GB T 18873-2002 生物薄试样的透射电子显微镜-X射线 能谱定量分析通则.pdf

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1、ICS 17.180.30 N 33 占2-斗411: 、王G/T 18873 2002 i竟，;.XGeneral specification of transmission electron microscope(TEM)-X-ray energy dispersive spectrum(EDS) quantitative microanalysis for thin biological specimens 2002-11-11发布. . 人民共和国-监督检验检疫总局2003-06-01实施发布a 本标准的附录A是资料性附录.本标准由全国微束分析标准化技术委员会提出。本标准由全国微束分析

2、标准化技术委员会归口。GB/T 18873-2002 本标准起草单位z中国人民解放军第二军医大学、中国人民解放军军事医学科学院、复旦大学医学院、上海市计量测试技术研究院。本标准主要起草人s杨勇骥、张德添、俞彰、张训彪。I -, GB/T 18873-2002 2 2. 1 生物试样的透射电子显微镜-x射线能谱定量分析通范围本标准规定了透射电子显微镜-x射线能谱仪定量分析生物薄试样的技术要求和规范。本标准适用于生物薄试样所含非超轻元素的定量分析。术语和定义生物薄试样tbin biological sample 生物薄试样是指采用超薄切片机切成的、厚度为100nm300 nm的生物试祥。2.2 生

3、物薄标样thin biological slandard specimen 生物薄标样是指采用超薄切片机切成的、厚度为100nm300 nm的生物标准样品。2. 3 3 G因子(或平均加重权)G factor( or average aggravating weigbO 生物试样和生物标样的化学组成成分的元素因子。G因子可用下式计算得到zG= .:sC,Z;/A 式中sC，-薄试样或薄标样化学组成中元素z所占的质量分数gZ，-为元素z的原子序数pA-为元素z的原子量。基本原理用聚焦的高能电子束照射生物薄试样的微小区域，该区域中的元素受到高能电子束的激发产生特征X射线，其特征X射线能量对应于相关

4、的元素;特征X射线的强度对应于元素的浓度.采用能谱仪将接收到的特征X射线峰强度与背底强度(即连续X射线强度之比(峰背比与在相同条件下电子束照射生物薄标样中同种元素所获得的相应的X射线峰背比进行比较，确定被测生物薄试样激发区域内各元素的含量。4 5 5. 1 仪器和设备透射电子显微镜gX射线能谱(;机械推进式超薄切片机。生物薄标样的选择生物薄标样的化学成分要尽可能地与被分析生物薄试样相似，且有化学成分定值。1 GB/T 18873-2002 5.2 生物薄标样的厚度与被分析生物薄试样的厚度应相近，必须是采用机械推进式超薄切片机切成的厚度小于300nm的生物薄标样。5. 3 生物薄标样所用的载网应

5、是直径3mm的电子显微镜用标准载网，推荐使用碳载网、尼龙载网或金载网。5. 4 用于制备生物薄标样的基质材料，其G因子应接近于生物软组织的G肉子3.28.5.5 标样应具有较高的抗电子辐射及抗污染的能力。6 生物薄试样6. 1 生物薄试样的厚度应小于300nm，必须是采用机械推进式超薄切片机切成的生物薄试样。6. 2 生物薄试样所用的载网应是直径3mm的电子显微镜用标准载网，推荐使用碳载网、尼龙载网或金载网。7 准备工作7. 1 电子显微镜系统7. 1. 1 7. 1. 2 之间。7. 1. 3 7. 1. 4 开机，抽真空至电子显微镜正常工作所需的高真空后再稳定30min以上。选择测试薄标样

6、所需的加速电压，检测生物薄试样所需的加速电压应选择在35kV75kV调节电子枪的灯丝电流，使束流处于稳定饱和状态。对电子光学系统进行对中调整，使电子显微镜处于最佳工作状态。7. 1. 5 在定量分析过程中，不能再对电子光学系统进行对中调整。7. 1. 6 建议在冷阱中加入液氮，以提高真空度，减少样品污染。7.2 能i曹分析系统7. 2. 1 开机，一般预热30min左右。7.2.2 在不加电子显微镜加速电压的条件下，检测X射线能谱仪的本底计数率，本底计数;r应小于60 cps。7.2. 3 X射线能谱仪的能量漂移范围在工作时间内应小于10eV.如峰位漂移较大，可调节能谱仪中的零位调节系统，使峰

7、位漂移小于10eV. 7. 2. 4 校检脉冲处理器的状态，调节增益，并使噪音信号尽可能减小。7. 2. 5 定量分析前，必须校检能谱仪的分辨本领。用纯Cu，Co、Mn等标样检查Be窗探测器;用含F标样检查超薄窗探测器低能端的分辨本领。7. 2. 6 检查所得结果，手动或自动输入到计算机中，以备定量分析时调用。注z如仪器有自动校正程序，则不需执行7.2. 3和7.2. 4. 8 选择仪器测量条件8. 1 选择加速电压因大多数生物试样在高加速电压下极易受损，如使用透射电子显微镜对生物试样中常含的原子序数小于32的元素(如Na，Mg，P，S、Cl、K、Ca等)进行测试时，推荐的加速电压值为35kV

8、75 kV. 8.2 选择电子束束流在确定的加速电压下，选择电子束束流使X射线的计数率在800cps 3 000 cps。8. 3 选择电子束束斑直径8. 3. 1 保证也子束束斑产生的激发区尺寸不超过待分析区的尺寸，且被分析元素的特征X线的强度足够高(能达到预期的分析精度)。8.3.2 推荐采用的电子束束斑直径2对生物薄试样检测分析可采用正聚焦，束斑直径小于1m。如欲2 -GBjT 18873-2002 测量较大区域的元素成分，可采用相应的散焦束斑。如欲测量较小区域的元素成分，也可采用直径更小的电子束束斑。8. 4 选择被分析元素的X线系8. 4. 1 被分析元素的原子序数Z;32时，采用K

9、线系;8.4.2 被分析元素的原子序数72二Z32时，采用L线系p8.4.3 被分析元素的原子序数Z72时，采用M线系。8.4.4 选择不受重登峰和逃逸峰重叠的话线，在确定有峰重登时应认真作i苦峰剥离。8. 5 选择自E谱仪收i昔计数时间能谱仪收i苦计数时间一般为100s。在测量低浓度含量元素并有精度要求时，应适当延长计数时间，并满足以下公式要求:N，-Nb二三3(Nb)1/2式中zNp-该元素话峰处计数pNb 本底处计数。9 测量分析步骤9. 1 确定分析部位9. 1. 1 在透射咆子显微镜或扫描透射电子显微镜巾寻找试样的分析部位，确定后将分析部位置于电子显微镜的观察中心。9. 1. 2 使

10、电子束聚焦，并保持图像清晰，调整电子束束斑到观察荧光屏的中心位置上，并使分析部位置于荧光屏的中心位置上。在寻找标样和试样时只能移动X、Y轴，不能调整电子光学系统(包括物镜聚焦)。9.2 定性分析选用适当的加速电压和计数时间，收谱后采用峰鉴别检查试样中所含元素的种类。9.3 建立标准样品数据库根据定性分析结果，建立或词用相应的标准样品的数据文件。建立被分析样品的文件清单(元素、价态、线系、测量条件、处理模式)等。9. 3. 1 在完全一致的测量条件下(束流、加速电压、计数时间、放大器的增益、束斑大小及检出角收集标准样品的X射线谱线，并可根据不同类型的试样建立不同类型的标样数据库。如测量条件发生变

11、化，应建立新的标样数据库.9.3.2 在对试样定量分析前，应调用相应程序测量有关标准样品，其分析结果的误差应小于允许误差。9.4 定量分析9. 4. 1 根据试样的特征，采用完全一致的测量条件及调人生物X射线能谱定量分析程序，建立分析试样所需的标准样品数据文件。9.4.2 选用与已建立的标样数据库完全一致的测量条件进行谱的收集。9.4.3 重叠i吉峰和l离。如有谱线重叠时，利用能谱仪的计算机程序进行重叠峰的剥离。必要时应使用成分相近的标样进行验证.9.4.4 本底测量.用设置两个本底窗口的方法进行本底扣除，这时应将本底在T口设置在感兴趣元素i昔峰的近侧，如感兴趣元素较多，应尽可能将本底窗口分别

12、设置在感兴趣元素谱峰的高、低能量段处。或用手动本底划线法扣除本底。9.4.5 计算各元素的特征X射线相应强度比，并计算出试样中各元素的相应含量。10 误差10. 1 误差计算公式3 GB/T 18873-2002 在发布分析结果时，必须同时给出生物薄试样定量分析的相对误差值，其相对误差值的计算公式如下2忑0025.工去xt式中zCb 为标样元素浓度;c. 为试样元素浓度gn一一为测量次数;N 为扣除本底的被测元素的计数平均值。为减小相对误差值，建议选取浓度值较低的标样作为测试用标样.10.2 分析结果的发布1 1 定量分析结果的报告应包括以下信息za) 分析报告的唯一编号;b) 分析报告的页网

13、;分析报告的日期，实验室名称和地址;送样人姓名，单位和地址g样品的接收日期;样品原编号，分析编号及样品特征的描述g分析所依据的标准方法;选用标准样品的种类、级别、浓度、G因子g分析结果和必要的相对误差值$分析仪器及其工作条件，所用标样等;分析报告负责人的签字。11. 2 生物薄试样内非超轻元素的能i普探测极限约在0.1mmol/kg左右，对低于0.1mmol/kg浓度的元素定量分析值应有分析方法的补充说明.1 1 1 c) d) e) f) g) h) j) k) 1) 4 GB/T 18873-2002 附录A (资料性附录)生物组织、G因子计算法A. 1 导言本附录给出了生物组织、生物标样

14、G因子的计算方法。并已计算出了透射电子显微镜X射线能谱仪常用生物软组织的G因子.A.2 生物组织的G因子计算生物软组织的G因子计算法如下gG = z ! A = c;z刀A;. .(A. 1 ) 式中EZ一一元素的原子序数;A一一元素的原子最gC一一薄试样或薄标样化学组成中元素z所占的质量分数gz、A;-分别为元素i的原子序数与原子量6A.3 生物软组织的G因子计算生物软组织的元素、所占质量分数及计算结果如表A.Iz 表A.1 生物软组织的元素、所占质量分数及计算结果元素质量分数z A Z /A H 0.07 l l 1 C 0.05 36 12 3 N O. 16 49 14 3.5 。0.

15、25 64 16 4 S+P 0.02 240 31. 5 7. 7 z / A :l:C;Z; / A, A.4 生物软组织的C因子由表A.1.生物软组织的G因子为3.28.C;Z;/ A. 0.07 1. 50 0.56 1. 00 O. 15 3.28 F d 一一一G/18873-2002 献文考参Hutchinson TE. Microprobe analysis of biological systems. New York.Academic Press. 1981 Han T A. Anderson HC. Appleton T. The use of thin specimen

16、s for X-ray microanalysis in biology. 1 2 J Microsc.1973. 99: 177 第二军医大学建立一种新型Agarose薄标样应用于生物EDX定量分析.杨男骥，郑尊，夏愿耀.学fJ，t.1991.12:673 Chandler jA. A method lor preparing absolute standards lor quantitative calibration and measure-4 ment of section thickness with X-ray microanalysis of biological ultrath

17、in specimens in EMMA. J Microsc.1976.106:Z91 H. Somlyo A V. Somlyo AP. Quantitative electron probe microanalysis 01 biological thin Shuman 5 section: methods and validity. Ultramicroscopy. 1976.1: 317 Harvey DMR, Flowers TJ ,Kent B. Improvement of quantitative of biological X-ray microanalysis. J 6 Microsc.1984.143:249 6 , NOON-的hFH阁。华人民共和国家标准生物薄试样的透射电子显微镜-x射线能谱定量分析通则GB/T 18873-2002 国中 中国标准出版社出版北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，100045电话，68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售68517548 当酝印张3/4字数14千字2003年3月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2003年3月第一版印数1-1500 书号，155066.1-19240 网址版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533