Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Том 1 - Гоулдстей Дж.
Скачать (прямая ссылка):
вызываемых пучком изменениях, как большие разрушения образца, потери
органического материала и испарение летучих элементов. Хотя в настоящее
время возможно проводить анализ при низких токах пучка (0,1-5 нА), при
этом все же имеют место значительные потери материала. Естественно,
количество теряемого из образца материала зависит как от образца, так и
от тока пучка, но обычно оно составляет около 30% [181], хотя в
литературе имеются данные о потерях, составляющих почти 90% [182]. Потеря
массы органического материала является серьезной проблемой, особенно в
случаях, когда количественные измерения выполняются с использованием
спектра непрерывного излучения (см. разд. 7.7.6) и все зависит от точной
меры локальной массы в процессе анализа. Потери массы органического
материала в любых типах электронно-зондовых приборов можно уменьшить за
счет охлаждения образца. В работе [183] и позднее в {181 и 180] было
показано, что потери массы значительно уменьшаются, если образец
находится при низких температурах. В этом заключается другое преимущество
использования замороженных в гидратированном состоянии образцов, хотя
последние исследования показали, что даже охлаждение образца до
температур жидкого азота недостаточно для полного исключения потерь
массы.
По-видимому, невозможно заранее предсказать, будет ли данная система
испытывать потери массы в процессе анализа, и лучше рассчитать, произошла
ли потеря массы на основании стабильности счета при регистрации
непрерывного излучения до, в процессе и после проведения эксперимента.
Действительно, постоянство счета от непрерывного излучения является
чувствительным индикатором потери массы (пониженная скорость счета), а
также другого артефакта - загрязнения (повышенная скорость счета).
Другим артефактом, близко связанным с потерей массы, является потеря
конкретных элементов из образцов в процессе микроанализа. Для
биологических образцов имеется очень ма-
72
Глава 7
ло экспериментальных данных, но для модельных систем имеются данные,
указывающие на потери хлора, натрия, калия, фосфора и серы; таким
образом, есть основания ожидать, что это явление также имеет место в
биологических образцах. Недавний обзор [184] этого вопроса показал, что
потеря анализируемых элементов из образцов представляет серьезную
проблему. Единственным проблеском является надежда на то, что потери
элементов, подобно потере массы, значительно уменьшаются при низких
температурах, хотя и полностью не исключаются. Кроме того, покрытие
тонкой проводящей пленкой может уменьшить подвод тепла к образцу, а также
удержать подвижные фрагменты органического материала, которые в противном
случае испаряются в микроанализаторе [180]. Проводящие покрытия следует
использовать с осторожностью, так как осажденный проводящий слой может
поглощать испускаемое рентгеновское излучение, ослаблять первичный пучок
и во многих случаях приводить к появлению рентгеновских линий, которые
влияют на интересуемый сигнал.
7.7.3. Массивные образцы
Если проводится анализ массивных образцов, необходимо вводить ряд
поправок в классическое уравнение Кастена для количественного анализа:
С, = Л//(<), (7.72)
где С, - локальная массовая доля элемента i в анализируемом микрообъеме
образца, /(,-> - измеряемая интенсивность характеристического излучения
от эталона, состоящего исключительно из элемента г. Интенсивности U и
/(i) измеряются при идентичных экспериментальных условиях. Имеются три
основных метода, которые можно использовать в анализе массивных
биологических систем: метод трех поправок (2ЛЕ-коррекция), метод,
предложенный Кобе ;[ 185]i и Кобе и Милнером [186], и метод отношения
пик/фон [165, 166].
7.7.З.1. Метод трех поправок
Он уже описан в разд. 7.1 данной главы, и мы не будем повторять его
здесь, приведем лишь уравнение введения поправок
Ct = (ZHF);/,//(n, (7.73)
где Z - поправочный фактор, учитывающий различия в среднем атомном номере
образца и эталона; А учитывает внутреннее поглощение генерируемого в
образце рентгеновского излучения, F - поправка на рентгеновское
излучение, генерируемое в об-
Количественный рентгеновский микроанализ
73
разце другим излучением. Флуоресценция, вызываемая непрерывным
излучением, также должна учитываться для биологической матрицы с помощью
фактора Ес. В недавно опубликованной работе [187] обсуждается возможность
применения процедуры метода трех поправок в анализе биологических
образцов.
7.7.3.2. Метод Кобе
Кобе [185] предложил другой способ анализа массивных биологических
материалов. Он вывел уравнение
где 1В- интенсивность непрерывного рентгеновского излучения из образца в
области энергии, соответствующей пику /*, и kiB- константа, определяемая
с помощью эталона.
В методе Кобе необходимость использования поправочных факторов Z, A, F и
фактора, обусловленного флуоресценцией, вызываемой непрерывным
излучением, сведена к минимуму, поскольку близость значений энергий для
