天游线路检测中心 使用低真空 SEM 观察和分析食品

使用低真空 SEM 进行食品观察和分析

进行食品分析的目的是日常质量控制和阐明污染原因。使用光学显微镜观察形态后，通常使用 FT-IR 或质谱分析有机物，并使用荧光 X 射线分析无机物。扫描电子显微镜 (SEM) 是一种可以同时对异物进行更精确的形态观察和精确元素分析的设备。特别是低真空SEM无需加工即可观察分析样品，对于需要快速响应的异物分析非常有效。

使用SEM观察和分析含有大量水分的食品时，存在一些问题，例如SEM样品室是真空的，导致样品中的水升华和变形，以及使用电子束，导致不导电的样品带电。因此，需要对样品进行化学固定和导电处理，费时费力。然而，通过使用具有高压样品室的低真空SEM，可以减少由水升华引起的变形和带电，并且可以按原样对样品进行各种分析。

使用 SEM 观察食物的问题

• 真空减少水分
  → 对样品进行固定和干燥等处理
• 由于使用电子束，因此样品必须具有导电性
  　→【对样品进行导电处理

使用低真空 SEM 可以直接观察和分析

低真空SEM原理

低真空SEM是一种通过增加样品室中的压力来观察和分析样品的方法，同时使用差动泵将电子枪和镜筒保持在高真空中。由于样品室保持低真空（有大量残留气体）（图1），与普通SEM相比，可以抑制含有少量水或油的样品中水分的蒸发。
此外，残余气体被入射电子电离，从而中和样品上的电荷，从而无需进行导电处理（图 2）。

低真空SEM观察示例

图 3 示例：巧克力饼干横截面

巧克力饼干的横截面。我们可以观察到淀粉粒的外观及其周围油脂含量的分布，看起来像黑色的污点。

加压电压：15 kV 摄影放大倍数：×500 背散射电子3D图像

图4 干蒂莫西

这是干梯牧草的背面。蒂莫西是禾本科多年生草本植物，用作兔粮。容易观察气孔的状态和矿物质的分布，这是草科植物的特征。

加压电压：15 kV 摄影放大倍数：×700 背散射电子3D图像

图5糙米横截面

这是糙米的横截面图像。屏幕上部是表皮，右下角的圆形颗粒是淀粉粒。据观察，矿物质分布在表皮下。

加速电压：15 kV 放大倍数：× 500 背散射电子立体图像

低真空SEM法元素分析

图6显示了使用低真空SEM观察和分析糙米胚芽的横截面的结果。当放大胚芽并使用背散射电子图像观察时，观察到白色颗粒。此外，使用EDS进行元素映射的结果发现，Mg、K和P等矿物质分布在白色颗粒中。

糙米胚芽的光学图像

图6 胚胎横截面、背散射电子3D图像和元素图

样品：糙米（胚横截面）
加速电压：15 kV
放大倍数：700 倍

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