) des molécules métalliques dans les procédés de déposition conventionnels dans le vide, ces molé- cules sont déposées directement sur la surface d'un specimen pour former un film de substance polymère résistant et spécial, qui est soumis à une polymerisation radicale sur le specimen.En accord avec les conditions de décharge d'incandescence mentionnées ci-dessus. le monomère organique est déposé sur tout specimen d'un film en substance polymère désiré sans restriction pour la forme, la température et la conductibilite r specimen. Le film polymère polymérisé de plasma de la présente invention
peut même être déposé sur toute portion irrégulière de la surface du
specimen dans une épaisseur uniforme du fait des effets de diffusion
inhérents et des effets dispersifs des molécules de plasma. La résis
tance et l'épaisseur du film de reproduction polymérisé en plasma dépend
largement des conditions de décharge d'incandescence.Le film fin de
reproduction de la présente invention a une structure amorphe, pour cette
raison, des grains ayant une grande taille, telle que approximativement
50 contenus dans le film de reproduction métallique conventionnel
ne sont pas contenus dans le présent film de reproduction. Ceci est
clair d'après les photographies de figures 6A et 6B. Tel que cela est
illustré à la figure. 6A, des grains de métaux déposés ayant une taille
d'approximativement 50 sont observés dans les photo-micrographies élec
troniques d'un film de reproduction conventionnel métallique (x 200.000) alors quede très petits points ayant une distance d'approximativement 1
à 3 A peuvent être observés sur la photo-micrographie électronique du
présent film de reproduction en substance polymère (x 250.000) .Ainsi,
dans le cas où le présent film de reproduction est utilise pour l'obser
vation de la topographie de surface de specimens, le pouvoir de réso
lution est largement augmenté et multiplé par 10 ou plus par rapport
au procédé conventionnel avec un film de reproduction métallique. De
plus, puisque ce pouvoir de solution du film reproducteur est compa
rable à celui d'un microscope électronique, c'est-à-dire approximativement
1 , un remarquable développement de l'étude par microscopie électronique,
par exemple, du champ biomédicale est évidemment attendu.
peut même être déposé sur toute portion irrégulière de la surface du
specimen dans une épaisseur uniforme du fait des effets de diffusion
inhérents et des effets dispersifs des molécules de plasma. La résis
tance et l'épaisseur du film de reproduction polymérisé en plasma dépend
largement des conditions de décharge d'incandescence.Le film fin de
reproduction de la présente invention a une structure amorphe, pour cette
raison, des grains ayant une grande taille, telle que approximativement
50 contenus dans le film de reproduction métallique conventionnel
ne sont pas contenus dans le présent film de reproduction. Ceci est
clair d'après les photographies de figures 6A et 6B. Tel que cela est
illustré à la figure. 6A, des grains de métaux déposés ayant une taille
d'approximativement 50 sont observés dans les photo-micrographies élec
troniques d'un film de reproduction conventionnel métallique (x 200.000) alors quede très petits points ayant une distance d'approximativement 1
à 3 A peuvent être observés sur la photo-micrographie électronique du
présent film de reproduction en substance polymère (x 250.000) .Ainsi,
dans le cas où le présent film de reproduction est utilise pour l'obser
vation de la topographie de surface de specimens, le pouvoir de réso
lution est largement augmenté et multiplé par 10 ou plus par rapport
au procédé conventionnel avec un film de reproduction métallique. De
plus, puisque ce pouvoir de solution du film reproducteur est compa
rable à celui d'un microscope électronique, c'est-à-dire approximativement
1 , un remarquable développement de l'étude par microscopie électronique,
par exemple, du champ biomédicale est évidemment attendu.
Une image stérique d'un specimen est formé, d'après la distri
bution du faisceau d'électron, des faisceaux d'électrons sont transmis
au travers du film de reproduction. Toutefois, tel que cela est mentionné
ci-dessus, dans le cas où un film de reproduction métallique est utilisé,
une image stérique désirée ne peut pas être obtenue du fait que la den
sité d'électrons du film de carbone est basse. Contrairement à cela,
bien que l'épaisseur du film de reproduction de plasma polymérisé de la
présente invention soitde loin inferieure a celle de l'épaisseur selon
le procedé conventionnel, une image stérique désirée peut être obtenue
dans le cas où le présent film de reproduction est utilisé.C'est parce
que la densité électronique du présent film de reproduction est haute
et que l'effet de dispersion des faisceaux d'électron du fait du présent
film de reproduction est très grande. En particulier, la dispersion des
faisceaux d'électron , provoquée par des irrégularités minuscules de la surface du film de reproduction, a pour résultat une image stérique dans laquelle le contraste est largement accentué par l'effet de dispersion des faisceaux d'électrons.C'est-a-dire que, en plus d'une densité électronique convenable du présent film de reproduction fin composeed'une seule couche uniforme, lorsque les faisceaux d'électrons pénètrent au travers des parties horizontales, inclinées et verticales, dans la surface du présent film de -reproduction, une différence de profondeur de pénétration des faisceaux d'électrons est causée du fait des effets d'absorption , de diffraction et de dispersion. Cette différence accentue le contraste de l'image et genère une distribution de densité des faisceaux d'électrons émis . Il en résulte qu'une image stérique du specimen peut être clairement observée.
bution du faisceau d'électron, des faisceaux d'électrons sont transmis
au travers du film de reproduction. Toutefois, tel que cela est mentionné
ci-dessus, dans le cas où un film de reproduction métallique est utilisé,
une image stérique désirée ne peut pas être obtenue du fait que la den
sité d'électrons du film de carbone est basse. Contrairement à cela,
bien que l'épaisseur du film de reproduction de plasma polymérisé de la
présente invention soitde loin inferieure a celle de l'épaisseur selon
le procedé conventionnel, une image stérique désirée peut être obtenue
dans le cas où le présent film de reproduction est utilisé.C'est parce
que la densité électronique du présent film de reproduction est haute
et que l'effet de dispersion des faisceaux d'électron du fait du présent
film de reproduction est très grande. En particulier, la dispersion des
faisceaux d'électron , provoquée par des irrégularités minuscules de la surface du film de reproduction, a pour résultat une image stérique dans laquelle le contraste est largement accentué par l'effet de dispersion des faisceaux d'électrons.C'est-a-dire que, en plus d'une densité électronique convenable du présent film de reproduction fin composeed'une seule couche uniforme, lorsque les faisceaux d'électrons pénètrent au travers des parties horizontales, inclinées et verticales, dans la surface du présent film de -reproduction, une différence de profondeur de pénétration des faisceaux d'électrons est causée du fait des effets d'absorption , de diffraction et de dispersion. Cette différence accentue le contraste de l'image et genère une distribution de densité des faisceaux d'électrons émis . Il en résulte qu'une image stérique du specimen peut être clairement observée.
Selon la présente invention, une image stérique du specimen peut être observée par un microscope électronique sans oublier aucune fine structure du specimen , alors que l'image obtenue en utilisant des films de reproduction métalliques conventionnels préparée par le procédé de "projection par ombres" est partiellement incomplète, tel que cela est illustré par la figure 7A. De plus, le présent film de reproduction présente un avantage éminent par le fait que la fine structure du plan de côté du film de reproduction peut être aussi observée en inclinant le film de reproduction selon un angle approprié d'inclinaison e pendant l'observation avec le microscope électronique.
Un mode préférentiel du présent appareil pour préparer le film de reproduction par polymérisation d'un plasma de vapeurs d'un monomère organique va maintenant être expliqué.
Tel que cela est illustré en figure 4, un récipient à vide 10 est composé d'une cloche en verre 11, d'un adaptateur cylindrique 41 realisé en un métal tel que de l'acier inoxydable, et une plaque de base 26. Les portions de raccord entre ces éléments sont etancheïseès avec des joints circulaires 42 pour I'etanchélté au vide, de manière à maintenir l'intérieur du récipient à vide 10 dans un état de vide poussé,
Dans le cas où le film de reproduction d'un specimen ayant une température ordinaire est Dréparé , la cloche en verre peut être directement montee sur la plaque de base 26, sans l'utilisation de l'adaptateur cylindrique 41, puisqu'un dispositif de -refroidissement n'est pas nécessaire.
Dans le cas où le film de reproduction d'un specimen ayant une température ordinaire est Dréparé , la cloche en verre peut être directement montee sur la plaque de base 26, sans l'utilisation de l'adaptateur cylindrique 41, puisqu'un dispositif de -refroidissement n'est pas nécessaire.
Le récipient à vide 10 est directement raccordé à une pompe ce diffusion à huile 32 et une pompe rotative à huile 31 par I'intermédiaire d'un échappement ou d'un tuyau d'évacuation 25, de manière à produire un vide poussé de,par exemple, approximativement 10 6 Torr. La pompe rotative à huile 31 est aussi placée de manière à ce qu'elle puisse être utilisée seule pour l'évacuation du récipient à vide 10. Le volume typique du récipient à vide 10 est de 2 à 6 litres, bien qu'il puisse varier dans des proportions plus importantes. Montée sur la plaque de base 26 dans le recipient à vide 10, se trouve une plaque isolante 24 réalisée en un matériau résistant à la chaleur et isolant électriquement tel que du Duracone, sur lequel les' éléments de l'électrode négative (14, 15, 20, 21) sont montés.
Dans le récipient à vide 10, est montoeune paire d'électrodes, l'une étant une électrode positive supérieure 13, et l'autre étant une électrode négative inférieure 15, les deux électrodes étant réalisées par exemple, en acier inoxydable, en aluminium, en duralumin,par un plateau d'électrode recouvert d'une fine couche de platine. Les électrodes positive et négative 13 et 15 sont parallèlement face à face avec une distance variable entre elles. Bien que la distance des deux électrodes ne soit pas specifiquement limitée, elle est généralement variable, de 20 à 100 mm, dans le cas où le volume du récipient à vide 10 est de 2 à 6 litres.Des dimensions typiques des électrodes sont : diametre des electrodes qui est de 30 à 100 mm, et épaisseur des électrodes qui est de 1 à 30 mm. D'une manière générale, il est préférable que l'elec- trode positive 13 soit grande et épaisse, alors que l'électrode négative 15 est petite, du point de vue que la capacité de chaleur de l'électrode e t des degâts du specimen. Un support de specimen 14 est encastré dans l'électrode négative 15 d'une manière telle que la surface supérieure du support de specimen 14 soit en contact avec la surface superieure du cylindre métallique qui présente une bobine de chauffage 20 et un thermocouple 21, au moyen desquels la température de support de specimens 14 est contrôlée et mesurée. La bobine de chauffage 20 et le thermo-couple 21 sont électriquement isolés de l'électrode négative 15 et raccordés à un contrôleur de température du specimen 34 par l'intermédiaire d'un raccord électrique 43. Un fil a haut voltage 27 pour l'électrode négative 15 raccorde l'électrode négative 15 à un contrôleur de la source électrique haut voltage 33. L'ensemble négatif est entouré par un minuscule cylindrique 17 de prévention contre les décharges, qui est mis à la masse à la plaque de base 26. Le diamètre intérieur du cylindre de prévention de décharges 17 est généralement plus grand d'approximativement 6 à 10 mm que le diamètre de la plaque d'électrode négative 15. La pla que d'électrode positive 13 est entourée d'un minuscule cylindre de prévention de décharges 16 et supportée par un support d'électrode positive
22.
22.
La plaque d'électrode positive 13 est montée de manière à être déplacée horizontalement autour du support 22. L'électrode positive 13 est raccordée au contrôleur de la source électrique à haut voltage 33 par l'intermédiaire d'un fil à haut voltage 12 pour l'electrode-positive 13,
qui est passé à l'intérieur du support 22. La source à haut voltage, par exemple, une source électrique de haut voltage, peut appliquer ou bien de O à 3 KV .D.C. ou de O à 3 KV.A.C. et peut changer de polarité.
qui est passé à l'intérieur du support 22. La source à haut voltage, par exemple, une source électrique de haut voltage, peut appliquer ou bien de O à 3 KV .D.C. ou de O à 3 KV.A.C. et peut changer de polarité.
La capacité maximum de courant électrique de la source est de par exemple 100 mA. Une différence de potentiel de la décharge d'incandescence peut etre adaptée à partir de ces ordres de grandeurs, et le temps de maintien de la decharge peut être établi en utilisant une minuterie (non repre sentee).
Un tuyau d'arrivée 18 pour les vapeurs de monomère organique est inseré à l'intérieur du récipient à vide 10 d'une manière telle que l'extrémité du tuyau d'arrivée 18 à partir de laquelle les vapeurs du monomère organique sont évacuées,est dirigée vers la partie centrale entre les deux électrodes 13 et 15. Le tuyau d'arrivée 18 pour le monomère est raccorde à un vaporisateur 35 pour les vapeurs du monomère organique. Les vapeurs du monomère organique sont générées dans le vaporisateur 35 à une température ordinaire ou par réchauffage ou chauffage du monomère organique avec, par exemple, un chauffage électrique. Les vapeurs peuvent être optionnellement diluées avec, par exemple, une petite quantité d'argon ou d'azote contenue dans une bombe 36.Les vapeurs de monomere organique ou un mélange de celles-ci avec un gaz diluant sont introduites à l'intérieur du récipient à vide 10. La vitesse de flux des vapeurs du monomère organique ou du mélange de celles-ci avec de l'argon ou de l'azote est contrôlée au moyen d'un ajutage 19 (ou tout moyen approprié de contrôle de flux). La pression du gaz à l'intérieur du récipient à vide 10 peut être contrôlée en ajustant la vitesse d'alimentation en gaz et la vitesse d'évacuation en gaz. Ainsi, un courant électrique constant de décharge peut être maintenu. Le courant électrique de decharge et la différence de potentiel électrique peuvent être mesurés dans le contrôleur de la source électrique à haut voltage 33.
Dans le cas où un film de reproduction d'un specimen refroidi est préparé, l'adaptateur cylindrique 41 est monté sur le récipient à vide 10, et une alimentation en azote liquide 40 est branchée sur l'adaptateur cylindrique 41 d'une manière telle que les éléments négatifs (14, 15, 20 et 21) soient refroidis. Le specimen est placé sur le support 14 du specimen refroidi . Le controle de la température peut être réalisé par un contrôleur 34.
Dans le cas où un film de reproduction d'un tissu fracturé gelé est préparé, un dispositif 37 pour fracturer un specimen gelé, ou un levier de coupe 39 est installé en plus dans le recipient à vide 10. De plus, le support du specimen 14 est modifié d'une manière telle-que le morceau de specimen peut être inséré dans un trou dans le support de specimen. Les moyens de coupe 37 peuvent être réalisés par exemple en acier inoxydable, et avoir une forme cylindrique de mome diamètre que le minuscule cylindre 17 de prévention de décharge pour l'électrode négative. Une lame de coupe 38 est fixée dans la partie. inférieure de la face latérale des moyens de coupe 37.Les moyens de coupe 37 sont montes horizontalement à une hauteur supérieure de quelques millimètres par rapport à la surface supérieure du specimen et sont supportés par le support 22 d'une manière telle que les moyens de coupe 37 peuvent être déplacés horizontalement autour du support par une opération extérieure au récipient à vide 10. Le specimen placé sur le support de specimen 14 est fracturé en forçant fortement les moyens de coupe 37 dans une direction montrée par la fleche dans la figure 4. Après la coupe ou la fracture du specimen, les moyens de coupe 37 sont ensuite complètement retirés de la zone entre les deux électrodes 13 et 15, de manière à ce que la décharge d'incandescence ne soit pas entravée. Cette coupe peut être renouvelée.Dans le but de geler le specimen, le specimen de tissu est coupé sous la forme d'une colonne ayant une taille de plus de 2 mm approximativement en diamètre et 8 mm approximativement en longueur, et est placé dans un trou du support de specimen 14 d'une manière telle qu'approximativement 3 mm de la longueur du specimen dépasse de la surface supérieure du support de specimen 14. Le specimen peut être gelé pendant un temps court en utilisant l'azote liquide ou un produit semblable, avec les moyens de coupe 37 en déplaçant les éléments de l'électrode négative. Les éléments del'électrode négative peuvent être refroidis à une température de -190 OC pendant 5 à 10 minutes.Les moyens de coupe 37 et les éléments de l'electro- de négative sont rapidement placés dans le récipient à vide 10 et l'atmos phère à l'intérieur du récipient à vide 10 est évacuée pour avoir une pression de vide, par exemple, 10 5 Torr approximativement. La tempéra- ture du specimen est contrôlée à une température de coupe optimum (par exemple -100 C) en utilisant la bobine de chauffage 20. La température du specimen est toujours contrôlée par le thermo-couple 21. A la température optimum de coupe (c'est-à-dire approximativement -100 C), le specimen est coupé par les moyens de coupe 37, par l'action du levier de coupe 39. La surface gelée fracturée du specimen ainsi obtenue est ensuite soumise a l'action du vide pendant par exemple de quelques secondes à quelques minutes.Ensuite, les vapeurs de monomère organique préalablement chauffées, sont introduites dans le récipient à vide 10 de maniere à produire une pression de vide de, par exemple, 0,1 Torr approximativement dans le récipient à vide 10. Une décharge d'incandes- cence est réalisée en appliquant,par exemple, 1,5 à 3 KV.D.C. aux électrodes sous une densite de courant électrique d'approximativement 0,4 à 1 mA/cm2 pendant approximativement 5 à 15 minutes. Les conditions de décharge d'incandescence sont plus élevées que celles pour un specimen à température ordinaire.
Selon la présente invention, tel que cela est mentionné plus haut, le film de reproduction à une phase et à deux phases d'un specimen général, aussi bien que le film de reproduction de specimens refroidis ou gelés peuvent étre préparés d'une manière efficace et efficiente.
Ces films de reproduction peuvent être avantageusement utilisés pour la microscopie électronique dans le but d'etudier la structure detail- lée des différents specimens.
La présente invention va être maintenant illustrée par les exemples suivants qui ne sont pas donnés à titre limitatif.
EXEMPLE 1
Préparation d'un film de reproduction de la structure
de surface dun specimen ordinaire
En utilisant l'appareil tel qu'il est illustré en figure 4, aes films de reproduction de specimens variés incluant des sel-gemmes ou des cellules rouges de sang d'une souris ont été préparés.
Préparation d'un film de reproduction de la structure
de surface dun specimen ordinaire
En utilisant l'appareil tel qu'il est illustré en figure 4, aes films de reproduction de specimens variés incluant des sel-gemmes ou des cellules rouges de sang d'une souris ont été préparés.
Chaque sDecimen a été placé sur un support de specimen 14 dans un récipient a vide 10. L'atmosphère dans le récipient a vide 10 a été ensuite évacuée par une pompe rotative à huile 1 et une pompe de dir+!- sion à huile 32 au travers d'un tuyau de sortie 25. de manière a une pression de vide de 10 5 a 10 6 Torr dans le récipient à vide îC.
La distance entre l électrode positive 13 et l électrode necativ était variable de 30 à 60 mm, La capacité de la source électrique à haut voltage était de 0 + 3 KV.D.C. et de O à 3 KV.A.C. . La tempéra- ture du specimen qui pouvait être contrôlée par le contrôleur de tem pérature était de -200 "C à +30 "C.
Des vapeurs de styrène monomère diluées dans de l'azote ont été introduites dans le récipient à vide 10 de manière à produire une pression de gaz d'approximativement 1 Torr à l'intérieur du récipient à vide 10. Pendant que la pression de gaz à l'intérieur du récipient à vide 10 était contrôlée en ajustant la vitesse d'entrée des vapeurs de styrène avec la vitesse d'évacuation des gaz, une décharge d'incandescence a éte effectuee pendant approximativement 10 minutes sous unedensite de courant électrique de la décharge d'incandescence d'approximativement 0,4 mA/cm2 . Dans la zone située approximativement à 1 cm au-dessus de la surface de l'électrode négative, une zone incandescente violette a été observée. La surface du specimen était incluse dans cette zone.Des dégradations du specimen et de l'électrode négative causées par le rayonnement des molécules de plasma n'ont pas été observées.
L'augmentation de température à la surface du specimen n'a été que d'approximativement 15 OC. Dès que la décharge d'incandescence a commencé, un film fin de styrène polymère a été déposé -sur la surface du specimen.
Le film polymère ayant une épaisseur d'approximativement 300 A a été obtenu pendant le temps résultant de la période de décharge d'incandescence. L'epaisseur du film polymère a été de préférence d'approximativement 100 à approximativement SODA pour la raison que, les dégradations du film de polymère ont été minimisées pendant la phase suivante de dissolution du specimen. L'épaisseur du film polymère peut être facilement variée par le temps de maintien de la décharge d'incandescence.
Après que le film de reproduction a été préparé par la polymérisation du plasma, le specimen a été retiré du récipient à vide, et ensuite dissout dans un solvant qui ne dissout pas le film polymère mais dissout le specimen. De tels solvants peuvent être facilement déterminés par les Hommes de l'Art.
Dans le cas de cristaux de sel-gemme, le film polymère a été directement déposé sur une surface de coupe du sel-gemme ayant une taille de 10 x 10 x 2 mm, qui a été préalablement poncée légèrement avec du papier de verre. Ensuite, le sel-gemme sur lequel est déposé le film de polystyrène a été dissout dans l'eau, et par ce moyen un film de reproduction fait d-un film de polystyrène à partir de la polyménsation du plasma de vapeurs de styrène a été obtenu. La photo-micrographie electronique (x 15.000) de ce film de reproduction est montree en figure 5B.
Dans le cas de cellules rouges du sang d'une souris, le sang collecté a été fixe pendant une heure dans une solution aqueuse tampon à 2 % en poids de glutaraldéhyde, et ensuite, lavé dans l'eau. Le specimen résultant a été soumis à une déshydratation alcoolique, et ensuite le solvant a eté remplace par un solvant capable d'étre rapidement et facilement évapore, tel que l'acétone, l'oxyde de propylène, etc...
La solution ainsi obtenue a été ensuite rapidement versée goutte à goutte sur, par exemple, du sel-gemme ou du sucre cristallisé. Le specimen a été naturellement séché sur-le sel-gemme ou le sucre cristallisé qui était un support de specimen. Sur le specimen, le film de polystyrène a été directement prépare, comme film de reproduction, par une décharge d'incandescence sous les conditions mentionnées ci-dessus. Le specimen, incluant le support de specimen, a été retiré du récipient à vide et dissout dans l'eau. Le sel-gemme ou le sucre cristallisé a ete dissout dans l'eau pour former des cellules de sang ayant le film reproducteur à leur surface. Le specimen a été ensuite dissout dans de l'hypochlorite de sodium aqueux à 1 à 5 % en poids pendant approximativement 30 à 60 minutes pour former ainsi le film de reproduction en polystyrène.Ce film de reproduction a été observé dans un microscope à émission du type électronique après avoir été lavé par l'eau. Le resultat est montré dans la figure 78.
EXEMPLE 2
Preparation d'un film de reproduction de la structure de
surface d'un specimen refroidi
Par l'utilisation de l'appareil tel qu'il est illustré dans la figure 4, un film de reproduction d'un sel-gemme refroidi a été préparé. Un specimen de sel-gemme a été coupé à une taille de 10 x 10 x 2 mm et ensuite la surface de coupe à observer a éte poncée légèrement avec du papier de verre.
Preparation d'un film de reproduction de la structure de
surface d'un specimen refroidi
Par l'utilisation de l'appareil tel qu'il est illustré dans la figure 4, un film de reproduction d'un sel-gemme refroidi a été préparé. Un specimen de sel-gemme a été coupé à une taille de 10 x 10 x 2 mm et ensuite la surface de coupe à observer a éte poncée légèrement avec du papier de verre.
L'ensemble des éléments de l'électrode négative (14, 15, 2, 21?- ont ete extraits du récipient à vide 10 et refroidis à une température de -190 "C avec de l'azote liquide L'électrode négative refroidie c été ensuite placée dans le récipient à vide 10, et le specimen de se gemme a été placé sur le support de specimen 14. Le récipient a vide 13 a éte pompé, et la température du specimen a été contrôlée à-100 "C er utilisant une bobine de chauffage. Le contrôle de température a été réalise par un contrôleur 34, et la température a été mesurée par le thermo-couple 21.Le film polymère a éte déposé directement sur la surface de coupe du specimen de sel-gemme par une polymérisation de plasma telle qu'elle est décrite dans l'exemple 1, excepté que les conditions suivantes de décharge d'incandescence ont été utilisées.
Voltage continu de décharge 1,5 KV.D.C.
Densite de courant de la décharge diin-
candescence 0,4 mA/cm2
Temps de maintien de la decharge d'in
candes cence 10 minutes
La photo-micrographie électrique (x 40.000) du film de reproduction ainsi obtenue est montrée en figure 8. Le specimen a été dissout dans l'eau.
candescence 0,4 mA/cm2
Temps de maintien de la decharge d'in
candes cence 10 minutes
La photo-micrographie électrique (x 40.000) du film de reproduction ainsi obtenue est montrée en figure 8. Le specimen a été dissout dans l'eau.
EXEMPLE 3
Préparation d'un film de reproduction d'un plan fracturé gelé
d'un tissu de rein de rat.
Préparation d'un film de reproduction d'un plan fracturé gelé
d'un tissu de rein de rat.
En utilisant l'appareil tel qu'il est illustré dans la figure 4, un film de reproduction d'un plan fracturé gelé d'un tissu de rein d'un rat a été préparé. Le specimen gelé fracturé a été préparé dela manière suivante. Le tissu d'un rein de rat a été fixé dans une solution aqueuse à 2 % en poids de glutaraldéhyde pendant une heure, et ensuite, a été
lavé à l'eau. Le specimen lavé a ensuite été trempé dans une solution aqueuse à 25 b en poids de glycérine pendant 3 heures. Le specimen ainsi obtenu a été coupe à une taille d'approximativement 2 x 2 x 8 mm et inseré dans un trou monte sur le support de specimen. Les éléments de l'électrode negative (14, 15, 20, 21) et les moyens de coupe 37 ont été mis en place, et le specimen a été refroidi à une température de -190 "C en utilisant de l'azote liquide.Ce refroidissement peut être effectué à l'extérieur du récipient à vide 10. Le récipient à vide 10 a été pompé pour obtenir une pression de vide poussé d'approximativement 10 6 Torr. Après le maintien de cette pression de vide pendant plus de 30 minutes, la température du specimen a eté relevée à -100 0C sous la pression de vide poussé , et le specimen a été coupé par les moyens de coupe 37 à une température de -100 OC sous la pression de vide poussée.
lavé à l'eau. Le specimen lavé a ensuite été trempé dans une solution aqueuse à 25 b en poids de glycérine pendant 3 heures. Le specimen ainsi obtenu a été coupe à une taille d'approximativement 2 x 2 x 8 mm et inseré dans un trou monte sur le support de specimen. Les éléments de l'électrode negative (14, 15, 20, 21) et les moyens de coupe 37 ont été mis en place, et le specimen a été refroidi à une température de -190 "C en utilisant de l'azote liquide.Ce refroidissement peut être effectué à l'extérieur du récipient à vide 10. Le récipient à vide 10 a été pompé pour obtenir une pression de vide poussé d'approximativement 10 6 Torr. Après le maintien de cette pression de vide pendant plus de 30 minutes, la température du specimen a eté relevée à -100 0C sous la pression de vide poussé , et le specimen a été coupé par les moyens de coupe 37 à une température de -100 OC sous la pression de vide poussée.
Des vapeurs d'un monomère de styrène ont été immédiatement introduites dans le récipient vide 10. Après que la pression dans le récipient àvide 10 soit devenue approximativement égale a 0,1 Torr, une décharge din- candescence a été effectuée dune manière semblable à celle qui a été décrite dans l'exemple 1, excepté que les conditions suivantes ont été utilisées.
Voltage continu de décharge 2KV.D.C.
Densité de courant de décharge d'incan
descence 0,5 mA/cm2
Temps de maintien de la décharge d'in-
candescence 10 minutes
Le specimen ayant un film de polystyrene a sa surface a eté trempé dans l'eau avec le support d'échantillon en sucre cristallisé, et ensuite, dans de l'hypochlorite aqueux de sodium à 1 % en poids, qui a été préalablement refroidi à une température d'approximativement -20 "C pendant approximativement une heure. Ensuite, le specimen de tissu a été complètement dissout dans une solution aqueuse d'hypochlorite et le film de reproduction a été détaché. Ce film de reproduction a été observé sur une maille de grille par un microscope électronique après lavage à l'eau. La photo-micrographie électronique est montrée en figure 9.
descence 0,5 mA/cm2
Temps de maintien de la décharge d'in-
candescence 10 minutes
Le specimen ayant un film de polystyrene a sa surface a eté trempé dans l'eau avec le support d'échantillon en sucre cristallisé, et ensuite, dans de l'hypochlorite aqueux de sodium à 1 % en poids, qui a été préalablement refroidi à une température d'approximativement -20 "C pendant approximativement une heure. Ensuite, le specimen de tissu a été complètement dissout dans une solution aqueuse d'hypochlorite et le film de reproduction a été détaché. Ce film de reproduction a été observé sur une maille de grille par un microscope électronique après lavage à l'eau. La photo-micrographie électronique est montrée en figure 9.
Claims (7)
1. Film de reproduction d'un specimen pour microscopie électronique, caractérisé par le fait qu'il comprend une substance ply- mère dérivée de la polymérisation du plasma de vapeurs d'un monomère organique par un procédé de décharge d'incandescence, la dite substance polymère étant directement préparée sur la surface du specimen à tester au microscope électronique, par la dite polymérisation de plasma, de maniere à former un film ayant une épaisseur uniforme.
2. Film de reproduction selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dit monomere organique est au moins un composé choisi dans le groupe consistant en de l'éthylène, du polypropylène, du benzène, du toluène, du xylène, du styrène, du chlorobenzène, du 1, 2, 4-trchlorobenzene, du ferrocène, de l'éthylbenzène, du chlorure d'éthylène, de l'o- xyde de propylène, du méthacrylate de methyl, du méthacrylate de n-butyl, du 1, 2-epoxy butane et du 1,2-epoxy-éthylbenzène.
3. Procédé de préparation d'un film de reproduction d'un specimen pour la microscopie électronique dans un appareil qui est capable d'être maintenu à un vide poussé, et qui contient une paire d'électrodes positive et negative placées face à face parallèlement et écartées, carac térisé par le fait qu'il comprend les phases suivantes
(a) placer le specimen sur la surface de l'électrode négative ;
(b) évacuer l'atmosphère à l'intérieur de l'appareil avec une pompe à vide de manière à produire un vide poussé d'approximativement à 5 10 6 Torr à l'intérieur de l'appareil ;
(c) introduire des vapeurs d'un monomère organique ou d'un melange avec une petite quantité d'un gaz inerte ou actif à l'intérieur de l'appareil de manière à produire une pression de gaz d'approximativement 1 à 10 Torr dans l'appareil ;;
(d) appliquer une différence de potentiel continue de décharge de 0,5 à 3 KV. entre les dites deux electrodes pendant 1 à 15 minutes de manière à réaliser une décharge d'incandescence, tandis que la densité de courant de la décharge d'incandescence est maintenue entre 0,1 et 2 mA/cm2 en ajustant la vitesse de flux des vapeurs du monomère organique vers l'appareil et les vitesses de flux des gaz d'évacuation de l'appareil, un film de substance polymère ayant une épaisseur uniforme étant formé sur la surface du specimen par un effet de diffusion des molécules de plasma ;
(e) retirer le specimen recouvert du film de substance polymère de l'appareil apres avoir remis la pression de l'atmosphère à l'intérieur de l'appareil à la pression ordinaire ; et
(f) dissoudre le specimen dans un solvant qui ne dissout pas le film de substance polymère, mais dissout le specimen, de manière à séparer ainsi le film de substance polymère du specimen.
4. Procédé selon la revendication 3, caracterise par le fait que le monomère organique est au moins un composé choisi dans le groupe consistant en de l'éthylène, du propylène, du benzène, du toluène, du xylène, du styrène, du chlorobenzène, du 1,2, 4-trichlorobenzene, du ferrocène, de I'ethylbenzène, du chlorure d'éthylène, de l'oxyde de pro pylène, de methacrylate de méthyl, du méthacrylate de n-butyl, du 1, 2epoxy butane, et du 1, 2-epoxy ethylbenzène.
5. Appareil pour préparer un film de reproduction d'un specimen pour la microscopie électronique, caractérisé par le fait qu'il comprend
(a) une paire d'électrodes l'une étant une électrode supérieure positive, et l'autre étant une électrode inférieure négative qui sont face à face avec un intervalle entre elles, et qui sont placées dans un récipient à vide sur une plaque de base, les dites deux electrodes étant electriquement et thermiquement isolées du recipient à vide et de la plaque de base ;
(b) une source électronique de haut voltage continu reliée aux dites électrodes négative et positive de manière à réaliser une décharge d'incandescence entre les deux électrodes ; et
(c) des moyens pour former un film de substance polymère dérivé de vapeurs d'un monomère organique sur la surface du specimen placé sur la surface de l'électrode négative par polymérisation de plasma.
6. Appareil pour preparer un film de reproduction d'un specimen refroidi ou gelé pour la microscopie électronique selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le dit appareil comprend des moyens additionnels pour former le film de substance polymère sur la surface du specimen refroidi ou gelé sur un bloc d'électrode négative.
7. Appareil pour préparer un film de reproduction d'un plan fracture gelé d'un specimen pour la microscopie électronique selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le dit appareil comprend des moyens pour fracturer le specimen gelé dans le récipient à vide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7931872A FR2472182A1 (fr) | 1979-12-18 | 1979-12-18 | Film de reproduction d'un specimen pour microscopie electronique |
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| FR7931872A FR2472182A1 (fr) | 1979-12-18 | 1979-12-18 | Film de reproduction d'un specimen pour microscopie electronique |
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| FR2472182A1 true FR2472182A1 (fr) | 1981-06-26 |
| FR2472182B1 FR2472182B1 (fr) | 1983-06-24 |
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| FR7931872A Granted FR2472182A1 (fr) | 1979-12-18 | 1979-12-18 | Film de reproduction d'un specimen pour microscopie electronique |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0690301A1 (fr) * | 1994-06-30 | 1996-01-03 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Procédé de caractérisation non destructif de l'état de surface d'une pièce |
| CN114308575A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-12 | 深圳市安博瑞新材料科技有限公司 | 一种cvd尼龙层表面处理技术工艺 |
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1979
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2472182B1 (fr) | 1983-06-24 |
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