Сушка в критической точке

Практические аспекты метода включают перенесение тканей из обезвоживающих жидкостей (метанол, этанол, ацетон) через промежуточные жидкости (амилацетат, фреон-ТР) в переходную жидкость (жидкая двуокись углерода СО2 или фреон-13) в приборе для сушки в критической точке или контейнере. [c.251]

Сушка в критической точке [c.251]

Специалисты в области растровой электронной микроскопии вновь открыли для себя метод сушки -в критической точке, который был впервые разработан тридцать лет назад для изучения бактериальных жгутиковых [370]. Основная идея метода состоит в том, что двухфазные состояния (пар и жидкость) большинства летучих жидкостей исчезают при некоторой температуре и давлении — в так называемой критической точке. В критической точке две фазы находятся в равновесии, фазовая граница исчезает и, следовательно, отсутствует поверхностное натяжение. Уже было много написано о теории и практике сушки в критической точке, и подробности методики можно найти в работах [371, 372]. [c.251]

Как указывалось ранее, одной из центральных проблем препарирования биологических тканей является удаление или иммобилизация воды. Процедуры для иммобилизации воды основываются на методиках замораживания и рассматриваются в следующей главе, посвященной микроанализу. Методы обезвоживания для РЭМ могут быть теми же, что и для ПЭМ, и включают либо пропитку ткани этанолом, метанолом или ацетоном с возрастающей концентрацией и последующую сушку в критической точке, либо лиофильную сушку при низком давлении. Какой из этих двух методов лучше, является спорным вопросом, и необходимо делать компромисс между экстракцией ткани и ее усадкой, возникающими в первом случае, и повреждениями, причиняемыми кристаллами льда, в последнем случае. Какой бы из двух методов не использовался для обезвоживания, следует ясно представлять, что неизбежно должны иметь место некоторые изменения объема ткани. Бойд с сотрудниками проделали серию тщательных исследований по изменению объема, которое происходит в различных растительных и животных тканях после различных режимов обезвоживания. Они установили, что материал, подвергавшийся сушке в критической точке, может дать усадку вплоть до 60% материал, подвергавшийся лиофильной сушке, — вплоть до 15%, а материал, высушенный от летучих жидкостей на воздухе, теряет около 80% исходного объема. Несмотря на то что растительный материал обычно имеем меньшую усадку, чем материал животного происхождения, каждый образец должен рассматриваться отдельно. При условии, что измеряемое изменение объема однородно во всех направлениях и одинаково во всех частях образца, можно производить коррекцию любых измерений, производимых на образце. [c.245]

В камере создается турбулентность жидкости, и, поскольку обычно подвергается сушке сразу несколько различных образцов, эти контейнеры предотвращают смешивание образцов. Единственное требование ко всем контейнерам и подложкам состоит в том, чтобы они не препятствовали потоку переходной жидкости и оставались погруженными внутрь обезвоживающей жидкости до тех пор, пока камера заполнится под давлением. Как только сушка в критической точке закончена, образцы должны быть немедленно перенесены в эксикатор, где могут храниться до монтажа и нанесения покрытия. [c.252]

Лиофильная сушка может привести к ряду артефактов, и их важно распознавать. Жалоба [448] на то, что материал может взрываться в процессе сушки, является самым необычным наблюдением, и причиной было то, что сушка выполнялась при слишком высокой температуре. Из-за этого внутренний лед расплавился и быстро испарился, произведя взрыв. В работе [447] показано, что лиофильная сушка сопровождается некоторой усадкой, но эта усадка намного меньше, чем наблюдаемая в материале, высушенном методом сушки в критической точке. [c.301]

Согласно кривой, изображенной на рис. 261, скорость сушки в период постоянной скорости равна скорости сушки в критической точке. Следо- [c.423]

При помощи уравнения (70) может быть также произведено определение скорости и первого периода сушки. Согласно кривой, изобра-ж нной на рис. 311, скорость сушки в период постоянной скорости равна скорости сушки в критической точке. Следо вательно, вместо величины с в уравнение для первого периода должно быть подставлено Со — критическое влагосодержание и тогда [c.479]

При изучении структуры почвы в РЭМ требуется, чтобы жидкость, которая содержится в виде водного раствора, была удалена из обр азца, прежде чем он помещается в прибор. Если образец почвы имеет высокое содержание влаги и/или имеется тенденция к усадке его при потере влаги, то высушить образец, не нарушая ело исходной структуры, оказывается затруднительным [269]. Для удаления воды из пор разработано шесть методов [270]. Эти методы следующие 1) сушка в печи, 2) сушка на воздухе, 3) сушка во влажной среде, 4) сушка замещением, 5) лиофильная сушка и 6) сушка в критической точке. Первые два метода просты и понятны. Сушка во влажной среде представляет собой процесс обезвоживания образца при контролируемом уровне влажности. При сушке замещением перед высушиванием производят замену жидкости, имеющейся в порах почвы, жидкостью с низким поверхностным натяжением, такой, как метанол, ацетон или изо-пентан [269]. Последние два метода являются теми же, что используются биологами, и описаны в гл. 11. В основном для твердых почв с низкой влажностью наиболее часто при меняет-ся метод сушки на воздухе, в то в ремя как почвы, имеющие хрупкую структуру, могут быть высушены лиофильной сушкой при быстром замораживании [269]. [c.175]

Многие промышленные полимеры содержат воду. При изучении хар актеристи поверхностгного слоя этих полимеров требуется, чтобы процесс подготовки образцов для анализа в РЭМ не внооил искажения в поверхностный слой. Различные способы приготовления образцов включают сушку на воздухе, сушку в критической точке, излом при низкой температуре и лиофиль-ную сушку. Простейшим из всех является сушка на воздухе. Обычно используемые для подготовки полимеров методы очень похожи на методы, используемые для подготовки биологических материалов, и обсуждаются они в гл. 11 и 12. [c.176]

В работе [367] показано, что отдельные клетки культуры ткани мохшо высушить в эксикаторе с помощью фреона-113 при комнатной температуре. Клетки, укрепленные на покровных стеклах, фиксируются и проходят обезвоживание в 100%-ном этаноле, а затем проходят через постепенные изменения концентрации фреона-113 вплоть до 100%- Образцы, погруженные в фреон-113, переносятся в эксикатор, содержащий Drierite, и откачиваются до давления 3 Па (3 10 Торр). Жидкая фаза фреона-113 испаряется в течение нескольких минут, оставляя клетки, ультраструктура которых сравнима со структурой клеток, высушенных методом сушки в критической точке (рис. 11.22). Дальнейшие исследования должны показать, может ли эта методика быть эффективно использована для кусочков тканей. В работе [368] разработан метод, который позволяет высушивать образцы от этанола в струе сухого аргона без использования сушки в критической точке. Методика дает столь же хорошие результаты, как и другие методы, хотя на чувствительных образцах, таких, как мерцательный эпителий, метод сушки в критической точке дает лучшие результаты. [c.250]

Мы уже обсуждали значение обезвоживающих жидкостей. Переходные жидкости являются химическими препаратами, в которых происходит сушка в критической точке. Критическая температура СО2 составляет 304 К, критическое давление равно 7,39 МПа, а для фреона-13 (монохлортрифторметана) — 311 К и 3,87 МПа соответственно. Промежуточные жидкости используются, если обезвоживающие жидкости не смешиваются с переходной жидкостью. Такая проблема не возникает при использовании этанола или ацетона и жидкой углекислоты СО2, но необходимо вводить промежуточную жидкость между этанолом— ацетоном и фтористым углеродом — фреоном-13. [c.251]

Хотя процедура сушки в критической точке приблизительно одинакова для всех видов оборудования, в действительности существуют важные отличия между различными имеющимися камерами сушки в критической точке, и важно выполнять работу в соответствии с рекомендациями конкретного изготовителя. До тех пор пока оператор помнит, что процесс происходит внутри камеры, в которой достигаются высокие давления, и использует технику с осторожностью, сушка в критической точке может выполняться надежно и эффективно. Важно регулярно проверять клапаны, уплотнения и, где это возможно, смотровые окна. Дальнейшие меры иредосторожности по технике безопасности описаны в статьях [372, 374]. В большинстве случаев сушка в критической точке производится с использованием жидкого СОг, та как он дешевле и доступнее фреона-13. Углекислота СО2 должна быть безводной, не содержать частицы и для удобства должна поставляться в цилиндре с сифоном. Если это важно, то цилиндр должен крепко закрываться изнутри для удаления любых следов ржавчины, которая могла бы загрязнять поверхность образца. Образец до конца обезвоживания следует помещать в контейнере с предохранительной сеткой и с уплотнением. [c.252]

Лиофильная сушка является другим по отношению к сушке в критической точке эффективным методом обезвоживания, хотя всегда имеется опасность повреждения образца кристаллами льда. Замещение объекта проникающими криопротектантами, такими, как глицерин или диметнлсульфоксил, приводит к не- [c.252]

Одно из первейших соображений при выборе подложки состоит в том, что она должна создавать некоторого рода проводящий мостик, так как даже наиболее удачным образом покрытый металлом образец будет быстро заряжаться, если будет электрически изолирован от столика микроскопа. Как обсуждалось ранее, образец может быть уже закреплен на такой подложке, как стекло, пластмасса, слюда, или на одном из мембранных фильтров. В этих случаях необходимо только прикрепить подложку к объектодержателю, используя один из видов проводящей краски, как, например, серебряная паста или коллоидный углерод. Важно закрасить маленькую область на подложке образца и провести краской по ее краю и объектодержателю. Затем образец нужно поместить на несколько часов в печку с температурой 313 К или в эксикатор с низким давлением, чтобы быть уверенным в том, что растворитель проводящей краски полностью испарился до нанесения на образец подходящего покрытия. При монтаже мембранных фильтров необходимо принимать меры предосторожности, так как проводящая краска может проникнуть в фильтр под действием капиллярных сил и завуалировать образец и/или растворители краски могут растворить пластмассовые подложки образцов. Поскольку из аппарата для сушки в критической точке или из камеры для лиофильной сушки образцы выходят сухими, их можно непосредственно закреплять различными методами на металлическом держателе. Одним из самых простейших способов является использование двусторонней липкой ленты. Образцы. насыпаются ил 1 осторожно наносятся на клей, а в случае больших образцов проводящая паста легким мазком наносится от основания образца через липкую часть на металлический объектодержа-тель. Так как двухсторонняя липкая лента является плохим проводником, важно создать проводящий мостик между образцом и металлической подложкой. [c.255]

Так как образец в конечном итоге исследуется в микроскопе в вакууме, вода либо должна быть удалена, либо давление ее паров должно быть уменьшено понижением температуры образца. Нет сомнения в том, что химическое обезвоживание приводит к потере легко диффундирующих веществ из клеток и тканей, вызванной химической фиксацией. Хотя критические сравнительные исследования не производились, оказалось, что не существует большой разницы в воздействии этанола, метанола или ацетона в качестве обезвоживающих реактивов. Однако в работе [421] было установлено, что в растительном материале, обезвоженном диметоксипропаном, обнаружена существенно лучшая сохранность ионов (Ыа+, К+, С1 ) по сравнению с обезвоживанием в ацетоне. Можно обойтись без классических процедур обезвоживания, используя инертные процедуры обезвоживания, предложенные в [422], водно-растворимые смолы, метод заливки в глутаральдегиде-мочевине [423] или пропускание материала, прошедшего фиксацию в глутаральдегиде, через глутаральдегид с возрастающимп концентрациями вплоть до 50%, после чего ткань переносится прямо в эпон-812 [404]. Другая процедура [424] заключается в инфильтрации фиксированных образцов раствором поливинилового спирта (МШ 14 000) с возрастающими концентрациями вплоть до конечной 20%-ной концентрации. Вода затем удаляется путем диализа, а образовавшийся твердый гель связан поперечными связями с глутаральдегидом. Однако оказывается, что эти процедуры незначительно снижают потерю растворимых материалов из исследуемых образцов. Простая сушка образца на воздухе также вызывает перераспределение элементов. Таким же образом процедура сушки в критической точке, которая обычно проводится в конце фиксации и обезвоживания, по всей видимости, приведет к слабому различию в концентрации растворимых веществ, которые давно уже были удалены в процессе [c.283]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология