JP2007279010A - Method for preparing observation sample used for scanning electronic microscope - Google Patents

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Makoto Yafuji
眞 八藤
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KANMONKAI KK
Kanmonkai Co Ltd
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Kanmonkai Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a new method for preparing an observation sample used for electronic microscopes of scanning, a transmitting, and the like. <P>SOLUTION: Adjustment is conducted by atomizing or applying treated water prepared by solving a metal ion-containing liquid at a predetermined concentration and then by diffusing the surface water of the observation material. According to the preparation method, vacuuming in the pretreatment can be omitted and preparation in a short time can be carried out. Thus, biological samples (raw things) are not broken up and the samples can be observed with time and in real time. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、顕微鏡における被観察試料の調製方法に関するものであり、一層詳細には、走査型、透過型などの電子顕微鏡において使用する被観察試料の新規な調製方法に関するものである。  The present invention relates to a method for preparing an observation sample in a microscope, and more particularly to a novel method for preparing an observation sample used in an electron microscope such as a scanning type or a transmission type.

今日、微小物体を拡大して観察する手段として、光学レンズを使った光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープなどのほか、電子レンズを使った電子顕微鏡の利用が広まっている。
電子顕微鏡は、電子の進行方向を自由に屈折させることにより光学顕微鏡のような結像システムを電子光学的に構成したものであり、被観察試料を透過した電子を電子レンズを用いて結像させる透過型電子顕微鏡のほか、試料表面で反射した電子を結像させる反射型電子顕微鏡、集束電子線を試料表面上に走査して各走査点からの二次電子を用いて結像させる走査型電子顕微鏡、加熱あるいはイオン照射によって試料から放出する電子を結像させる表面放出型の電界イオン顕微鏡などがその目的用途に応じて利用されている。
Today, as a means of magnifying and observing a minute object, use of an electron microscope using an electron lens is spreading in addition to an optical microscope and a digital microscope using an optical lens.
An electron microscope is an electro-optic configuration of an imaging system such as an optical microscope by freely refracting the traveling direction of electrons, and forms an image of electrons transmitted through an observed sample using an electron lens. In addition to the transmission electron microscope, a reflection electron microscope that forms an image of electrons reflected from the sample surface, and a scanning electron that scans a focused electron beam on the sample surface and forms an image using secondary electrons from each scanning point. A microscope, a surface emission type field ion microscope that forms an image of electrons emitted from a sample by heating or ion irradiation, and the like are used depending on the intended application.

これら各型式の電子顕微鏡のうち、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)は、薄膜試料に電子線を透過させ、その際に試料中で原子により散乱、回折された電子を電子回折パターンまたは透過電顕像として得ることによって主に物質の内部構造を観察することができる。  Among these types of electron microscopes, a transmission electron microscope (TEM) transmits an electron beam through a thin film sample, and at that time, electrons scattered and diffracted by atoms in the sample are electron diffraction patterns or By obtaining a transmission electron microscope image, the internal structure of the substance can be mainly observed.

一方、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscopy:SEM)は、対象となる試料に細い電子線(電子プローブ)を照射した際に発生する二次電子や反射電子を、二次電子検出器、反射電子検出器などそれぞれの検出器を用いて取り出し、ブラウン管やLCDなどの表示画面上に表示し、主として試料の表面形態を観察する装置である。  On the other hand, a scanning electron microscope (SEM) scans secondary electrons and reflected electrons generated when a target sample is irradiated with a thin electron beam (electron probe) into secondary electron detectors, reflected electrons. It is an apparatus that is taken out using each detector such as a detector and displayed on a display screen such as a cathode ray tube or an LCD, and mainly observes the surface form of the sample.

電子線は固体試料に照射されたとき、電子のエネルギーによって固体中を透過するが、その際に試料を構成する原子核や電子との相互作用によって弾性的な衝突、弾性散乱やエネルギー損失を伴う非弾性散乱を生じる。そして非弾性散乱によって試料元素の殻内電子を励起したり、X線などを励起したり、また二次電子を放出し、それに相当するエネルギーを損失する。二次電子は衝突する角度によって放出される量が異なる。一方、弾性散乱によって後方に散乱し、試料から再び放出される反射電子は、原子番号に固有の量が放出される。走査型電子顕微鏡(SEM)はこの二次電子や反射電子を利用する。SEMは電子を試料に照射し、放出される二次電子や反射電子を検出して観察像を結像している。  When an electron beam irradiates a solid sample, it is transmitted through the solid by the energy of the electrons. At that time, due to the interaction with the nuclei and electrons that make up the sample, there is non-elastic collision, elastic scattering, and energy loss. Causes elastic scattering. The inelastic shell excites electrons in the shell of the sample element, excites X-rays, etc., and emits secondary electrons, thereby losing the corresponding energy. The amount of secondary electrons emitted varies depending on the angle of collision. On the other hand, the reflected electrons scattered back by elastic scattering and emitted again from the sample are emitted in an amount specific to the atomic number. A scanning electron microscope (SEM) uses these secondary electrons and reflected electrons. The SEM irradiates a sample with electrons and detects emitted secondary electrons and reflected electrons to form an observation image.

SEMによる試料の観察を妨げる要因は様々なものがあるが、試料に起因する主な要因は試料の観察時に発生する帯電(チャージアップ)現象である。チャージアップとは、入射する荷電粒子と放出される荷電粒子が有する電荷の差によって、照射面が正または負に帯電する現象であり、このチャージアップが発生すると、放出された二次電子が加速されたり引き戻されたりして、良好な結像特性が得られなくなり、まれではあるが全く結像しない場合さえ発生する。  There are various factors that hinder the observation of the sample by the SEM, but the main factor due to the sample is a charging (charge-up) phenomenon that occurs during the observation of the sample. Charge-up is a phenomenon in which the irradiated surface is charged positively or negatively due to the difference in charge between incident charged particles and emitted charged particles. When this charge-up occurs, the emitted secondary electrons are accelerated. Or pulled back, no good imaging properties can be obtained, and in rare cases it does not image at all.

負の電荷を持つ電子線が塊(バルク)状試料に入射すると、試料が導電性であればその電荷は試料を伝ってアースされるが、試料が非導電性の場合は入射電子の電荷は試料表面から逃げることができず、試料自体がチャージアップしてしまう。チャージアップ現象としては、観察視野内に異常な明暗のコントラストが発生したり、明暗が帯状に現れ二次電子像の観察が困難となる。
チャージアップがさらに激しくなると、ゆっくりと視野が移動したり、いきなり視野が大きく移動する、所謂、観察視野のドリフトも発生する。
When an electron beam having a negative charge is incident on a bulk sample, if the sample is conductive, the charge is grounded through the sample, but if the sample is non-conductive, the charge of the incident electrons is The sample cannot escape from the surface of the sample, and the sample itself is charged up. As a charge-up phenomenon, abnormal contrast of light and darkness occurs in the observation visual field, or light and dark appear in a band shape, making it difficult to observe the secondary electron image.
When the charge-up is further intense, a so-called observation visual field drift occurs in which the visual field moves slowly or suddenly moves greatly.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

このような事情から、チャージアップした試料の帯電を除去する技術として、例えば、試料からの電子の発生効率が1を上回るような低い加速電圧の電子線を照射する方法、あるいは、試料表面に蓄積した電荷に対して反対極性の電荷が発生する加速電圧の電子線を照射することで消去する方法などが提案されている。  Under such circumstances, as a technique for removing the charge of the charged sample, for example, a method of irradiating an electron beam with a low acceleration voltage such that the generation efficiency of electrons from the sample exceeds 1, or accumulation on the sample surface There has been proposed a method of erasing by irradiating an electron beam having an accelerating voltage that generates a charge having a polarity opposite to the generated charge.

しかしながら、前者の方法では、試料に帯電したエネルギーが除電のために照射した電子線のエネルギーを上回る場合、照射した電子線が跳ね返されて試料に到達できず、除電できないという問題がある。
また、この方法では加速電圧の設定が難しいという問題もある。二次電子の発生効率が1になるような加速電圧に設定しなければならないが、試料の材質、形状によって、発生効率が1になる加速電圧が異なるため、加速電圧を調整しながら発生効率が1になるような加速電圧を見出さなければならない。
試料がチャージアップしている場合は、一次電子の初速度と試料に入射する時のランディング速度が異なるため、最適な加速電圧の設定が難しくなる。仮に発生効率が1になる加速電圧を見つけたとしても、それまでの観察過程で試料に高加速電圧の電子が照射された場合は既に試料が負の電荷に帯電しているため、チャージアップによる像障害が起こるとになる。長時間(例えば数時間程度)に亘って発生効率が1になる加速電圧の電子を照射し続ければ除電できる場合もあるが現実的とは言えない。
However, in the former method, when the energy charged in the sample exceeds the energy of the electron beam irradiated for static elimination, there is a problem that the irradiated electron beam is rebounded and cannot reach the sample, and cannot be eliminated.
In addition, this method has a problem that it is difficult to set the acceleration voltage. Although the acceleration voltage must be set so that the generation efficiency of secondary electrons is 1, the acceleration voltage at which the generation efficiency is 1 differs depending on the material and shape of the sample. An accelerating voltage such as 1 must be found.
When the sample is charged up, it is difficult to set an optimum acceleration voltage because the initial velocity of primary electrons is different from the landing velocity when entering the sample. Even if an accelerating voltage with a generation efficiency of 1 is found, if the sample is irradiated with electrons with a high accelerating voltage in the observation process so far, the sample is already charged with a negative charge, and therefore, due to charge-up. When an image disorder occurs. Although it may be possible to eliminate the charge by continuing to irradiate with an acceleration voltage of which the generation efficiency is 1 for a long time (for example, about several hours), it is not practical.

一方、後者の方法は、チャージがたまり始める前までに観察する方法、すなわち帯電を防止する対策であって帯電した電荷を除去するといった積極的な除電方法ではない。  On the other hand, the latter method is a method of observing before charging starts to accumulate, that is, a measure for preventing charging, and is not an active charge eliminating method of removing charged charges.

別の方法として、試料がチャージアップしているかどうかを検知し、チャージアップしていると判定された場合に帯電対策を行う技術が開発されている。しかしながら、チャージアップの検知の問題として、検知のための専用の設備が必要となること、チャージアップの現象が様々であるため、正しく検知することが困難なことなどの問題がある。  As another method, a technique has been developed in which it is detected whether or not a sample is charged up, and when it is determined that the sample is charged up, a countermeasure against charging is taken. However, there are problems with charge-up detection, such as the need for dedicated equipment for detection, and various charge-up phenomena, making it difficult to detect correctly.

また、試料室内を大気圧にして試料を空気に触れさせることで除電する方法もあるが、十分に除電しきれない場合があるだけでなく再度観察を行うために真空引きをやり直す必要があり、時間と手間がかかるという欠点もある。  In addition, there is a method of removing static electricity by bringing the sample chamber to atmospheric pressure and letting the sample touch the air, but not only is it not possible to remove electricity sufficiently, but it is necessary to re-evacuate to perform observation again. Another drawback is that it takes time and effort.

さらに低真空で観察する方法、電子シャワー発生器やイオンシャワー発生器を用いる方法、制御電極を設ける方法なども提案されているが、これらの方法では専用の設備が別途に必要となり、簡単に実施することが困難であった。  In addition, methods for observation under low vacuum, methods using an electronic shower generator or ion shower generator, and methods for providing a control electrode have also been proposed. However, these methods require separate equipment and are easy to implement. It was difficult to do.

このように、いずれの方法であっても問題点を有していることから試料の除電を簡便に行う方法が鋭意開発されているが、チャージアップ自体を防止する現実的な手段として、試料の表面に金Auなどを素材とする導電性薄膜を蒸着(スパッタリング)する方法が採用されている。
しかしながら、この方法は試料を乾燥しり、蒸着時に真空引きする必要があるため処理作業が面倒で長時間を要するだけでなく、食品などの生物試料(生もの)の調製には適さず、しかも試料がくずれたりして観察後に元に戻らないといった問題点が指摘されていた。
As described above, since any method has a problem, a method for easily removing the charge of the sample has been intensively developed. However, as a practical means for preventing the charge-up itself, A method of depositing (sputtering) a conductive thin film made of gold Au or the like on the surface is employed.
However, this method is not only suitable for the preparation of biological samples (raw foods) such as foods, because the sample needs to be dried and evacuated during vapor deposition. There was a problem that it was not able to return to its original state after observation due to the collapse of the image.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

ところで、本発明者は、醗酵技術を駆使して植物の種子などに含まれる金属元素を電解質として解離(イオン化)させる画期的な方法を開発し、特許第2865412号として登録を得ている。
また、静電磁場を形成した容器内において麹菌を加えて発酵させた金属元素(ミネラル)含有物とアルキル基を有する有機酸溶液とを混合攪拌し、この容器内の雰囲気を所定条件でかつ所定期間保持することにより、金属元素含有物質から金属元素を効率よく解離(イオン化)抽出する方法も開発している。
By the way, the present inventor has developed an innovative method for dissociating (ionizing) a metal element contained in plant seeds as an electrolyte by utilizing fermentation technology, and has been registered as Japanese Patent No. 2865412.
Further, the metal element (mineral) -containing material fermented with gonococcus in a container formed with an electrostatic magnetic field and an organic acid solution having an alkyl group are mixed and stirred, and the atmosphere in the container is maintained under a predetermined condition for a predetermined period. We have also developed a method for efficiently dissociating (ionizing) and extracting metal elements from metal element-containing substances by holding them.

そして上記方法を利用することにより従来では考えられなかった、例えば、金、銀、銅、マグネシウム、亜鉛、マンガン、アルミニウム、ステンレス、プラチナなど多種多様の金属元素を電解質として解離(イオン化)抽出する技術も確立し、しかも、この方法によって得た抽出液中の各金属元素はオングストロームサイズ(10のマイナス10乗〜9乗メートル)であるため、素材の品質ないしは機能を飛躍的に向上させることができるだけでなく、例えば、衣類などの帯電防止加工手段としても有効であることが確認されている。  And, by using the above method, a technique that has not been considered in the past, such as gold, silver, copper, magnesium, zinc, manganese, aluminum, stainless steel, platinum, etc. In addition, since each metal element in the extract obtained by this method has an angstrom size (10 to the 10th power to 9th power), the quality or function of the material can be greatly improved. In addition, it has been confirmed that it is also effective as an antistatic processing means for clothes, for example.

そこで、この発明では金属元素をイオンとして含む金属イオン含有液(抽出液)を所定の濃度で溶解した処理水を被観察試料に噴霧または塗布し、ついでこの被観察試料の表面水を放散させ、処理水に含まれている金属元素を導電性薄膜に代替するものとして利用することによりチャージアップを阻止できるようにしたものである。  Therefore, in the present invention, the treated water in which a metal ion-containing liquid (extract) containing a metal element as an ion is dissolved or sprayed on the sample to be observed, and then the surface water of the sample to be observed is diffused. By using the metal element contained in the treated water as a substitute for the conductive thin film, the charge-up can be prevented.

この場合、処理水に対する金属イオン含有液の濃度は0.2%〜100.0%の範囲に設定するのが好ましく、金属イオン含有液の濃度が0.2%未満では金属元素によるチャージアップを防止することが困難となり、また100.0%に設定すると費用対効果の点で問題が生じることになる。  In this case, the concentration of the metal ion-containing liquid with respect to the treated water is preferably set in the range of 0.2% to 100.0%. If the concentration of the metal ion-containing liquid is less than 0.2%, charge-up with a metal element is performed. It becomes difficult to prevent, and if it is set to 100.0%, a problem arises in terms of cost effectiveness.

また、金属イオン含有液としては、金属元素を含む鉱物質を機械的手段などにより微細化したのち、この微細化鉱物質に麹菌を加えて発酵させ、さらに酒石酸、クエン酸、乳酸あるいは酢酸などアルキル基を有する有機酸溶液を加えて混合攪拌することにより、前記微細化鉱物質に含まれる金属元素を有機酸溶液中にイオンとして解離させた水溶液を使用するのが好ましい。  In addition, the metal ion-containing liquid is obtained by refining a mineral substance containing a metal element by mechanical means, etc., and then fermenting the refined mineral substance with koji mold, and further adding alkyl such as tartaric acid, citric acid, lactic acid or acetic acid. It is preferable to use an aqueous solution in which a metal element contained in the finely divided mineral substance is dissociated as ions in the organic acid solution by adding an organic acid solution having a group and stirring the mixture.

さらに、金属イオン含有液に含まれる金属元素としては、例えば、金、銀、銅、チタン、ゲルマニウム、珪素、アルミニウム、鉄、カルシウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、バナジウムなどが挙げられ、これらの金属元素を単独もしくは2以上含む金属イオン含有液を使用するのが好適である。  Furthermore, examples of the metal element contained in the metal ion-containing liquid include gold, silver, copper, titanium, germanium, silicon, aluminum, iron, calcium, potassium, magnesium, zinc, manganese, vanadium, and the like. It is preferable to use a metal ion-containing liquid containing one or more metal elements.

発明の効果The invention's effect

本発明方法によれば被観察試料に金属イオン含有水溶液を塗布し、ついでのこの被観察試料の表面水を放散させるという簡単な操作だけでチャージアップを充分阻止することができるだけでなく、その調製も10分程度の短時間でできるので試料の観察を迅速にしかもリアルタイムで行うことができる。
また、チャージアップによる反射や分散が生じないので鮮明な結像を得ることができ、食品などの生物試料(生もの)でも前処理で真空引きする必要がないためくずれたりすることがなく、経時的な観察も好適に行うことができる。
さらには、オングストロームオーダーの金属元素が試料の微細組織まで浸透するので焦点深度がより深くなり、従って、対象となる試料のある程度内部まで微細にかつ鮮明に観察することが可能になるなど優れた種々の効果を奏するものである。
According to the method of the present invention, it is possible not only to prevent charge-up sufficiently by simply applying a metal ion-containing aqueous solution to the sample to be observed and then dissipating the surface water of the sample to be observed. Since it can be performed in a short time of about 10 minutes, the sample can be observed quickly and in real time.
In addition, there is no reflection or dispersion due to charge-up, so that clear imaging can be obtained, and biological samples such as food (raw products) do not need to be evacuated in the pretreatment, so that they do not collapse, Observation can also be suitably performed.
Furthermore, angstrom-order metal elements penetrate into the fine structure of the sample, so that the depth of focus becomes deeper. Therefore, it is possible to observe finely and clearly to some extent inside the target sample. The effect of this is achieved.

次に、本発明に係る電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法の最良の形態を例示し、以下詳細に説明する。
すなわち、本発明に係る被観察試料の調製方法においては、図1に示すように、まず、容器10に収容される浄化水に金(Au)イオン含有液12を滴下することにより所定濃度の処理水14を準備する。
この場合、浄化水は、例えば、上水を逆浸透膜(RO)で濾過することにより不純物を可及的に除去したものを使用する。
Next, the best mode of the preparation method of the sample to be observed used in the electron microscope according to the present invention will be exemplified and described in detail below.
That is, in the method for preparing a sample to be observed according to the present invention, as shown in FIG. 1, first, a gold (Au) ion-containing liquid 12 is dropped into purified water stored in a container 10, thereby processing at a predetermined concentration. Prepare water 14.
In this case, for example, purified water from which impurities are removed as much as possible by filtering the clean water through a reverse osmosis membrane (RO) is used.

また、金(Au)イオン含有液12は以下の方法により得られた抽出液を使用するのが好適である。
すなわち、金箔および/もしくは金(Au)を含む鉱物質を予め細かく粉砕し、この微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質と浄化水とを重量比で略等量用意して混合したのち、10%〜20%の麹菌を加えて摂氏35度〜40度に保持して醗酵させ、一定期間ねかせておく。
次に、このように前処理して得られた微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質の醗酵原料と、アルキル基を有する有機酸溶液とを重量比で10:1の割合で混合する。この場合、アルキル基を有する有機酸としては、例えば、酒石酸、クエン酸、乳酸あるいは酢酸などを適宜使用することができる。
The gold (Au) ion-containing liquid 12 is preferably an extract obtained by the following method.
That is, a mineral material containing gold foil and / or gold (Au) is finely pulverized in advance, and approximately equal amounts of this refined gold foil and / or refined mineral material and purified water are prepared and mixed. % To 20% koji mold is added and fermented at 35 to 40 degrees Celsius and allowed to stand for a certain period of time.
Next, the fermented raw material of the refined gold foil and / or refined mineral substance obtained by the pretreatment in this way and the organic acid solution having an alkyl group are mixed at a weight ratio of 10: 1. In this case, as the organic acid having an alkyl group, for example, tartaric acid, citric acid, lactic acid, or acetic acid can be appropriately used.

ついで、この微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質の醗酵原料とアルキル基を有する有機酸溶液との混合液を容器中において適宜の手段で攪拌混合する。なお、この際、容器に配設した加熱ヒータおよび容器の素材自体が放射する遠赤効果を利用して微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質の醗酵原料とアルキル基を有する有機酸との混合液を摂氏45度〜55度に保持するとともにポンプ装置などの循環系によって静電磁場、紫外線殺菌装置さらには太陽光照射機構などの制御下にゆっくりと所定時間循環させることにより金属元素としての金(Au)を0.3%〜0.5%程度解離(イオン化)させた抽出液、すなわち、金(Au)イオン含有液12とする。  Subsequently, the mixture of the refined gold foil and / or the fermented raw material of the refined mineral substance and the organic acid solution having an alkyl group is stirred and mixed in a container by an appropriate means. At this time, the mixture of the refined gold foil and / or the fermented raw material of the refined mineral substance and the organic acid having an alkyl group is utilized by utilizing the far-red effect radiated by the heater disposed in the container and the material of the container itself. Gold (as a metal element) is maintained by maintaining the liquid at 45 to 55 degrees Celsius and slowly circulating it for a predetermined time under the control of an electrostatic magnetic field, an ultraviolet sterilizer, or a sunlight irradiation mechanism by a circulation system such as a pump device. An extract obtained by dissociating (ionizing) Au) by about 0.3% to 0.5%, that is, a gold (Au) ion-containing solution 12 is used.

なお、金(Au)イオン含有液12を処理水14に滴下する場合、金イオン含有液12の濃度が処理水14に対して0.2%以下になると金属元素である金によるチャージアップの阻止機能を充分期待することが難しくなる。また、金イオン含有液そのもの(100%)も使用することもできるが、この場合は費用対効果の点で好ましくない。  In addition, when the gold (Au) ion-containing liquid 12 is dropped into the treated water 14, if the concentration of the gold ion-containing liquid 12 is 0.2% or less with respect to the treated water 14, prevention of charge-up by the metal element gold. It becomes difficult to expect sufficient functions. Moreover, although a gold ion containing liquid itself (100%) can also be used, in this case, it is not preferable in terms of cost effectiveness.

次に、用意された、例えば、生物試料(生もの)などの被観察試料16を定法によって洗浄し、ついで刷毛などを使用して処理水14をこの被観察試料16に塗布する。この場合、処理水14はスプレイなどで噴霧してもよいことは言うまでもない。
このようにして処理水を塗布された被観察試料16は、その表面を風乾など公知の乾燥法を使用して2分〜5分間程度乾燥して表面水を放散させて形状保持を行ったのち、これをSEMの試料台に移して定法により観察すればよい。
なお、得られた被観察試料16の表面形態をSEMで観察したところ、試料の表面に金Auの導電性薄膜を蒸着(スパッタリング)した従来の調製方法と同等の導電性を有し、チャージアップするもことなく微細でしかも高解像度の結像が確認された。これは、処理水14に含まれるオングストロームサイズの金属元素(本実施の態様においては金Au)が試料の細かい組織間に浸透しているからである。
Next, the prepared sample 16 to be observed, such as a biological sample (raw material), is washed by a conventional method, and then treated water 14 is applied to the sample 16 to be observed using a brush or the like. In this case, it goes without saying that the treated water 14 may be sprayed by spraying or the like.
The observed sample 16 coated with treated water in this way is dried for about 2 to 5 minutes using a known drying method such as air drying, and the surface water is diffused to maintain the shape. This may be transferred to a SEM sample stage and observed by a conventional method.
When the surface morphology of the obtained sample 16 to be observed was observed with an SEM, it had the same conductivity as a conventional preparation method in which a conductive thin film of gold Au was deposited (sputtered) on the surface of the sample, and charge-up was performed. However, fine and high resolution imaging was confirmed. This is because the angstrom-sized metal element (gold Au in this embodiment) contained in the treated water 14 penetrates between the fine structures of the sample.

実施例1
縦に切断したふぐ筋原繊維を定法で洗浄したのち、前記処理水14を刷毛塗りして3分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のふぐ筋原繊維を定法で洗浄し、真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)することにより調製した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)による300倍および1000倍の表面形態結像写真を得た(図2aおよび図2b)。
得られた表面形態結像写真を比較したところ、本発明方法による調製試料では比較試料に比べてコントラストもよく詳細な表面形状とともに水分を含んだ試料にも拘わらずありのままの状態を微細にしかも正確に観察することができた。
Example 1
A sample (prepared sample according to the method of the present invention) obtained by washing the longitudinally cut puffer myofibrils by a conventional method, brushing the treated water 14 and then diffusing the surface water by air drying for 3 minutes, and the same puffer A myofiber was washed by a conventional method, and a sample (comparative sample) by a conventional method prepared by vacuum-depositing and depositing gold Au (sputtering) was prepared, and an SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) was prepared. ) Were obtained (FIGS. 2a and 2b).
A comparison of the obtained surface morphology imaging photographs shows that the prepared sample by the method of the present invention has a better contrast than the comparative sample, and the detailed state of the surface is fine and accurate even though the sample contains water. Could be observed.

実施例2
カニ筋原繊維を定法で洗浄したのち、処理水14を刷毛塗りして5分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のカニ筋原繊維を定法で洗浄したのち真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)することにより調製した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)による300倍および1000倍の表面形態結像写真(図3aおよび図3b)を得、これらの表面形態結像写真を比較したところ、本発明方法による調製試料では前記の実施例と同様に観察できただけでなく、最表面の状態の微細な形状も比較試料に比べて鮮明に観察することができた。
Example 2
After washing crab myofibrils by a conventional method, the treated water 14 was brushed and the surface water was diffused by air-drying for 5 minutes (prepared sample by the method of the present invention), and the same crab myofibrils were obtained by the standard method And a sample by a conventional method (comparative sample) prepared by vacuum evaporation and deposition of gold Au (sputtering), 300 times by SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) and 1000 times surface morphology imaging photographs (FIGS. 3a and 3b) were obtained, and when these surface morphology imaging photographs were compared, not only was the sample prepared according to the method of the present invention observed in the same manner as in the previous examples. Moreover, the fine shape of the outermost surface state could be observed more clearly than the comparative sample.

実施例3
プラスチック板(PTFE)を定法で洗浄したのち、処理水14を噴霧して5分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のプラスチック板(PTFE)を定法で洗浄したのち真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)における300倍および1000倍の表面形態結像写真(図4aおよび図4b)を比較したところ、本発明方法による調製試料では比較試料に比べてコントラストもよく、同じ加速電圧(1.2kv)であってもダメージや変形が少なく、微細な形状を鮮明に観察することができた。
Example 3
After washing the plastic plate (PTFE) by a regular method, spraying treated water 14 and air-drying the surface water for 5 minutes (prepared sample by the method of the present invention) and the same plastic plate (PTFE) A sample by a conventional method (comparative sample) in which gold Au was vapor-deposited (sputtering) after cleaning by a conventional method was prepared, and 300 times and 1000 times in a SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) When comparing the surface morphology imaging photographs (FIGS. 4a and 4b), the sample prepared by the method of the present invention has a better contrast than the comparative sample, and less damage and deformation even at the same acceleration voltage (1.2 kv). The fine shape could be observed clearly.

以上、本発明に係る電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法の好適な実施の形態につき説明したが、本発明方法はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、例えば、金属イオン含有液の金属元素としては金Auだけでなく、銀、銅、チタン、ゲルマニウム、珪素、アルミニウム、鉄、カルシウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、バナジウムなど各種の金属元素やこれらの金属元素を2以上含んだ金属イオン含有液を使用することができることは言うまでもなく、また、対象となる試料も生物由来の生体サンプル、あるいはそのレプリカ像形成物質はもとより生体非由来の有機物質さらには無機試料などその種類や形態は制限されるものではない。  The preferred embodiments of the preparation method of the sample to be observed used in the electron microscope according to the present invention have been described above. However, the method of the present invention is not limited to these embodiments. The liquid metal element is not only Au, but also various metal elements such as silver, copper, titanium, germanium, silicon, aluminum, iron, calcium, potassium, magnesium, zinc, manganese, vanadium, and two or more of these metal elements. Needless to say, the contained metal ion-containing liquid can be used, and the target sample is a biological sample derived from a living organism, or a replica image forming material thereof, an organic material derived from a living organism, or an inorganic sample. The form is not limited.

本発明に係る電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法の最良の形態を示す概略手順説明図である。It is a schematic procedure explanatory drawing which shows the best form of the preparation method of the to-be-observed sample used with the electron microscope which concerns on this invention. ふぐ筋原繊維の電子顕微鏡(SEM)結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたふぐ筋原繊維縦断面の結像写真、bは従来方法により調製したふぐ筋原繊維縦断面の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。It is an electron microscope (SEM) imaging photograph of a puffer fibril, a is an imaging photograph of a puffer fibril longitudinal section obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is prepared by a conventional method. It is an imaging photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of a fugu myofibril longitudinal section. カニ筋原繊維の電子顕微鏡(SEM)結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたカニ筋原繊維の結像写真、bは従来方法により調製したカニ筋原繊維の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。FIG. 2 is an electron microscope (SEM) imaging photograph of a crab myofibril, wherein a is an imaging photograph of a crab myofibril obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a crab muscle prepared by a conventional method. It is an imaging photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of a fibril. プラスチック板(PTFE)の電子顕微鏡(SEM)結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたプラスチック板表面の結像写真、bは従来方法により調製したプラスチック板表面の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。1 is an electron microscope (SEM) imaging photograph of a plastic plate (PTFE), wherein a is an imaging photograph of the surface of a plastic plate obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a plastic plate prepared by a conventional method. It is an imaging photograph of the surface (magnification rate 300 times, 1000 times).

符号の説明Explanation of symbols

10…容器、
12…イオン含有液(金Au)、
14…処理水、
16…被観察試料、
10 ... container,
12 ... Ion-containing liquid (gold Au),
14 ... treated water,
16: Sample to be observed,

この発明は、顕微鏡における被観察試料の調製方法に関するものであり、一層詳細には、走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の新規な調製方法に関するものである。The present invention relates to a method for preparing an observation sample in a microscope, and more particularly to a novel method for preparing an observation sample used in a scanning electron microscope .

今日、微小物体を拡大して観察する手段として、光学レンズを使った光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープなどのほか、電子レンズを使った電子顕微鏡の利用が広まっている。
電子顕微鏡は、電子の進行方向を自由に屈折させることにより光学顕微鏡のような結像システムを電子光学的に構成したものであり、被観察試料を透過した電子を電子レンズを用いて結像させる透過型電子顕微鏡のほか、試料表面で反射した電子を結像させる反射型電子顕微鏡、集束電子線を試料表面上に走査して各走査点からの二次電子を用いて結像させる走査型電子顕微鏡、加熱あるいはイオン照射によって試料から放出する電子を結像させる表面放出型の電界イオン顕微鏡などがその目的用途に応じて利用されている。
Today, as a means of magnifying and observing a minute object, use of an electron microscope using an electron lens is spreading in addition to an optical microscope and a digital microscope using an optical lens.
An electron microscope is an electro-optic configuration of an imaging system such as an optical microscope by freely refracting the traveling direction of electrons, and forms an image of electrons transmitted through an observed sample using an electron lens. In addition to the transmission electron microscope, a reflection electron microscope that forms an image of electrons reflected from the sample surface, and a scanning electron that scans a focused electron beam on the sample surface and forms an image using secondary electrons from each scanning point. A microscope, a surface emission type field ion microscope that forms an image of electrons emitted from a sample by heating or ion irradiation, and the like are used depending on the intended application.

これら各型式の電子顕微鏡のうち、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)は、薄膜試料に電子線を透過させ、その際に試料中で原子により散乱、回折された電子を電子回折パターンまたは透過電顕像として得ることによって主に物質の内部構造を観察することができる。  Among these types of electron microscopes, a transmission electron microscope (TEM) transmits an electron beam through a thin film sample, and at that time, electrons scattered and diffracted by atoms in the sample are electron diffraction patterns or By obtaining a transmission electron microscope image, the internal structure of the substance can be mainly observed.

一方、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscopy:SEM)は、対象となる試料に細い電子線(電子プローブ)を照射した際に発生する二次電子や反射電子を、二次電子検出器、反射電子検出器などそれぞれの検出器を用いて取り出し、ブラウン管やLCDなどの表示画面上に表示し、主として試料の表面形態を観察する装置である。  On the other hand, a scanning electron microscope (SEM) scans secondary electrons and reflected electrons generated when a target sample is irradiated with a thin electron beam (electron probe) into secondary electron detectors, reflected electrons. It is an apparatus that is taken out using each detector such as a detector and displayed on a display screen such as a cathode ray tube or an LCD, and mainly observes the surface form of the sample.

電子線は固体試料に照射されたとき、電子のエネルギーによって固体中を透過するが、その際に試料を構成する原子核や電子との相互作用によって弾性的な衝突、弾性散乱やエネルギー損失を伴う非弾性散乱を生じる。そして非弾性散乱によって試料元素の殻内電子を励起したり、X線などを励起したり、また二次電子を放出し、それに相当するエネルギーを損失する。二次電子は衝突する角度によって放出される量が異なる。一方、弾性散乱によって後方に散乱し、試料から再び放出される反射電子は、原子番号に固有の量が放出される。走査型電子顕微鏡(SEM)は試料に照射されたのち放出されるこの二次電子や反射電子を検出して観察像を結像している。 When an electron beam irradiates a solid sample, it is transmitted through the solid by the energy of the electrons. At that time, due to the interaction with the nuclei and electrons that make up the sample, there is non-elastic collision, elastic scattering, and energy loss. Causes elastic scattering. The inelastic shell excites electrons in the shell of the sample element, excites X-rays, etc., and emits secondary electrons, thereby losing the corresponding energy. The amount of secondary electrons emitted varies depending on the angle of collision. On the other hand, the reflected electrons scattered back by elastic scattering and emitted again from the sample are emitted in an amount specific to the atomic number. A scanning electron microscope (SEM) detects the secondary electrons and reflected electrons emitted after irradiating the sample and forms an observation image.

SEMによる試料の観察を妨げる要因は様々なものがあるが、試料に起因する主な要因は試料の観察時に発生する帯電(チャージアップ)現象である。チャージアップとは、入射する荷電粒子と放出される荷電粒子が有する電荷の差によって、照射面が正または負に帯電する現象であり、このチャージアップが発生すると、放出された二次電子が加速されたり引き戻されたりして、良好な結像特性が得られなくなり、まれではあるが全く結像しない場合さえ発生する。  There are various factors that hinder the observation of the sample by the SEM, but the main factor due to the sample is a charging (charge-up) phenomenon that occurs during the observation of the sample. Charge-up is a phenomenon in which the irradiated surface is charged positively or negatively due to the difference in charge between incident charged particles and emitted charged particles. When this charge-up occurs, the emitted secondary electrons are accelerated. Or pulled back, no good imaging properties can be obtained, and in rare cases it does not image at all.

負の電荷を持つ電子線が塊(バルク)状試料に入射すると、試料が導電性であればその電荷は試料を伝ってアースされるが、試料が非導電性の場合は入射電子の電荷は試料表面から逃げることができず、試料自体がチャージアップしてしまう。チャージアップ現象としては、観察視野内に異常な明暗のコントラストが発生したり、明暗が帯状に現れ二次電子像の観察が困難となる。
チャージアップがさらに激しくなると、ゆっくりと視野が移動したり、いきなり視野が大きく移動する、所謂、観察視野のドリフトも発生する。
When an electron beam having a negative charge is incident on a bulk sample, if the sample is conductive, the charge is grounded through the sample, but if the sample is non-conductive, the charge of the incident electrons is The sample cannot escape from the surface of the sample, and the sample itself is charged up. As a charge-up phenomenon, abnormal contrast of light and darkness occurs in the observation visual field, or light and dark appear in a band shape, making it difficult to observe the secondary electron image.
When the charge-up is further intense, a so-called observation visual field drift occurs in which the visual field moves slowly or suddenly moves greatly.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

このような事情から、チャージアップした試料の帯電を除去する技術として、例えば、試料からの電子の発生効率が1を上回るような低い加速電圧の電子線を照射する方法、あるいは、試料表面に蓄積した電荷に対して反対極性の電荷が発生する加速電圧の電子線を照射することで消去する方法などが提案されている。  Under such circumstances, as a technique for removing the charge of the charged sample, for example, a method of irradiating an electron beam with a low acceleration voltage such that the generation efficiency of electrons from the sample exceeds 1, or accumulation on the sample surface There has been proposed a method of erasing by irradiating an electron beam having an accelerating voltage that generates a charge having a polarity opposite to the generated charge.

しかしながら、前者の方法では、試料に帯電したエネルギーが除電のために照射した電子線のエネルギーを上回る場合、照射した電子線が跳ね返されて試料に到達できず、除電できないという問題がある。
また、この方法では加速電圧の設定が難しいという問題もある。二次電子の発生効率が1になるような加速電圧に設定しなければならないが、試料の材質、形状によって、発生効率が1になる加速電圧が異なるため、加速電圧を調整しながら発生効率が1になるような加速電圧を見出さなければならない。
試料がチャージアップしている場合は、一次電子の初速度と試料に入射する時のランディング速度が異なるため、最適な加速電圧の設定が難しくなる。仮に発生効率が1になる加速電圧を見つけたとしても、それまでの観察過程で試料に高加速電圧の電子が照射された場合は既に試料が負の電荷に帯電しているため、チャージアップによる像障害が起こるとになる。長時間(例えば数時間程度)に亘って発生効率が1になる加速電圧の電子を照射し続ければ除電できる場合もあるが現実的とは言えない。
However, in the former method, when the energy charged in the sample exceeds the energy of the electron beam irradiated for static elimination, there is a problem that the irradiated electron beam is rebounded and cannot reach the sample, and cannot be eliminated.
In addition, this method has a problem that it is difficult to set the acceleration voltage. Although the acceleration voltage must be set so that the generation efficiency of secondary electrons is 1, the acceleration voltage at which the generation efficiency is 1 differs depending on the material and shape of the sample. An accelerating voltage such as 1 must be found.
When the sample is charged up, it is difficult to set an optimum acceleration voltage because the initial velocity of primary electrons is different from the landing velocity when entering the sample. Even if an accelerating voltage with a generation efficiency of 1 is found, if the sample is irradiated with electrons with a high accelerating voltage in the observation process so far, the sample is already charged with a negative charge, and therefore, due to charge-up. When an image disorder occurs. Although it may be possible to eliminate the charge by continuing to irradiate with an acceleration voltage of which the generation efficiency is 1 for a long time (for example, about several hours), it is not practical.

一方、後者の方法は、チャージがたまり始める前までに観察する方法、すなわち帯電を防止する対策であって帯電した電荷を除去するといった積極的な除電方法ではない。  On the other hand, the latter method is a method of observing before charging starts to accumulate, that is, a measure for preventing charging, and is not an active charge eliminating method of removing charged charges.

別の方法として、試料がチャージアップしているかどうかを検知し、チャージアップしていると判定された場合に帯電対策を行う技術が開発されている。しかしながら、チャージアップの検知の問題として、検知のための専用の設備が必要となること、チャージアップの現象が様々であるため、正しく検知することが困難なことなどの問題がある。  As another method, a technique has been developed in which it is detected whether or not a sample is charged up, and when it is determined that the sample is charged up, a countermeasure against charging is taken. However, there are problems with charge-up detection, such as the need for dedicated equipment for detection, and various charge-up phenomena, making it difficult to detect correctly.

また、試料室内を大気圧にして試料を空気に触れさせることで除電する方法もあるが、十分に除電しきれない場合があるだけでなく再度観察を行うために真空引きをやり直す必要があり、時間と手間がかかるという欠点もある。  In addition, there is a method of removing static electricity by bringing the sample chamber to atmospheric pressure and letting the sample touch the air, but not only is it not possible to remove electricity sufficiently, but it is necessary to re-evacuate to perform observation again. Another drawback is that it takes time and effort.

さらに低真空で観察する方法、電子シャワー発生器やイオンシャワー発生器を用いる方法、制御電極を設ける方法なども提案されているが、これらの方法では専用の設備が別途に必要となり、簡単に実施することが困難であった。  In addition, methods for observation under low vacuum, methods using an electronic shower generator or ion shower generator, and methods for providing a control electrode have also been proposed. However, these methods require separate equipment and are easy to implement. It was difficult to do.

このように、いずれの方法であっても問題点を有していることから試料の除電を簡便に行う方法が鋭意開発されているが、チャージアップ自体を防止する現実的な手段として、試料の表面に金Auなどを素材とする導電性薄膜を蒸着(スパッタリング)する方法が採用されている。
しかしながら、この方法は試料を乾燥しり、蒸着時に真空引きする必要があるため処理作業が面倒で長時間を要するだけでなく、食品などの生物試料(生もの)の調製には適さず、しかも試料がくずれたりして観察後に元に戻らないといった問題点が指摘されていた。
As described above, since any method has a problem, a method for easily removing the charge of the sample has been intensively developed. However, as a practical means for preventing the charge-up itself, A method of depositing (sputtering) a conductive thin film made of gold Au or the like on the surface is employed.
However, this method is not only suitable for the preparation of biological samples (raw foods) such as foods, because the sample needs to be dried and evacuated during vapor deposition. There was a problem that it was not able to return to its original state after observation due to the collapse of the image.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

ところで、本発明者は、醗酵技術を駆使して植物の種子などに含まれる金属元素を電解質として解離(イオン化)させる画期的な方法を開発し、特許第2865412号として登録を得ている。
また、静電磁場を形成した容器内において麹菌を加えて発酵させた金属元素(ミネラル)含有物とアルキル基を有する有機酸溶液とを混合攪拌し、この容器内の雰囲気を所定条件でかつ所定期間保持することにより、金属元素含有物質から金属元素を効率よく解離(イオン化)抽出する方法も開発している。
By the way, the present inventor has developed an innovative method for dissociating (ionizing) a metal element contained in plant seeds as an electrolyte by utilizing fermentation technology, and has been registered as Japanese Patent No. 2865412.
Further, the metal element (mineral) -containing material fermented with gonococcus in a container formed with an electrostatic magnetic field and an organic acid solution having an alkyl group are mixed and stirred, and the atmosphere in the container is maintained under a predetermined condition for a predetermined period. We have also developed a method for efficiently dissociating (ionizing) and extracting metal elements from metal element-containing substances by holding them.

そして上記方法を利用することにより従来では考えられなかった、例えば、金、銀、銅、マグネシウム、亜鉛、マンガン、アルミニウム、ステンレス、プラチナなど多種多様の金属元素を電解質として解離(イオン化)抽出する技術も確立し、しかも、この方法によって得た抽出液中の各金属元素はオングストロームサイズ(10のマイナス10乗〜9乗メートル)であるため、素材の品質ないしは機能を飛躍的に向上させることができるだけでなく、例えば、衣類などの帯電防止加工手段としても有効であることが確認されている。  And, by using the above method, a technique that has not been considered in the past, such as gold, silver, copper, magnesium, zinc, manganese, aluminum, stainless steel, platinum, etc. In addition, since each metal element in the extract obtained by this method has an angstrom size (10 to the 10th power to 9th power), the quality or function of the material can be greatly improved. In addition, it has been confirmed that it is also effective as an antistatic processing means for clothes, for example.

そこで、この発明に係る走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法では、金属元素をイオンとして含む金属イオン含有液(抽出液)を所定の濃度で溶解した処理水を被観察試料に噴霧または塗布し、ついでこの被観察試料の表面水を放散させ、処理水に含まれている金属元素を導電性薄膜に代替するものとして利用することによりチャージアップを阻止できるようにしたものである。Therefore, in the method for preparing an observation sample used in the scanning electron microscope according to the present invention , treated water in which a metal ion-containing liquid (extract) containing a metal element as an ion is dissolved at a predetermined concentration is used as the observation sample. Spraying or applying, then dissipating the surface water of the sample to be observed, and using the metal element contained in the treated water as a substitute for the conductive thin film, the charge-up can be prevented. .

この場合、処理水に対する金属イオン含有液の濃度は0.2%〜100.0%の範囲に設定するのが好ましく、金属イオン含有液の濃度が0.2%未満では金属元素によるチャージアップを防止することが困難となり、また100.0%に設定すると費用対効果の点で問題が生じることになる。  In this case, the concentration of the metal ion-containing liquid with respect to the treated water is preferably set in the range of 0.2% to 100.0%. If the concentration of the metal ion-containing liquid is less than 0.2%, charge-up with a metal element is performed. It becomes difficult to prevent, and if it is set to 100.0%, a problem arises in terms of cost effectiveness.

また、金属イオン含有液としては、金属元素を含む鉱物質を機械的手段などにより微細化したのち、この微細化鉱物質に麹菌を加えて発酵させ、さらに酒石酸、クエン酸、乳酸あるいは酢酸などアルキル基を有する有機酸溶液を加えて混合攪拌することにより、前記微細化鉱物質に含まれる金属元素を有機酸溶液中にイオンとして解離させた水溶液を使用するのが好ましい。  In addition, the metal ion-containing liquid is obtained by refining a mineral substance containing a metal element by mechanical means, etc., and then fermenting the refined mineral substance with koji mold, and further adding alkyl such as tartaric acid, citric acid, lactic acid or acetic acid. It is preferable to use an aqueous solution in which a metal element contained in the finely divided mineral substance is dissociated as ions in the organic acid solution by adding an organic acid solution having a group and stirring the mixture.

さらに、金属イオン含有液に含まれる金属元素としては、例えば、金、銀、銅、チタン、ゲルマニウム、珪素、アルミニウム、鉄、カルシウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、バナジウムなどが挙げられ、これらの金属元素を単独もしくは2以上含む金属イオン含有液を使用するのが好適である。  Furthermore, examples of the metal element contained in the metal ion-containing liquid include gold, silver, copper, titanium, germanium, silicon, aluminum, iron, calcium, potassium, magnesium, zinc, manganese, vanadium, and the like. It is preferable to use a metal ion-containing liquid containing one or more metal elements.

発明の効果The invention's effect

本発明に係る走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法によれば、被観察試料に金属イオン含有水溶液を塗布し、ついでのこの被観察試料の表面水を放散させるという簡単な操作だけでチャージアップを充分阻止することができるだけでなく、その調製も10分程度の短時間でできるので試料の観察を迅速にしかもリアルタイムで行うことができる。
また、チャージアップが原因となる反射や分散が生じないので鮮明な結像を得ることができ、食品などの生物試料(生もの)でも前処理で真空引きする必要がないためくずれたりすることがなく、経時的な観察も好適にかつ好適に行うことができる。
さらには、オングストロームオーダーの金属元素が試料の微細組織まで浸透するので焦点深度がより深くなり、従って、対象となる試料のある程度内部まで微細にかつ鮮明に観察することが可能になるなど優れた種々の効果を奏するものである。
According to the method for preparing an observation sample used in the scanning electron microscope according to the present invention , only a simple operation of applying a metal ion-containing aqueous solution to the observation sample and then diffusing the surface water of the observation sample. In addition to being able to sufficiently prevent charge-up, the preparation can be performed in a short time of about 10 minutes, so that the sample can be observed quickly and in real time.
In addition, there is no reflection or dispersion caused by charge-up, so clear images can be obtained, and biological samples such as foods (raw foods) can be damaged because they do not need to be evacuated by pretreatment. In addition, observation over time can be suitably and suitably performed.
Furthermore, angstrom-order metal elements penetrate into the fine structure of the sample, so that the depth of focus becomes deeper. Therefore, it is possible to observe finely and clearly to some extent inside the target sample. The effect of this is achieved.

次に、本発明に係る走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法の最良の形態を例示し、以下詳細に説明する。
すなわち、本発明に係る被観察試料の調製方法においては、図1に示すように、まず、容器10に収容される浄化水に金(Au)イオン含有液12を滴下することにより所定濃度の処理水14を準備する。
この場合、浄化水は、例えば、上水を逆浸透膜(RO)で濾過することにより不純物を可及的に除去したものを使用する。
Next, the best mode of the preparation method of the sample to be observed used in the scanning electron microscope according to the present invention is illustrated and described in detail below.
That is, in the method for preparing a sample to be observed according to the present invention, as shown in FIG. 1, first, a gold (Au) ion-containing liquid 12 is dropped into purified water stored in a container 10, thereby processing at a predetermined concentration. Prepare water 14.
In this case, for example, purified water from which impurities are removed as much as possible by filtering the clean water through a reverse osmosis membrane (RO) is used.

また、金(Au)イオン含有液12は以下の方法により得られた抽出液を使用するのが好適である。
すなわち、金箔および/もしくは金(Au)を含む鉱物質を予め細かく粉砕し、この微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質と浄化水とを重量比で略等量用意して混合したのち、10%〜20%の麹菌を加えて摂氏35度〜40度に保持して醗酵させ、一定期間ねかせておく。
次に、このように前処理して得られた微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質の醗酵原料と、アルキル基を有する有機酸溶液とを重量比で10:1の割合で混合する。この場合、アルキル基を有する有機酸としては、例えば、酒石酸、クエン酸、乳酸あるいは酢酸などを適宜使用することができる。
The gold (Au) ion-containing liquid 12 is preferably an extract obtained by the following method.
That is, a mineral material containing gold foil and / or gold (Au) is finely pulverized in advance, and approximately equal amounts of this refined gold foil and / or refined mineral material and purified water are prepared and mixed. % To 20% koji mold is added and fermented at 35 to 40 degrees Celsius and allowed to stand for a certain period of time.
Next, the fermented raw material of the refined gold foil and / or refined mineral substance obtained by the pretreatment in this way and the organic acid solution having an alkyl group are mixed at a weight ratio of 10: 1. In this case, as the organic acid having an alkyl group, for example, tartaric acid, citric acid, lactic acid, or acetic acid can be appropriately used.

ついで、この微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質の醗酵原料とアルキル基を有する有機酸溶液との混合液を容器中において適宜の手段で攪拌混合する。なお、この際、容器に配設した加熱ヒータおよび容器の素材自体が放射する遠赤効果を利用して微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質の醗酵原料とアルキル基を有する有機酸との混合液を摂氏45度〜55度に保持するとともにポンプ装置などの循環系によって静電磁場、紫外線殺菌装置さらには太陽光照射機構などの制御下にゆっくりと所定時間循環させることにより金属元素としての金(Au)を0.3%〜0.5%程度解離(イオン化)させた抽出液、すなわち、金(Au)イオン含有液12とする。  Subsequently, the mixture of the refined gold foil and / or the fermented raw material of the refined mineral substance and the organic acid solution having an alkyl group is stirred and mixed in a container by an appropriate means. At this time, the mixture of the refined gold foil and / or the fermented raw material of the refined mineral substance and the organic acid having an alkyl group is utilized by utilizing the far-red effect radiated by the heater disposed in the container and the material of the container itself. The liquid is maintained at 45 to 55 degrees Celsius and is circulated slowly for a predetermined time under the control of an electrostatic magnetic field, an ultraviolet sterilizer, or a sunlight irradiation mechanism by a circulation system such as a pump device, so that gold as a metal element ( An extract obtained by dissociating (ionizing) Au) by about 0.3% to 0.5%, that is, a gold (Au) ion-containing solution 12 is used.

なお、金(Au)イオン含有液12を処理水14に滴下する場合、金イオン含有液12の濃度が処理水14に対して0.2%以下になると金属元素である金によるチャージアップの阻止機能を充分期待することが難しくなる。また、金イオン含有液そのもの(100%)も使用することもできるが、この場合は費用対効果の点で好ましくない。  In addition, when the gold (Au) ion-containing liquid 12 is dropped into the treated water 14, if the concentration of the gold ion-containing liquid 12 is 0.2% or less with respect to the treated water 14, prevention of charge-up by the metal element gold. It becomes difficult to expect sufficient functions. Moreover, although a gold ion containing liquid itself (100%) can also be used, in this case, it is not preferable in terms of cost effectiveness.

次に、用意された、例えば、生物試料(生もの)などの被観察試料16を定法によって洗浄し、ついで刷毛などを使用して処理水14をこの被観察試料16に塗布する。この場合、処理水14はスプレーなどで噴霧してもよいことは言うまでもない。
このようにして処理水を塗布された被観察試料16は、その表面を風乾など公知の乾燥法を使用して2分〜5分間程度乾燥して表面水を放散させて形状保持を行ったのち、これをSEMの試料台に移して定法により観察すればよい。
なお、得られた被観察試料16の表面形態をSEMで観察したところ、試料の表面に金Auの導電性薄膜を蒸着(スパッタリング)した従来の調製方法と同等の導電性を有し、チャージアップするもことなく微細でしかも高解像度の結像が確認された。これは、処理水14に含まれるオングストロームサイズの金属元素(本実施の態様においては金Au)が試料の細かい組織間に浸透しているからである。
Next, the prepared sample 16 to be observed, such as a biological sample (raw material), is washed by a conventional method, and then treated water 14 is applied to the sample 16 to be observed using a brush or the like. In this case, it goes without saying that the treated water 14 may be sprayed by a spray or the like.
The observed sample 16 coated with treated water in this way is dried for about 2 to 5 minutes using a known drying method such as air drying, and the surface water is diffused to maintain the shape. This may be transferred to a SEM sample stage and observed by a conventional method.
When the surface morphology of the obtained sample 16 to be observed was observed with an SEM, it had the same conductivity as a conventional preparation method in which a conductive thin film of gold Au was deposited (sputtered) on the surface of the sample, and charge-up was performed. However, fine and high resolution imaging was confirmed. This is because the angstrom-sized metal element (gold Au in this embodiment) contained in the treated water 14 penetrates between the fine structures of the sample.

実施例1
縦に切断したふぐ筋原繊維を定法で洗浄したのち、前記処理水14を刷毛塗りして3分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のふぐ筋原繊維を定法で洗浄し、真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)することにより調製した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)による300倍および1000倍の表面形態結像写真を得た(図2aおよび図2b)。
得られた表面形態結像写真を比較したところ、本発明方法による調製試料では比較試料に比べてコントラストもよく詳細な表面形状とともに水分を含んだ試料にも拘わらずありのままの状態を微細にしかも正確に観察することができた。
Example 1
A sample (prepared sample according to the method of the present invention) obtained by washing the longitudinally cut puffer myofibrils by a conventional method and then brushing the treated water 14 and releasing the surface water by air drying for 3 minutes. A myofiber was washed by a conventional method, and a sample (comparative sample) by a conventional method prepared by vacuum-depositing and depositing gold Au (sputtering) was prepared, and an SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) was prepared. ) Were obtained (FIGS. 2a and 2b).
A comparison of the obtained surface morphology imaging photographs shows that the prepared sample by the method of the present invention has a better contrast than the comparative sample, and the detailed state of the surface is fine and accurate even though the sample contains water. Could be observed.

実施例2
カニ筋原繊維を定法で洗浄したのち、処理水14を刷毛塗りして5分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のカニ筋原繊維を定法で洗浄したのち真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)することにより調製した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)による300倍および1000倍の表面形態結像写真(図3aおよび図3b)を得、これらの表面形態結像写真を比較したところ、本発明方法による調製試料では前記の実施例と同様に観察できただけでなく、最表面の状態の微細な形状も比較試料に比べて鮮明に観察することができた。
Example 2
After washing crab myofibrils by a conventional method, the treated water 14 was brushed and the surface water was diffused by air-drying for 5 minutes (prepared sample by the method of the present invention), and the same crab myofibrils were obtained by the standard method And a sample by a conventional method (comparative sample) prepared by vacuum-evaporating and depositing gold Au (sputtering) after cleaning with a SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) and 300 times 1000 times surface morphology imaging photographs (FIGS. 3a and 3b) were obtained, and these surface morphology imaging photographs were compared. Moreover, the fine shape of the outermost surface state could be observed more clearly than the comparative sample.

実施例3
プラスチック板(PTFE)を定法で洗浄したのち、処理水14を噴霧して5分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のプラスチック板(PTFE)を定法で洗浄したのち真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)における300倍および1000倍の表面形態結像写真(図4aおよび図4b)を比較したところ、本発明方法による調製試料では比較試料に比べてコントラストもよく、同じ加速電圧(1.2kv)であってもダメージや変形が少なく、微細な形状を鮮明に観察することができた。
Example 3
After washing the plastic plate (PTFE) by a regular method, spraying treated water 14 and air-drying the surface water for 5 minutes (prepared sample by the method of the present invention) and the same plastic plate (PTFE) A sample by a conventional method (comparative sample) in which gold Au was vapor-deposited (sputtering) after cleaning by a conventional method was prepared, and 300 times and 1000 times in a SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) When comparing the surface morphology imaging photographs (FIGS. 4a and 4b), the sample prepared by the method of the present invention has a better contrast than the comparative sample, and less damage and deformation even at the same acceleration voltage (1.2 kv). The fine shape could be observed clearly.

以上、本発明に係る走査型電子顕微鏡(SEM)で使用する被観察試料の調製方法の好適な実施の形態につき説明したが、本発明方法はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、例えば、金属イオン含有液の金属元素としては金Auだけでなく、銀、銅、チタン、ゲルマニウム、珪素、アルミニウム、鉄、カルシウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、バナジウムなど各種の金属元素やこれらの金属元素を2以上含んだ金属イオン含有液を使用することができることは言うまでもなく、また、対象となる試料も生物由来の生体サンプル、あるいはそのレプリカ像形成物質はもとより生体非由来の有機物質さらには無機試料などその種類や形態は制限されるものではない。As mentioned above, although it demonstrated per suitable embodiment of the preparation method of the sample to be observed used with a scanning electron microscope (SEM) concerning the present invention, the method of the present invention is not limited to these embodiments, For example, the metal element of the metal ion-containing liquid is not only gold Au, but also various metal elements such as silver, copper, titanium, germanium, silicon, aluminum, iron, calcium, potassium, magnesium, zinc, manganese, vanadium, and these Needless to say, a metal ion-containing liquid containing two or more metal elements can be used, and the target sample is a biological sample derived from a living organism, or an organic substance derived from a living organism that is not derived from a living body, or a replica image forming substance thereof. The kind and form of the inorganic sample are not limited.

本発明に係る走査型電子顕微鏡(SEM)で使用する被観察試料の調製方法の最良の形態を示す概略手順説明図である。It is a schematic procedure explanatory drawing which shows the best form of the preparation method of the to-be-observed sample used with the scanning electron microscope (SEM) which concerns on this invention. ふぐ筋原繊維の走査型電子顕微鏡(SEM)による結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたふぐ筋原繊維縦断面の結像写真、bは従来方法により調製したふぐ筋原繊維縦断面の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) imaging photograph of a blowfish fibril, wherein a is a photograph of a fugu myofibril longitudinal section obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a conventional method. It is an imaging photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of a puffer myofibril longitudinal section prepared by the above. カニ筋原繊維の走査型電子顕微鏡(SEM)による結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたカニ筋原繊維の結像写真、bは従来方法により調製したカニ筋原繊維の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) imaging photograph of a crab myofibril, wherein a is a crab myofibril imaging photograph obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a conventional method. It is an imaging photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of the crab myofibril. プラスチック板(PTFE)の走査型電子顕微鏡(SEM)による結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたプラスチック板表面の結像写真、bは従来方法により調製したプラスチック板表面の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。FIG. 2 is an image of a plastic plate (PTFE) formed by a scanning electron microscope (SEM) , wherein a is an image of a plastic plate surface obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a conventional method. It is an image photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of the plastic plate surface.

符号の説明Explanation of symbols

10…容器、
12…イオン含有液(金Au)、
14…処理水、
16…被観察試料、
10 ... container,
12 ... Ion-containing liquid (gold Au),
14 ... treated water,
16: Sample to be observed,

この発明は、顕微鏡における被観察試料の調製方法に関するものであり、一層詳細には、走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の新規な調製方法に関するものである。  The present invention relates to a method for preparing an observation sample in a microscope, and more particularly to a novel method for preparing an observation sample used in a scanning electron microscope.

今日、微小物体を拡大して観察する手段として、光学レンズを使った光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープなどのほか、電子レンズを使った電子顕微鏡の利用が広まっている。
電子顕微鏡は、電子の進行方向を自由に屈折させることにより光学顕微鏡のような結像システムを電子光学的に構成したものであり、被観察試料を透過した電子を電子レンズを用いて結像させる透過型電子顕微鏡のほか、試料表面で反射した電子を結像させる反射型電子顕微鏡、集束電子線を試料表面上に走査して各走査点からの二次電子を用いて結像させる走査型電子顕微鏡、加熱あるいはイオン照射によって試料から放出する電子を結像させる表面放出型の電界イオン顕微鏡などがその目的用途に応じて利用されている。
Today, as a means of magnifying and observing a minute object, use of an electron microscope using an electron lens is spreading in addition to an optical microscope and a digital microscope using an optical lens.
An electron microscope is an electro-optic configuration of an imaging system such as an optical microscope by freely refracting the traveling direction of electrons, and forms an image of electrons transmitted through an observed sample using an electron lens. In addition to the transmission electron microscope, a reflection electron microscope that forms an image of electrons reflected from the sample surface, and a scanning electron that scans a focused electron beam on the sample surface and forms an image using secondary electrons from each scanning point. A microscope, a surface emission type field ion microscope that forms an image of electrons emitted from a sample by heating or ion irradiation, and the like are used depending on the intended application.

これら各型式の電子顕微鏡のうち、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)は、薄膜試料に電子線を透過させ、その際に試料中で原子により散乱、回折された電子を電子回折パターンまたは透過電顕像として得ることによって主に物質の内部構造を観察することができる。  Among these types of electron microscopes, a transmission electron microscope (TEM) transmits an electron beam through a thin film sample, and at that time, electrons scattered and diffracted by atoms in the sample are electron diffraction patterns or By obtaining a transmission electron microscope image, the internal structure of the substance can be mainly observed.

一方、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscopy:SEM)は、対象となる試料に細い電子線(電子プローブ)を照射した際に発生する二次電子や反射電子を、二次電子検出器、反射電子検出器などそれぞれの検出器を用いて取り出し、ブラウン管やLCDなどの表示画面上に表示し、主として試料の表面形態を観察する装置である。  On the other hand, a scanning electron microscope (SEM) scans secondary electrons and reflected electrons generated when a target sample is irradiated with a thin electron beam (electron probe) into secondary electron detectors, reflected electrons. It is an apparatus that is taken out using each detector such as a detector and displayed on a display screen such as a cathode ray tube or an LCD, and mainly observes the surface form of the sample.

電子線は固体試料に照射されたとき、電子のエネルギーによって固体中を透過するが、その際に試料を構成する原子核や電子との相互作用によって弾性的な衝突、弾性散乱やエネルギー損失を伴う非弾性散乱を生じる。そして非弾性散乱によって試料元素の殻内電子を励起したり、X線などを励起したり、また二次電子を放出し、それに相当するエネルギーを損失する。二次電子は衝突する角度によって放出される量が異なる。一方、弾性散乱によって後方に散乱し、試料から再び放出される反射電子は、原子番号に固有の量が放出される。走査型電子顕微鏡(SEM)は試料に照射されたのち放出されるこの二次電子や反射電子を検出して観察像を結像している。  When an electron beam irradiates a solid sample, it is transmitted through the solid by the energy of the electrons. At that time, due to the interaction with the nuclei and electrons that make up the sample, there is non-elastic collision, elastic scattering, and energy loss. Causes elastic scattering. The inelastic shell excites electrons in the shell of the sample element, excites X-rays, etc., and emits secondary electrons, thereby losing the corresponding energy. The amount of secondary electrons emitted varies depending on the angle of collision. On the other hand, the reflected electrons scattered back by elastic scattering and emitted again from the sample are emitted in an amount specific to the atomic number. A scanning electron microscope (SEM) detects the secondary electrons and reflected electrons emitted after irradiating the sample and forms an observation image.

SEMによる試料の観察を妨げる要因は様々なものがあるが、試料に起因する主な要因は試料の観察時に発生する帯電(チャージアップ)現象である。チャージアップとは、入射する荷電粒子と放出される荷電粒子が有する電荷の差によって、照射面が正または負に帯電する現象であり、このチャージアップが発生すると、放出された二次電子が加速されたり引き戻されたりして、良好な結像特性が得られなくなり、まれではあるが全く結像しない場合さえ発生する。  There are various factors that hinder the observation of the sample by the SEM, but the main factor due to the sample is a charging (charge-up) phenomenon that occurs during the observation of the sample. Charge-up is a phenomenon in which the irradiated surface is charged positively or negatively due to the difference in charge between incident charged particles and emitted charged particles. When this charge-up occurs, the emitted secondary electrons are accelerated. Or pulled back, no good imaging properties can be obtained, and in rare cases it does not image at all.

負の電荷を持つ電子線が塊(バルク)状試料に入射すると、試料が導電性であればその電荷は試料を伝ってアースされるが、試料が非導電性の場合は入射電子の電荷は試料表面から逃げることができず、試料自体がチャージアップしてしまう。チャージアップ現象としては、観察視野内の明暗のコントラストに異常が発生したり、その明暗が帯状に現れて二次電子像の観察が困難となる。
チャージアップがさらに激しくなると、ゆっくりと視野が移動したり、いきなり視野が大きく移動する、所謂、観察視野のドリフトも発生する。
When an electron beam having a negative charge is incident on a bulk sample, if the sample is conductive, the charge is grounded through the sample, but if the sample is non-conductive, the charge of the incident electrons is The sample cannot escape from the surface of the sample, and the sample itself is charged up. As the charge-up phenomenon , an abnormality occurs in the contrast of light and darkness in the observation visual field, or the light and dark appear in a band shape, making it difficult to observe the secondary electron image.
When the charge-up is further intense, a so-called observation visual field drift occurs in which the visual field moves slowly or suddenly moves greatly.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

このような事情から、チャージアップした試料の帯電を除去する技術として、例えば、試料からの電子の発生効率が1を上回るような低い加速電圧の電子線を照射する方法、あるいは、試料表面に蓄積した電荷に対して反対極性の電荷が発生する加速電圧の電子線を照射することで消去する方法などが提案されている。  Under such circumstances, as a technique for removing the charge of the charged sample, for example, a method of irradiating an electron beam with a low acceleration voltage such that the generation efficiency of electrons from the sample exceeds 1, or accumulation on the sample surface There has been proposed a method of erasing by irradiating an electron beam having an accelerating voltage that generates a charge having a polarity opposite to the generated charge.

しかしながら、前者の方法では、例えば、試料に帯電したエネルギーが除電のために照射した電子線のエネルギーを上回る場合などは照射した電子線が跳ね返されて試料に到達できず、除電できないという問題がある。
また、この方法では加速電圧の設定が難しいという問題もある。二次電子の発生効率が1になるような加速電圧に設定しなければならないが、試料の材質、形状によって、発生効率が1になる加速電圧が異なるため、加速電圧を調整しながら発生効率が1になるような加速電圧を見出さなければならない。
試料がチャージアップしている場合は、一次電子の初速度と試料に入射する時のランディング速度が異なるため、最適な加速電圧の設定が難しくなる。仮に発生効率が1になる加速電圧を見つけたとしても、それまでの観察過程で試料に高加速電圧の電子が照射された場合は既に試料が負の電荷に帯電しているため、チャージアップによる像障害が起こるとになる。長時間(例えば数時間程度)に亘って発生効率が1になる加速電圧の電子を照射し続ければ除電できる場合もあるが現実的とは言えない。
However, the former method has a problem that, for example, when the energy charged in the sample exceeds the energy of the electron beam irradiated for neutralization, the irradiated electron beam is rebounded and cannot reach the sample, and cannot be neutralized. .
In addition, this method has a problem that it is difficult to set the acceleration voltage. Although the acceleration voltage must be set so that the generation efficiency of secondary electrons is 1, the acceleration voltage at which the generation efficiency is 1 differs depending on the material and shape of the sample. An accelerating voltage such as 1 must be found.
When the sample is charged up, it is difficult to set an optimum acceleration voltage because the initial velocity of primary electrons is different from the landing velocity when entering the sample. Even if an accelerating voltage with a generation efficiency of 1 is found, if the sample is irradiated with electrons with a high accelerating voltage in the observation process so far, the sample is already charged with a negative charge, and therefore, due to charge-up. When an image disorder occurs. Although it may be possible to eliminate the charge by continuing to irradiate with an acceleration voltage of which the generation efficiency is 1 for a long time (for example, about several hours), it is not practical.

一方、後者の方法は、チャージがたまり始める前までに観察する方法、すなわち帯電を防止する対策であって帯電した電荷を除去するといった積極的な除電方法ではない。  On the other hand, the latter method is a method of observing before charging starts to accumulate, that is, a measure for preventing charging, and is not an active charge eliminating method of removing charged charges.

別の方法として、試料がチャージアップしているかどうかを検知し、チャージアップしていると判定された場合に帯電対策を行う技術が開発されている。しかしながら、チャージアップの検知の問題として、検知のための専用の設備が必要となること、チャージアップの現象が様々であるため、正しく検知することが困難なことなどの問題がある。  As another method, a technique has been developed in which it is detected whether or not a sample is charged up, and when it is determined that the sample is charged up, a countermeasure against charging is taken. However, there are problems with charge-up detection, such as the need for dedicated equipment for detection, and various charge-up phenomena, making it difficult to detect correctly.

また、試料室内を大気圧にして試料を空気に触れさせることで除電する方法もあるが、十分に除電しきれない場合があるだけでなく再度観察を行うために真空引きをやり直す必要があり、時間と手間がかかるという欠点もある。  In addition, there is a method of removing static electricity by bringing the sample chamber to atmospheric pressure and letting the sample touch the air, but not only is it not possible to remove electricity sufficiently, but it is necessary to re-evacuate to perform observation again. Another drawback is that it takes time and effort.

さらに低真空で観察する方法、電子シャワー発生器やイオンシャワー発生器を用いる方法、制御電極を設ける方法なども提案されているが、これらの方法では別途に専用の設備が必要となり、簡単に実施することが困難であった。  In addition, methods for observation under low vacuum, methods using an electronic shower generator or ion shower generator, and methods for providing a control electrode have also been proposed, but these methods require special equipment and are easily implemented. It was difficult to do.

このように、いずれの方法であっても問題点を有していることから試料の除電を簡便に行う方法が鋭意開発されており、チャージアップ自体を防止する現実的な手段として、例えば、試料の表面に金Auなどを素材とする導電性薄膜を蒸着(スパッタリング)する方法が採用されている。
しかしながら、この方法は試料を乾燥しり、蒸着時に真空引きする必要があるため処理作業が面倒で長時間を要するだけでなく、食品などの生物試料(生もの)の調製には適さず、しかも試料がくずれたりして観察後に元に戻らないといった問題点が指摘されていた。
As described above, since any method has a problem, a method for easily removing the charge of the sample has been intensively developed. As a practical means for preventing the charge-up itself, for example, the sample A method of depositing (sputtering) a conductive thin film made of gold Au or the like on the surface is employed.
However, this method is not only suitable for the preparation of biological samples (raw foods) such as foods, because the sample needs to be dried and evacuated during vapor deposition. There was a problem that it was not able to return to its original state after observation due to the collapse of the image.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

ところで、本発明者は、醗酵技術を駆使して植物の種子などに含まれる金属元素を電解質として解離(イオン化)させる画期的な方法を開発し、特許第2865412号として登録を得ている。
また、静電磁場を形成した容器内において麹菌を加えて発酵させた金属元素(ミネラル)含有物とアルキル基を有する有機酸溶液とを混合攪拌し、この容器内の雰囲気を所定条件でかつ所定期間保持することにより、金属元素含有物質から金属元素を効率よく解離(イオン化)抽出する方法も開発している。
By the way, the present inventor has developed an innovative method for dissociating (ionizing) a metal element contained in plant seeds as an electrolyte by utilizing fermentation technology, and has been registered as Japanese Patent No. 2865412.
Further, the metal element (mineral) -containing material fermented with gonococcus in a container formed with an electrostatic magnetic field and an organic acid solution having an alkyl group are mixed and stirred, and the atmosphere in the container is maintained under a predetermined condition for a predetermined period. We have also developed a method for efficiently dissociating (ionizing) and extracting metal elements from metal element-containing substances by holding them.

そして上記方法などを利用することにより従来では考えられなかった、例えば、金、銀、銅、マグネシウム、亜鉛、マンガン、アルミニウム、ステンレス、プラチナなど多種多様の金属元素を電解質として解離(イオン化)抽出する技術も確立し、しかも、この方法によって得られた抽出液中の各金属元素はオングストロームサイズ(10のマイナス10乗〜9乗メートル)であるため、素材の品質ないしは機能を飛躍的に向上させることができるだけでなく、例えば、衣類などの帯電防止加工手段としても有効であることが確認されている。  Then, by utilizing the above method, various metal elements such as gold, silver, copper, magnesium, zinc, manganese, aluminum, stainless steel, and platinum, which have not been considered in the past, are dissociated (ionized) and extracted as an electrolyte. Technology is also established, and each metal element in the extract obtained by this method is angstrom size (10 to the 10th power to 9th power meter), so the quality or function of the material is drastically improved. In addition, it has been confirmed that it is effective as an antistatic processing means for clothing, for example.

そこで、この発明に係る走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法では、金属元素をイオンとして含む金属イオン含有液(抽出液)を所定の濃度で溶解した処理水を被観察試料に噴霧または塗布し、ついでこの被観察試料の表面水を放散させ、処理水に含まれている金属元素を導電性薄膜に代替するものとして利用することによりチャージアップ自体を阻止できるようにしたものである。  Therefore, in the method for preparing an observation sample used in the scanning electron microscope according to the present invention, treated water in which a metal ion-containing liquid (extract) containing a metal element as an ion is dissolved at a predetermined concentration is sprayed on the observation sample. Or, the surface water of the sample to be observed is diffused, and the charge up itself can be prevented by using the metal element contained in the treated water as a substitute for the conductive thin film. .

この場合、処理水に対する金属イオン含有液の濃度は0.2%〜100.0%の範囲に設定するのが好ましく、金属イオン含有液の濃度が0.2%未満では金属元素によるチャージアップを防止することが困難となり、また100.0%に設定すると費用対効果の点で問題が生じることになる。  In this case, the concentration of the metal ion-containing liquid with respect to the treated water is preferably set in the range of 0.2% to 100.0%. If the concentration of the metal ion-containing liquid is less than 0.2%, charge-up with a metal element is performed. It becomes difficult to prevent, and if it is set to 100.0%, a problem arises in terms of cost effectiveness.

また、金属イオン含有液としては、金属元素を含む鉱物質を機械的手段などにより微細化したのち、この微細化鉱物質に麹菌を加えて発酵させ、さらに酒石酸、クエン酸、乳酸あるいは酢酸などアルキル基を有する有機酸溶液を加えて混合攪拌することにより、前記微細化鉱物質に含まれる金属元素を有機酸溶液中にイオンとして解離させた水溶液を使用するのが好ましい。  In addition, the metal ion-containing liquid is obtained by refining a mineral substance containing a metal element by mechanical means, etc., and then fermenting the refined mineral substance with koji mold, and further adding alkyl such as tartaric acid, citric acid, lactic acid or acetic acid. It is preferable to use an aqueous solution in which a metal element contained in the finely divided mineral substance is dissociated as ions in the organic acid solution by adding an organic acid solution having a group and stirring the mixture.

さらに、金属イオン含有液としては金(Au)イオン含有液を使用するのが好適である。 Furthermore, it is preferable to use a gold (Au) ion-containing liquid as the metal ion-containing liquid.

発明の効果The invention's effect

本発明に係る走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法によれば、被観察試料に金属イオン含有水溶液を塗布し、ついでのこの被観察試料の表面水を放散させるという簡単な操作だけでチャージアップ自体を充分阻止することができるだけでなく、10分程度の短時間で試料の調製をできるので観察を迅速にしかもリアルタイムで行うことができる。
また、チャージアップが原因となる反射や分散が生じないので鮮明な結像を得ることができ、食品などの生物試料(生もの)であっても真空引きなどの前処理が不要であるためくずれたりすることがなく、経時的な観察も迅速にかつ好適に行うことができる。
さらには、オングストロームオーダーの金属元素(金Auイオン)が試料の微細組織まで浸透するので焦点深度がより深くなり、従って、対象となる試料のある程度内部まで微細にかつ鮮明に観察することが可能になるなどの優れた効果を奏するものである。
According to the method for preparing an observation sample used in the scanning electron microscope according to the present invention, only a simple operation of applying a metal ion-containing aqueous solution to the observation sample and then diffusing the surface water of the observation sample. In addition to being able to sufficiently prevent the charge-up itself, the sample can be prepared in a short time of about 10 minutes, so that observation can be performed quickly and in real time.
In addition, there is no reflection or dispersion caused by charge-up, so clear images can be obtained, and even biological samples (raw food) such as food do not require pretreatment such as evacuation. Therefore, observation over time can be performed quickly and suitably.
Furthermore, since the metal element (gold Au ion) in the angstrom order penetrates into the fine structure of the sample, the depth of focus becomes deeper, so that it is possible to observe finely and clearly to some extent inside the target sample. It has excellent effects such as becoming.

次に、本発明に係る走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法の最良の形態を例示し、以下詳細に説明する。
すなわち、本発明に係る被観察試料の調製方法においては、図1に示すように、まず、容器10に収容される浄化水に金(Au)イオン含有液12を滴下することにより所定濃度の処理水14を準備する。
この場合、浄化水は、例えば、上水を逆浸透膜(RO)で濾過することにより不純物を可及的に除去したものを使用する。
Next, the best mode of the preparation method of the sample to be observed used in the scanning electron microscope according to the present invention is illustrated and described in detail below.
That is, in the method for preparing a sample to be observed according to the present invention, as shown in FIG. 1, first, a gold (Au) ion-containing liquid 12 is dropped into purified water stored in a container 10, thereby processing at a predetermined concentration. Prepare water 14.
In this case, for example, purified water from which impurities are removed as much as possible by filtering the clean water through a reverse osmosis membrane (RO) is used.

また、金(Au)イオン含有液12は以下の方法により得られた抽出液を使用するのが好適である。
すなわち、金箔および/もしくは金(Au)を含む鉱物質を予め細かく粉砕し、この微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質と浄化水とを重量比で略等量用意して混合したのち、10%〜20%の麹菌を加えて摂氏35度〜40度に保持して醗酵させ、一定期間ねかせておく。
次に、このように前処理して得られた微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質の醗酵原料と、アルキル基を有する有機酸溶液とを重量比で10:1の割合で混合する。この場合、アルキル基を有する有機酸としては、例えば、酒石酸、クエン酸、乳酸あるいは酢酸などを適宜使用することができる。
The gold (Au) ion-containing liquid 12 is preferably an extract obtained by the following method.
That is, a mineral material containing gold foil and / or gold (Au) is finely pulverized in advance, and approximately equal amounts of this refined gold foil and / or refined mineral material and purified water are prepared and mixed. % To 20% koji mold is added and fermented at 35 to 40 degrees Celsius and allowed to stand for a certain period of time.
Next, the fermented raw material of the refined gold foil and / or refined mineral substance obtained by the pretreatment in this way and the organic acid solution having an alkyl group are mixed at a weight ratio of 10: 1. In this case, as the organic acid having an alkyl group, for example, tartaric acid, citric acid, lactic acid, or acetic acid can be appropriately used.

ついで、この微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質の醗酵原料とアルキル基を有する有機酸溶液との混合溶液を容器中において適宜の手段で攪拌混合する。なお、この際、容器に配設した加熱ヒータおよび容器の素材自体が放射する遠赤効果を利用して混合溶液液を摂氏45度〜55度に保持するとともにこの混合溶液液をポンプ装置などの循環系によって静電磁場、紫外線殺菌装置さらには太陽光照射機構などの制御下にゆっくりと所定時間循環させることにより金属元素としての金(Au)を0.3%〜0.5%程度解離(イオン化)させた抽出液、すなわち、金(Au)イオン含有液12とする。
なお、このような手順により微細化金箔などから金が解離するのは、「細菌類、酵母類、糸状菌類、藻菌類そのものか、あるいはその酵母類が有機物または無機物に作用して有機化合物や無機化合物を生じ、なおかつその現象がなんらかの物質を生成する」という醗酵、具体的には、麹菌の醗酵増殖時に生じる酢酸などが混合液中の微細な金箔を溶解解離するからであります。
Subsequently, the mixed solution of the refined gold foil and / or the fermented raw material of the refined mineral substance and the organic acid solution having an alkyl group is stirred and mixed in a container by an appropriate means. At this time, the mixed solution is maintained at 45 to 55 degrees Celsius by utilizing the far-red effect radiated by the heater disposed in the container and the material of the container itself, and the mixed solution is supplied to a pump device or the like. Gold (Au) as a metal element is dissociated (ionized) by about 0.3% to 0.5% by slowly circulating for a predetermined time under the control of an electrostatic magnetic field, an ultraviolet sterilizer, or a sunlight irradiation mechanism. ), Ie, a gold (Au) ion-containing liquid 12.
It should be noted that gold is dissociated from the refined gold foil by such a procedure as follows: “Bacteria, yeasts, filamentous fungi, algal fungi themselves, or the yeasts act on organic or inorganic substances to react with organic compounds and inorganic substances. This is because the fermentation that produces a compound and the phenomenon produces some substance, specifically, acetic acid, etc., generated during the fermentation growth of Aspergillus oryzae dissolves and dissociates the fine gold foil in the mixed solution.

また、金(Au)イオン含有液12を処理水14に滴下する場合、金イオン含有液12の濃度が処理水14に対して0.2%以下になると金属元素である金によるチャージアップの阻止機能を充分期待することが難しくなる。また、金イオン含有液そのもの(100%)も使用することもできるが、この場合は費用対効果の点で好ましくない。  In addition, when the gold (Au) ion-containing liquid 12 is dropped into the treated water 14, if the concentration of the gold ion-containing liquid 12 is 0.2% or less with respect to the treated water 14, the charge-up prevention by the metal element gold is prevented. It becomes difficult to expect sufficient functions. Moreover, although a gold ion containing liquid itself (100%) can also be used, in this case, it is not preferable in terms of cost effectiveness.

次に、用意された、例えば、生物試料(生もの)などの被観察試料16を定法によって洗浄し、ついで刷毛などを使用して処理水14をこの被観察試料16に塗布する。この場合、処理水14はスプレーなどで噴霧してもよいことは言うまでもない。
このようにして処理水を塗布された被観察試料16は、その表面を風乾など公知の乾燥法を使用して2分〜5分間程度乾燥して表面水を放散させて形状保持を行ったのち、これをSEMの試料台に移して定法により観察すればよい。
なお、得られた被観察試料16の表面形態をSEMで観察したところ、試料の表面に金Auの導電性薄膜を蒸着(スパッタリング)した従来の調製方法と同等の導電性を有し、チャージアップするもことなく微細でしかも高解像度の結像が確認された。これは、処理水14に含まれるオングストロームサイズの金属元素(本実施の態様においては金Au)が試料の細かい組織間に浸透しているからである。
Next, the prepared sample 16 to be observed, such as a biological sample (raw material), is washed by a conventional method, and then treated water 14 is applied to the sample 16 to be observed using a brush or the like. In this case, it goes without saying that the treated water 14 may be sprayed by a spray or the like.
The observed sample 16 coated with treated water in this way is dried for about 2 to 5 minutes using a known drying method such as air drying, and the surface water is diffused to maintain the shape. This may be transferred to a SEM sample stage and observed by a conventional method.
When the surface morphology of the obtained sample 16 to be observed was observed with an SEM, it had the same conductivity as a conventional preparation method in which a conductive thin film of gold Au was deposited (sputtered) on the surface of the sample, and charge-up was performed. However, fine and high resolution imaging was confirmed. This is because the angstrom-sized metal element (gold Au in this embodiment) contained in the treated water 14 penetrates between the fine structures of the sample.

実施例1
縦に切断したふぐ筋原繊維を定法で洗浄したのち、前記処理水14を刷毛塗りして3分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のふぐ筋原繊維を定法で洗浄し、真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)することにより調製した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)による300倍および1000倍の表面形態結像写真を得た(図2aおよび図2b)。
得られた表面形態結像写真を比較したところ、本発明方法による調製試料では比較試料に比べてコントラストもよく詳細な表面形状とともに水分を含んだ試料にも拘わらずありのままの状態を微細にしかも正確に観察することができた。
Example 1
A sample (prepared sample according to the method of the present invention) obtained by washing the longitudinally cut puffer myofibrils by a conventional method, brushing the treated water 14 and then diffusing the surface water by air drying for 3 minutes, and the same puffer A myofiber was washed by a conventional method, and a sample (comparative sample) by a conventional method prepared by vacuum-depositing and depositing gold Au (sputtering) was prepared, and an SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) was prepared. ) Were obtained (FIGS. 2a and 2b).
A comparison of the obtained surface morphology imaging photographs shows that the prepared sample by the method of the present invention has a better contrast than the comparative sample, and the detailed state of the surface is fine and accurate even though the sample contains water. Could be observed.

実施例2
カニ筋原繊維を定法で洗浄したのち、処理水14を刷毛塗りして5分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のカニ筋原繊維を定法で洗浄したのち真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)することにより調製した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)による300倍および1000倍の表面形態結像写真(図3aおよび図3b)を得、これらの表面形態結像写真を比較したところ、本発明方法による調製試料では前記の実施例と同様に観察できただけでなく、最表面の状態の微細な形状も比較試料に比べて鮮明に観察することができた。
Example 2
After washing crab myofibrils by a conventional method, the treated water 14 was brushed and the surface water was diffused by air-drying for 5 minutes (prepared sample by the method of the present invention), and the same crab myofibrils were obtained by the standard method And a sample by a conventional method (comparative sample) prepared by vacuum evaporation and deposition of gold Au (sputtering), 300 times by SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) and 1000 times surface morphology imaging photographs (FIGS. 3a and 3b) were obtained, and when these surface morphology imaging photographs were compared, not only was the sample prepared according to the method of the present invention observed in the same manner as in the previous examples. Moreover, the fine shape of the outermost surface state could be observed more clearly than the comparative sample.

実施例3
プラスチック板(PTFE)を定法で洗浄したのち、処理水14を噴霧して5分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のプラスチック板(PTFE)を定法で洗浄したのち真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)における300倍および1000倍の表面形態結像写真(図4aおよび図4b)を比較したところ、本発明方法による調製試料では比較試料に比べてコントラストもよく、同じ加速電圧(1.2kv)であってもダメージや変形が少なく、微細な形状を鮮明に観察することができた。
Example 3
After washing the plastic plate (PTFE) by a regular method, spraying treated water 14 and air-drying the surface water for 5 minutes (prepared sample by the method of the present invention) and the same plastic plate (PTFE) A sample by a conventional method (comparative sample) in which gold Au was vapor-deposited (sputtering) after cleaning by a conventional method was prepared, and 300 times and 1000 times in a SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) When comparing the surface morphology imaging photographs (FIGS. 4a and 4b), the sample prepared by the method of the present invention has a better contrast than the comparative sample, and less damage and deformation even at the same acceleration voltage (1.2 kv). The fine shape could be observed clearly.

以上、本発明に係る走査型電子顕微鏡(SEM)で使用する被観察試料の調製方法の好適な実施の形態につき説明したが、本発明方法はこれらの実施の形態に限定されるものではな象となる試料も生物由来の生体サンプル、あるいはそのレプリカ像形成物質はもとより生体非由来の有機物質さらには無機試料などその種類や形態は制限されるものではない。While there has been explained a preferred embodiment of the preparation process of the observed sample used with a scanning electron microscope according to the present invention (SEM), the method of the present invention be limited to these embodiments rather than , a biological sample of the sample is also derived from organisms the Target, or its replica image forming substance as well further organic substance derived from a living body non its kind and form, such as inorganic sample is not intended to be limiting.

本発明に係る走査型電子顕微鏡(SEM)で使用する被観察試料の調製方法の最良の形態を示す概略手順説明図である。It is a schematic procedure explanatory drawing which shows the best form of the preparation method of the to-be-observed sample used with the scanning electron microscope (SEM) which concerns on this invention. ふぐ筋原繊維の走査型電子顕微鏡(SEM)による結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたふぐ筋原繊維縦断面の結像写真、bは従来方法により調製したふぐ筋原繊維縦断面の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) imaging photograph of a blowfish fibril, wherein a is a photograph of a fugu myofibril longitudinal section obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a conventional method. It is an imaging photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of a puffer myofibril longitudinal section prepared by the above. カニ筋原繊維の走査型電子顕微鏡(SEM)による結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたカニ筋原繊維の結像写真、bは従来方法により調製したカニ筋原繊維の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) imaging photograph of a crab myofibril, wherein a is a crab myofibril imaging photograph obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a conventional method. It is an imaging photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of the crab myofibril. プラスチック板(PTFE)の走査型電子顕微鏡(SEM)による結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたプラスチック板表面の結像写真、bは従来方法により調製したプラスチック板表面の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。FIG. 2 is an image of a plastic plate (PTFE) formed by a scanning electron microscope (SEM), wherein a is an image of a plastic plate surface obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a conventional method. It is an image photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of the plastic plate surface.

符号の説明Explanation of symbols

10…容器、
12…イオン含有液(金Au)、
14…処理水、
16…被観察試料、
10 ... container,
12 ... Ion-containing liquid (gold Au),
14 ... treated water,
16: Sample to be observed,

この発明は、顕微鏡における被観察試料の調製方法に関するものであり、一層詳細には、走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の新規な調製方法に関するものである。  The present invention relates to a method for preparing an observation sample in a microscope, and more particularly to a novel method for preparing an observation sample used in a scanning electron microscope.

今日、微小物体を拡大して観察する手段として、光学レンズを使った光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープなどのほか、電子レンズを使った電子顕微鏡の利用が広まっている。
電子顕微鏡は、電子の進行方向を自由に屈折させることにより光学顕微鏡のような結像システムを電子光学的に構成したものであり、被観察試料を透過した電子を電子レンズを用いて結像させる透過型電子顕微鏡のほか、試料表面で反射した電子を結像させる反射型電子顕微鏡、集束電子線を試料表面上に走査して各走査点からの二次電子を用いて結像させる走査型電子顕微鏡、加熱あるいはイオン照射によって試料から放出する電子を結像させる表面放出型の電界イオン顕微鏡などがその目的用途に応じて利用されている。
Today, as a means of magnifying and observing a minute object, use of an electron microscope using an electron lens is spreading in addition to an optical microscope and a digital microscope using an optical lens.
An electron microscope is an electro-optic configuration of an imaging system such as an optical microscope by freely refracting the traveling direction of electrons, and forms an image of electrons transmitted through an observed sample using an electron lens. In addition to the transmission electron microscope, a reflection electron microscope that forms an image of electrons reflected from the sample surface, and a scanning electron that scans a focused electron beam on the sample surface and forms an image using secondary electrons from each scanning point. A microscope, a surface emission type field ion microscope that forms an image of electrons emitted from a sample by heating or ion irradiation, and the like are used depending on the intended application.

これら各型式の電子顕微鏡のうち、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)は、薄膜試料に電子線を透過させ、その際に試料中で原子により散乱、回折された電子を電子回折パターンまたは透過電顕像として得ることによって主に物質の内部構造を観察することができる。  Among these types of electron microscopes, a transmission electron microscope (TEM) transmits an electron beam through a thin film sample, and at that time, electrons scattered and diffracted by atoms in the sample are electron diffraction patterns or By obtaining a transmission electron microscope image, the internal structure of the substance can be mainly observed.

一方、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscopy:SEM)は、対象となる試料に細い電子線(電子プローブ)を照射した際に発生する二次電子や反射電子を、二次電子検出器、反射電子検出器などそれぞれの検出器を用いて取り出し、ブラウン管やLCDなどの表示画面上に表示し、主として試料の表面形態を観察する装置である。  On the other hand, a scanning electron microscope (SEM) scans secondary electrons and reflected electrons generated when a target sample is irradiated with a thin electron beam (electron probe) into secondary electron detectors, reflected electrons. It is an apparatus that is taken out using each detector such as a detector and displayed on a display screen such as a cathode ray tube or an LCD, and mainly observes the surface form of the sample.

電子線は固体試料に照射されたとき、電子のエネルギーによって固体中を透過するが、その際に試料を構成する原子核や電子との相互作用によって弾性的な衝突、弾性散乱やエネルギー損失を伴う非弾性散乱を生じる。そして非弾性散乱によって試料元素の殻内電子を励起したり、X線などを励起したり、また二次電子を放出し、それに相当するエネルギーを損失する。二次電子は衝突する角度によって放出される量が異なる。一方、弾性散乱によって後方に散乱し、試料から再び放出される反射電子は、原子番号に固有の量が放出される。走査型電子顕微鏡(SEM)は試料に照射されたのち放出されるこの二次電子や反射電子を検出して観察像を結像している。  When an electron beam irradiates a solid sample, it is transmitted through the solid by the energy of the electrons. At that time, due to the interaction with the nuclei and electrons that make up the sample, there is non-elastic collision, elastic scattering, and energy loss. Causes elastic scattering. The inelastic shell excites electrons in the shell of the sample element, excites X-rays, etc., and emits secondary electrons, thereby losing the corresponding energy. The amount of secondary electrons emitted varies depending on the angle of collision. On the other hand, the reflected electrons scattered back by elastic scattering and emitted again from the sample are emitted in an amount specific to the atomic number. A scanning electron microscope (SEM) detects the secondary electrons and reflected electrons emitted after irradiating the sample and forms an observation image.

SEMによる試料の観察を妨げる要因は様々なものがあるが、試料に起因する主な要因は試料の観察時に発生する帯電(チャージアップ)現象である。チャージアップとは、入射する荷電粒子と放出される荷電粒子が有する電荷の差によって、照射面が正または負に帯電する現象であり、このチャージアップが発生すると、放出された二次電子が加速されたり引き戻されたりして、良好な結像特性が得られなくなり、まれではあるが全く結像しない場合さえ発生する。  There are various factors that hinder the observation of the sample by the SEM, but the main factor due to the sample is a charging (charge-up) phenomenon that occurs during the observation of the sample. Charge-up is a phenomenon in which the irradiated surface is charged positively or negatively due to the difference in charge between incident charged particles and emitted charged particles. When this charge-up occurs, the emitted secondary electrons are accelerated. Or pulled back, no good imaging properties can be obtained, and in rare cases it does not image at all.

負の電荷を持つ電子線が塊(バルク)状試料に入射すると、試料が導電性であればその電荷は試料を伝ってアースされるが、試料が非導電性の場合は入射電子の電荷は試料表面から逃げることができず、試料自体がチャージアップしてしまう。チャージアップ現象としては、観察視野内の明暗のコントラストに異常が発生したり、その明暗が帯状に現れて二次電子像の観察が困難となる。
チャージアップがさらに激しくなると、ゆっくりと視野が移動したり、いきなり視野が大きく移動する、所謂、観察視野のドリフトも発生する。
When an electron beam having a negative charge is incident on a bulk sample, if the sample is conductive, the charge is grounded through the sample, but if the sample is non-conductive, the charge of the incident electrons is The sample cannot escape from the surface of the sample, and the sample itself is charged up. As the charge-up phenomenon, an abnormality occurs in the contrast of light and darkness in the observation visual field, or the light and dark appear in a band shape, making it difficult to observe the secondary electron image.
When the charge-up is further intense, a so-called observation visual field drift occurs in which the visual field moves slowly or suddenly moves greatly.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

このような事情から、チャージアップした試料の帯電を除去する技術として、例えば、試料からの電子の発生効率が1を上回るような低い加速電圧の電子線を照射する方法、あるいは、試料表面に蓄積した電荷に対して反対極性の電荷が発生する加速電圧の電子線を照射することで消去する方法などが提案されている。  Under such circumstances, as a technique for removing the charge of the charged sample, for example, a method of irradiating an electron beam with a low acceleration voltage such that the generation efficiency of electrons from the sample exceeds 1, or accumulation on the sample surface There has been proposed a method of erasing by irradiating an electron beam having an accelerating voltage that generates a charge having a polarity opposite to the generated charge.

しかしながら、前者の方法では、例えば、試料に帯電したエネルギーが除電のために照射した電子線のエネルギーを上回る場合などは照射した電子線が跳ね返されて試料に到達できず、除電できないという問題がある。
また、この方法では加速電圧の設定が難しいという問題もある。二次電子の発生効率が1になるような加速電圧に設定しなければならないが、試料の材質、形状によって、発生効率が1になる加速電圧が異なるため、加速電圧を調整しながら発生効率が1になるような加速電圧を見出さなければならない。
試料がチャージアップしている場合は、一次電子の初速度と試料に入射する時のランディング速度が異なるため、最適な加速電圧の設定が難しくなる。仮に発生効率が1になる加速電圧を見つけたとしても、それまでの観察過程で試料に高加速電圧の電子が照射された場合は既に試料が負の電荷に帯電しているため、チャージアップによる像障害が起こるとになる。長時間(例えば数時間程度)に亘って発生効率が1になる加速電圧の電子を照射し続ければ除電できる場合もあるが現実的とは言えない。
However, the former method has a problem that, for example, when the energy charged in the sample exceeds the energy of the electron beam irradiated for neutralization, the irradiated electron beam is rebounded and cannot reach the sample, and cannot be neutralized. .
In addition, this method has a problem that it is difficult to set the acceleration voltage. Although the acceleration voltage must be set so that the generation efficiency of secondary electrons is 1, the acceleration voltage at which the generation efficiency is 1 differs depending on the material and shape of the sample. An accelerating voltage such as 1 must be found.
When the sample is charged up, it is difficult to set an optimum acceleration voltage because the initial velocity of primary electrons is different from the landing velocity when entering the sample. Even if an accelerating voltage with a generation efficiency of 1 is found, if the sample is irradiated with electrons with a high accelerating voltage in the observation process so far, the sample is already charged with a negative charge, and therefore, due to charge-up. When an image disorder occurs. Although it may be possible to eliminate the charge by continuing to irradiate with an acceleration voltage of which the generation efficiency is 1 for a long time (for example, about several hours), it is not practical.

一方、後者の方法は、チャージがたまり始める前までに観察する方法、すなわち帯電を防止する対策であって帯電した電荷を除去するといった積極的な除電方法ではない。  On the other hand, the latter method is a method of observing before charging starts to accumulate, that is, a measure for preventing charging, and is not an active charge eliminating method of removing charged charges.

別の方法として、試料がチャージアップしているかどうかを検知し、チャージアップしていると判定された場合に帯電対策を行う技術が開発されている。しかしながら、チャージアップの検知の問題として、検知のための専用の設備が必要となること、チャージアップの現象が様々であるため、正しく検知することが困難なことなどの問題がある。  As another method, a technique has been developed in which it is detected whether or not a sample is charged up, and when it is determined that the sample is charged up, a countermeasure against charging is taken. However, there are problems with charge-up detection, such as the need for dedicated equipment for detection, and various charge-up phenomena, making it difficult to detect correctly.

また、試料室内を大気圧にして試料を空気に触れさせることで除電する方法もあるが、十分に除電しきれない場合があるだけでなく再度観察を行うために真空引きをやり直す必要があり、時間と手間がかかるという欠点もある。  In addition, there is a method of removing static electricity by bringing the sample chamber to atmospheric pressure and letting the sample touch the air, but not only is it not possible to remove electricity sufficiently, but it is necessary to re-evacuate to perform observation again. Another drawback is that it takes time and effort.

さらに低真空で観察する方法、電子シャワー発生器やイオンシャワー発生器を用いる方法、制御電極を設ける方法なども提案されているが、これらの方法では別途に専用の設備が必要となり、簡単に実施することが困難であった。  In addition, methods for observation under low vacuum, methods using an electronic shower generator or ion shower generator, and methods for providing a control electrode have also been proposed, but these methods require special equipment and are easily implemented. It was difficult to do.

このように、いずれの方法であっても問題点を有していることから試料の除電を簡便に行う方法が鋭意開発されており、チャージアップ自体を防止する現実的な手段として、例えば、試料の表面に金Auなどを素材とする導電性薄膜を蒸着(スパッタリング)する方法が採用されている。
しかしながら、この方法は試料を乾燥しり、蒸着時に真空引きする必要があるため処理作業が面倒で長時間を要するだけでなく、食品などの生物試料(生もの)の調製には適さず、しかも試料がくずれたりして観察後に元に戻らないといった問題点が指摘されていた。
As described above, since any method has a problem, a method for easily removing the charge of the sample has been intensively developed. As a practical means for preventing the charge-up itself, for example, the sample A method of depositing (sputtering) a conductive thin film made of gold Au or the like on the surface is employed.
However, this method is not only suitable for the preparation of biological samples (raw foods) such as foods, because the sample needs to be dried and evacuated during vapor deposition. There was a problem that it was not able to return to its original state after observation due to the collapse of the image.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

ところで、本発明者は、醗酵技術を駆使して植物の種子などに含まれる金属元素を電解質として解離(イオン化)させる画期的な方法を開発し、特許第2865412号として登録を得ている。
また、静電磁場を形成した容器内において麹菌を加えて発酵させた金属元素(ミネラル)含有物とアルキル基を有する有機酸溶液とを混合攪拌し、この容器内の雰囲気を所定条件でかつ所定期間保持することにより、金属元素含有物質から金属元素を効率よく解離(イオン化)抽出する方法も開発している。
By the way, the present inventor has developed an innovative method for dissociating (ionizing) a metal element contained in plant seeds as an electrolyte by utilizing fermentation technology, and has been registered as Japanese Patent No. 2865412.
Further, the metal element (mineral) -containing material fermented with gonococcus in a container formed with an electrostatic magnetic field and an organic acid solution having an alkyl group are mixed and stirred, and the atmosphere in the container is maintained under a predetermined condition for a predetermined period. We have also developed a method for efficiently dissociating (ionizing) and extracting metal elements from metal element-containing substances by holding them.

そして上記方法などを利用することにより従来では考えられなかった、例えば、金、銀、銅、マグネシウム、亜鉛、マンガン、アルミニウム、ステンレス、プラチナなど多種多様の金属元素を電解質として解離(イオン化)抽出する技術も確立し、しかも、この方法によって得られた抽出液中の各金属元素はオングストロームサイズ(10のマイナス10乗〜9乗メートル)であるため、素材の品質ないしは機能を飛躍的に向上させることができるだけでなく、例えば、衣類などの帯電防止加工手段としても有効であることが確認されている。  Then, by utilizing the above method, various metal elements such as gold, silver, copper, magnesium, zinc, manganese, aluminum, stainless steel, and platinum, which have not been considered in the past, are dissociated (ionized) and extracted as an electrolyte. Technology is also established, and each metal element in the extract obtained by this method is angstrom size (10 to the 10th power to 9th power meter), so the quality or function of the material is drastically improved. In addition, it has been confirmed that it is effective as an antistatic processing means for clothing, for example.

そこで、この発明に係る走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法では、金元素をイオンとして含む金属イオン含有液、すなわち、金イオン含有液(抽出液)を所定の濃度で溶解した処理水を被観察試料に噴霧または塗布し、ついでこの被観察試料の表面水を放散させ、処理水に含まれている金属元素を導電性薄膜に代替するものとして利用することによりチャージアップ自体を阻止できるようにしたものである。Therefore, in the method for preparing an observation sample used in the scanning electron microscope according to the present invention, a metal ion-containing liquid containing gold element as ions, that is, a treatment in which a gold ion-containing liquid (extracted liquid) is dissolved at a predetermined concentration. Spraying or applying water to the sample to be observed, then dissipating the surface water of the sample to be observed, and preventing the charge-up itself by using the metal element contained in the treated water as a substitute for the conductive thin film It is something that can be done.

この場合、処理水に対する金イオン含有液の濃度は0.2%〜100.0%の範囲に設定するのが好ましく、金イオン含有液の濃度が0.2%未満では金元素によるチャージアップを防止することが困難となり、また100.0%に設定すると費用対効果の点で問題が生じることになる。In this case, the concentration of the gold ion-containing liquid with respect to the treated water is preferably set in the range of 0.2% to 100.0%. If the concentration of the gold ion-containing liquid is less than 0.2%, the charge-up with the gold element is performed. It becomes difficult to prevent, and if it is set to 100.0%, a problem arises in terms of cost effectiveness.

また、金イオン含有液としては、金元素を含む鉱物質を機械的手段などにより微細化したのち、この微細化鉱物質に麹菌を加えて発酵させ、さらに酒石酸、クエン酸、乳酸あるいは酢酸などアルキル基を有する有機酸溶液を加えて混合攪拌することにより、前記微細化鉱物質に含まれる金元素を有機酸溶液中にイオンとして解離させた水溶液を使用する。As the gold ion-containing liquid , a mineral substance containing gold element is refined by mechanical means, and then fermented by adding koji molds to the refined mineral substance. Further, an alkyl such as tartaric acid, citric acid, lactic acid or acetic acid is used. By adding an organic acid solution having a group and mixing and stirring, an aqueous solution in which the gold element contained in the finely divided mineral material is dissociated as ions in the organic acid solution is used.

発明の効果The invention's effect

本発明に係る走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法によれば、被観察試料に金イオン含有水溶液を塗布し、ついでのこの被観察試料の表面水を放散させるという簡単な操作だけでチャージアップ自体を充分阻止することができるだけでなく、10分程度の短時間で試料の調製をできるので観察を迅速にしかもリアルタイムで行うことができる。
また、チャージアップが原因となる反射や分散が生じないので鮮明な結像を得ることができ、食品などの生物試料(生もの)であっても真空引きなどの前処理が不要であるためくずれたりすることがなく、経時的な観察も迅速にかつ好適に行うことができる。
さらには、オングストロームオーダーの金元素(金Auイオン)が試料の微細組織まで浸透するので焦点深度がより深くなり、従って、対象となる試料のある程度内部まで微細にかつ鮮明に観察することが可能になるなどの優れた効果を奏するものである。
According to the preparation method of the sample to be observed used in the scanning electron microscope according to the present invention, only a simple operation of applying the gold ion-containing aqueous solution to the sample to be observed and then diffusing the surface water of the sample to be observed. In addition to being able to sufficiently prevent the charge-up itself, the sample can be prepared in a short time of about 10 minutes, so that observation can be performed quickly and in real time.
In addition, there is no reflection or dispersion caused by charge-up, so clear images can be obtained, and even biological samples (raw food) such as food do not require pretreatment such as evacuation. Therefore, observation over time can be performed quickly and suitably.
Furthermore, angstrom-order gold elements (gold Au ions) penetrate into the fine structure of the sample, so that the depth of focus becomes deeper. Therefore, it is possible to observe finely and clearly to some extent inside the target sample. It has excellent effects such as becoming.

次に、本発明に係る走査型電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法の最良の形態を例示し、以下詳細に説明する。
すなわち、本発明に係る被観察試料の調製方法においては、図1に示すように、まず、容器10に収容される浄化水に金(Au)イオン含有液12を滴下することにより所定濃度の処理水14を準備する。
この場合、浄化水は、例えば、上水を逆浸透膜(RO)で濾過することにより不純物を可及的に除去したものを使用する。
Next, the best mode of the preparation method of the sample to be observed used in the scanning electron microscope according to the present invention is illustrated and described in detail below.
That is, in the method for preparing a sample to be observed according to the present invention, as shown in FIG. 1, first, a gold (Au) ion-containing liquid 12 is dropped into purified water stored in a container 10, thereby processing at a predetermined concentration. Prepare water 14.
In this case, for example, purified water from which impurities are removed as much as possible by filtering the clean water through a reverse osmosis membrane (RO) is used.

また、金(Au)イオン含有液12は以下の方法により得られた抽出液を使用するのが好適である。
すなわち、金箔および/もしくは金(Au)を含む鉱物質を予め細かく粉砕し、この微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質と浄化水とを重量比で略等量用意して混合したのち、10%〜20%の麹菌を加えて摂氏35度〜40度に保持して醗酵させ、一定期間ねかせておく。
次に、このように前処理して得られた微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質の醗酵原料と、アルキル基を有する有機酸溶液とを重量比で10:1の割合で混合する。この場合、アルキル基を有する有機酸としては、例えば、酒石酸、クエン酸、乳酸あるいは酢酸などを適宜使用することができる。
The gold (Au) ion-containing liquid 12 is preferably an extract obtained by the following method.
That is, a mineral material containing gold foil and / or gold (Au) is finely pulverized in advance, and approximately equal amounts of this refined gold foil and / or refined mineral material and purified water are prepared and mixed. % To 20% koji mold is added and fermented at 35 to 40 degrees Celsius and allowed to stand for a certain period of time.
Next, the fermented raw material of the refined gold foil and / or refined mineral substance obtained by the pretreatment in this way and the organic acid solution having an alkyl group are mixed at a weight ratio of 10: 1. In this case, as the organic acid having an alkyl group, for example, tartaric acid, citric acid, lactic acid, or acetic acid can be appropriately used.

ついで、この微細化金箔および/もしくは微細化鉱物質の醗酵原料とアルキル基を有する有機酸溶液との混合溶液を容器中において適宜の手段で攪拌混合する。なお、この際、容器に配設した加熱ヒータおよび容器の素材自体が放射する遠赤効果を利用して混合溶液液を摂氏45度〜55度に保持するとともにこの混合溶液液をポンプ装置などの循環系によって静電磁場、紫外線殺菌装置さらには太陽光照射機構などの制御下にゆっくりと所定時間循環させることにより金属元素としての金(Au)を0.3%〜0.5%程度解離(イオン化)させた抽出液、すなわち、金(Au)イオン含有液12とする。
なお、このような手順により微細化金箔などから金が解離するのは、「細菌類、酵母類、糸状菌類、藻菌類そのものか、あるいはその酵母類が有機物または無機物に作用して有機化合物や無機化合物を生じ、なおかつその現象がなんらかの物質を生成する」という醗酵、具体的には、麹菌の醗酵増殖時に生じる酢酸などが混合液中の微細な金箔を溶解解離するからであります。
Subsequently, the mixed solution of the refined gold foil and / or the fermented raw material of the refined mineral substance and the organic acid solution having an alkyl group is stirred and mixed in a container by an appropriate means. At this time, the mixed solution is maintained at 45 to 55 degrees Celsius by utilizing the far-red effect radiated by the heater disposed in the container and the material of the container itself, and the mixed solution is supplied to a pump device or the like. Gold (Au) as a metal element is dissociated (ionized) by about 0.3% to 0.5% by slowly circulating for a predetermined time under the control of an electrostatic magnetic field, an ultraviolet sterilizer, or a sunlight irradiation mechanism. ), Ie, a gold (Au) ion-containing liquid 12.
It should be noted that gold is dissociated from the refined gold foil by such a procedure as follows: “Bacteria, yeasts, filamentous fungi, algal fungi themselves, or the yeasts act on organic or inorganic substances to react with organic compounds and inorganic substances. This is because the fermentation that produces a compound and the phenomenon produces some substance, specifically, acetic acid, etc., generated during the fermentation growth of Aspergillus oryzae dissolves and dissociates the fine gold foil in the mixed solution.

また、金(Au)イオン含有液12を処理水14に滴下する場合、金イオン含有液12の濃度が処理水14に対して0.2%以下になると金によるチャージアップの阻止機能を充分期待することが難しくなる。また、金イオン含有液そのもの(100%)も使用することもできるが、この場合は費用対効果の点で好ましくない。  In addition, when the gold (Au) ion-containing liquid 12 is dropped into the treated water 14, if the concentration of the gold ion-containing liquid 12 is 0.2% or less with respect to the treated water 14, the function of preventing charge-up by gold is sufficiently expected. It becomes difficult to do. Moreover, although a gold ion containing liquid itself (100%) can also be used, in this case, it is not preferable in terms of cost effectiveness.

次に、用意された、例えば、生物試料(生もの)などの被観察試料16を定法によって洗浄し、ついで刷毛などを使用して処理水14をこの被観察試料16に塗布する。この場合、処理水14はスプレーなどで噴霧してもよいことは言うまでもない。
このようにして処理水を塗布された被観察試料16は、その表面を風乾など公知の乾燥法を使用して2分〜5分間程度乾燥して表面水を放散させて形状保持を行ったのち、これをSEMの試料台に移して定法により観察すればよい。
なお、得られた被観察試料16の表面形態をSEMで観察したところ、試料の表面に金Auの導電性薄膜を蒸着(スパッタリング)した従来の調製方法と同等の導電性を有し、チャージアップするもことなく微細でしかも高解像度の結像が確認された。これは、処理水14に含まれるオングストロームサイズの金元素が試料の細かい組織間に浸透しているからである。
Next, the prepared sample 16 to be observed, such as a biological sample (raw material), is washed by a conventional method, and then treated water 14 is applied to the sample 16 to be observed using a brush or the like. In this case, it goes without saying that the treated water 14 may be sprayed by a spray or the like.
The observed sample 16 coated with treated water in this way is dried for about 2 to 5 minutes using a known drying method such as air drying, and the surface water is diffused to maintain the shape. This may be transferred to a SEM sample stage and observed by a conventional method.
When the surface morphology of the obtained sample 16 to be observed was observed with an SEM, it had the same conductivity as a conventional preparation method in which a conductive thin film of gold Au was deposited (sputtered) on the surface of the sample, and charge-up was performed. However, fine and high resolution imaging was confirmed. This is because the angstrom size gold element contained in the treated water 14 penetrates between the fine tissues of the sample.

実施例1
縦に切断したふぐ筋原繊維を定法で洗浄したのち、前記処理水14を刷毛塗りして3分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のふぐ筋原繊維を定法で洗浄し、真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)することにより調製した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)による300倍および1000倍の表面形態結像写真を得た(図2aおよび図2b)。
得られた表面形態結像写真を比較したところ、本発明方法による調製試料では比較試料に比べてコントラストもよく詳細な表面形状とともに水分を含んだ試料にも拘わらずありのままの状態を微細にしかも正確に観察することができた。
Example 1
A sample (prepared sample according to the method of the present invention) obtained by washing the longitudinally cut puffer myofibrils by a conventional method, brushing the treated water 14 and then diffusing the surface water by air drying for 3 minutes, and the same puffer A myofiber was washed by a conventional method, and a sample (comparative sample) by a conventional method prepared by vacuum-depositing and depositing gold Au (sputtering) was prepared, and an SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) was prepared. ) Were obtained (FIGS. 2a and 2b).
A comparison of the obtained surface morphology imaging photographs shows that the prepared sample by the method of the present invention has a better contrast than the comparative sample, and the detailed state of the surface is fine and accurate even though the sample contains water. Could be observed.

実施例2
カニ筋原繊維を定法で洗浄したのち、処理水14を刷毛塗りして5分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のカニ筋原繊維を定法で洗浄したのち真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)することにより調製した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)による300倍および1000倍の表面形態結像写真(図3aおよび図3b)を得、これらの表面形態結像写真を比較したところ、本発明方法による調製試料では前記の実施例と同様に観察できただけでなく、最表面の状態の微細な形状も比較試料に比べて鮮明に観察することができた。
Example 2
After washing crab myofibrils by a conventional method, the treated water 14 was brushed and the surface water was diffused by air-drying for 5 minutes (prepared sample by the method of the present invention), and the same crab myofibrils were obtained by the standard method And a sample by a conventional method (comparative sample) prepared by vacuum evaporation and deposition of gold Au (sputtering), 300 times by SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) and 1000 times surface morphology imaging photographs (FIGS. 3a and 3b) were obtained, and these surface morphology imaging photographs were compared. Moreover, the fine shape of the outermost surface state could be observed more clearly than the comparative sample.

実施例3
プラスチック板(PTFE)を定法で洗浄したのち、処理水14を噴霧して5分間の風乾によりその表面水を放散させた試料(本発明方法による調製試料)と、同様のプラスチック板(PTFE)を定法で洗浄したのち真空引きして金Auを蒸着(スパッタリング)した従来法による試料(比較試料)とを用意し、SEM電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、VE−9800)における300倍および1000倍の表面形態結像写真(図4aおよび図4b)を比較したところ、本発明方法による調製試料では比較試料に比べてコントラストもよく、同じ加速電圧(1.2kv)であってもダメージや変形が少なく、微細な形状を鮮明に観察することができた。
Example 3
After washing the plastic plate (PTFE) by a regular method, spraying treated water 14 and air-drying the surface water for 5 minutes (prepared sample by the method of the present invention) and the same plastic plate (PTFE) A sample by a conventional method (comparative sample) in which gold Au was vapor-deposited (sputtering) after cleaning by a conventional method was prepared, and 300 times and 1000 times in a SEM electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, VE-9800) When comparing the surface morphology imaging photographs (FIGS. 4a and 4b), the sample prepared by the method of the present invention has a better contrast than the comparative sample, and less damage and deformation even at the same acceleration voltage (1.2 kv). The fine shape could be observed clearly.

以上、本発明に係る走査型電子顕微鏡(SEM)で使用する被観察試料の調製方法の好適な実施の形態につき説明したが、本発明方法はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、対象となる試料も生物由来の生体サンプル、あるいはそのレプリカ像形成物質はもとより生体非由来の有機物質さらには無機試料などその種類や形態は制限されるものではない。  As mentioned above, although it demonstrated per suitable embodiment of the preparation method of the sample to be observed used with a scanning electron microscope (SEM) concerning the present invention, the method of the present invention is not limited to these embodiments, The target sample is not limited to a biological sample derived from a living organism, or a replica image forming material thereof, an organic material derived from a living organism, an inorganic sample, or the like.

本発明に係る走査型電子顕微鏡(SEM)で使用する被観察試料の調製方法の最良の形態を示す概略手順説明図である。It is a schematic procedure explanatory drawing which shows the best form of the preparation method of the to-be-observed sample used with the scanning electron microscope (SEM) which concerns on this invention. ふぐ筋原繊維の走査型電子顕微鏡(SEM)による結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたふぐ筋原繊維縦断面の結像写真、bは従来方法により調製したふぐ筋原繊維縦断面の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) imaging photograph of a blowfish fibril, wherein a is a photograph of a fugu myofibril longitudinal section obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a conventional method. It is an imaging photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of a puffer myofibril longitudinal section prepared by the above. カニ筋原繊維の走査型電子顕微鏡(SEM)による結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたカニ筋原繊維の結像写真、bは従来方法により調製したカニ筋原繊維の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) imaging photograph of a crab myofibril, wherein a is a crab myofibril imaging photograph obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a conventional method. It is an imaging photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of the crab myofibril. プラスチック板(PTFE)の走査型電子顕微鏡(SEM)による結像写真であって、aは図1に示す調製方法を使用して得られたプラスチック板表面の結像写真、bは従来方法により調製したプラスチック板表面の結像写真(拡大率300倍、1000倍)である。FIG. 2 is an image of a plastic plate (PTFE) formed by a scanning electron microscope (SEM), wherein a is an image of a plastic plate surface obtained using the preparation method shown in FIG. 1, and b is a conventional method. It is an image photograph (magnification rate 300 times, 1000 times) of the plastic plate surface.

符号の説明Explanation of symbols

10…容器、
12…金(Au)イオン含有液
14…処理水、
16…被観察試料、
10 ... container,
12 ... Gold (Au) ion-containing liquid ,
14 ... treated water,
16: Sample to be observed,

Claims (4)

金属元素をイオンとして含む金属イオン含有液を所定濃度で溶解してなる処理水を被観察試料に噴霧または塗布し、ついでこの被観察試料の表面水を放散させることを特徴とする電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法。  Used in an electron microscope characterized by spraying or applying treated water prepared by dissolving a metal ion-containing solution containing metal elements as ions to a sample to be observed, and then diffusing the surface water of the sample to be observed A method for preparing a sample to be observed. 処理水に対する金属イオン含有液の濃度を0.2%〜100.0%の範囲に設定することからなる請求項1に記載の電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法。  The method for preparing an observation sample for use in an electron microscope according to claim 1, wherein the concentration of the metal ion-containing liquid with respect to the treated water is set in a range of 0.2% to 100.0%. 金属イオン含有液は、金属元素を含む鉱物質を機械的手段により微細化したのち、この微細化鉱物質に麹菌を加えて発酵させ、さらに酒石酸、クエン酸、乳酸、酢酸などアルキル基を有する有機酸を加えて混合攪拌することにより金属元素を有機酸溶液中にイオンとして解離させてなる請求項1または2に記載の電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法。  The metal ion-containing liquid is obtained by refining a mineral substance containing a metal element by mechanical means, then fermenting the refined mineral substance with koji mold and further having an alkyl group such as tartaric acid, citric acid, lactic acid, and acetic acid. The method for preparing a sample to be observed for use in an electron microscope according to claim 1 or 2, wherein the metal element is dissociated as ions in the organic acid solution by adding an acid and stirring. 金属イオン含有液として、金属元素としての金、銀、銅、チタン、ゲルマニウム、珪素、アルミニウム、鉄、カルシウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、バナジウムを単独もしくは2以上含む金属イオン含有液を使用することからなる請求項1〜3のいずれかに記載の電子顕微鏡で使用する被観察試料の調製方法。  As the metal ion-containing liquid, a metal ion-containing liquid containing one or more of gold, silver, copper, titanium, germanium, silicon, aluminum, iron, calcium, potassium, magnesium, zinc, manganese, and vanadium as metal elements is used. The preparation method of the to-be-observed sample used with the electron microscope in any one of Claims 1-3 which consists of this.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010090096A (en) * 2008-10-08 2010-04-22 Makoto Yafuji Method of manufacturing improved keratin
JP2016194022A (en) * 2015-04-01 2016-11-17 株式会社日産アーク Sample observation method by microscope utilizing charged particle and composition used in the same method

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