臺灣博碩士論文加值系統

本論文是希望得到高解析度的細胞樣品之掃描電子顯微鏡影像，將細胞樣品固定於低電阻率氧化銦錫(indium tin oxide, ITO)基板上來觀測，並揚棄在細胞表面鍍上導電薄膜的方法。第一部分實驗為將巨噬細胞(macrophage)樣品(raw264.7細胞)固定於低電阻率氧化銦錫基板(ITO)上，利用掃描式電子顯微鏡並設定不同的加速電壓值，來觀測加速電壓對其二次電子影像以及背向散射電子之原子序對比和表面形貌分析影像的影響；另將細胞樣品固定於不導電玻璃的基板上，重複上述實驗，並將所得到的各種掃描電子顯微影像作比較分析。
第二部分的實驗則是將巨噬細胞固定在不同電阻率的基板上，再以掃描式電子顯微鏡觀測個別之二次電子影像，以瞭解基板電阻率對二次電子影像解析度的影響。我們發現巨噬細胞固定在低電阻率的基板所觀測得到的場發射掃描式電子顯微影像的高解析度，不但比固定在絕緣的玻璃基板上所觀測得的要好，亦比固定在導電性更好的銅基板上好。這個方法可以證實，觀測生物細胞樣品之掃描電子顯微影像時，將細胞固定在低電阻率的ITO基板上，則可以得到高解析度的生物樣品形態而不用任何導電性塗層，因此生物樣品形態也不會因導電性塗層而被遮蓋或產生變形。

In this study we used low-resistivity indium tin oxide (ITO) substrate to obtain high resolution scanning electron microscopy (SEM) images of biological samples without any conductive coating. First, the macrophages of raw264.7 cells were immobilized on the ITO substrate and then observed by a field-emission scanning electron microscope (FESEM) at various accelerating voltages. The effect of accelerating voltage on the image resolutions of secondary electron (SE) and backscattering electron (BE) images is significantly large. For example, the morphologies of the macrophages in the BE images is corresponding to their atomic number contrasts at various accelerating voltages. Also, the macrophages of raw264.7 cells immobilized on glass substrates were examined by the FESEM at various accelerating voltages. The results of the macrophages on the glass substrate compared with those of the macrophages on the ITO substrate are much worse.
Secondly, the macrophages were immobilized on substrates with varying resistivity to understand the effect of resistivity on the image resolution of SEM images. We found that the low-resistivity substrate helping acquire high resolution FESEM images for macrophages is much better than not only the insulating glass substrate, but also the good conductive copper substrates. This method confirms that the low-resistivity ITO substrate can supply high resolution for morphology of biological samples in SEM images without any conductive coating. Therefore, details of biological morphology are not obscured or distorted by conductive coating.

摘要 I
Abstract II
目次 III
表目錄 V
圖目錄 VI
第1章 序論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 研究動機 5
第2章 實驗原理 7
2.1 場發射掃描式電子顯微鏡 7
2.1.1 背向散射電子影像 10
2.1.2 二次電子影像 15
2.2 絕緣體試片之電荷累積原理[] 17
第3章 實驗儀器及步驟 21
3.1 實驗儀器 21
3.1.1 場發射掃描式電子顯微鏡 21
3.1.2 鍍金機 21
3.2 實驗步驟 23
3.2.1 不同電阻率之基板的製作 23
3.2.2 細胞樣品製作 24
3.2.3 二次電子影像 26
3.2.4 背向散射電子影像 28
第4章 結果分析 31
4.1 加速電壓對影像的影響 31
4.1.1 二次電子影像 31
4.1.2 背向散射電子之原子序對比影像 35
4.1.3 背向散射電子之表面形貌分析影像 38
4.1.4 加速電壓對影像的影響分析 42
4.2 基板電阻率對細胞二次電子影像的影響分析 44
第5章 結論 47
參考文獻 49

[1] 林良平，微生物顯微鏡學，藝軒圖書出版社，民國91年，第3頁。
[2] 汪建銘，材料分析，中國材料科學學會，民國84年，第259頁。
[3] M. Z. Knoll, Tech. Phys. 16, 467 (1935).
[4] 陳家全、李家維、楊瑞森，生物電子顯微鏡學，行政院國家科學委員會精密儀器發展中心，民國80年，第111頁。
[5] A. C. Crewe, D. N. Eggenberger, J. Wall, L. M. Welter. Rev. Sci. Inst. 39, 576 (1968).
[6] J. J. Bozzola, L. D. Russell, Electron Microscopy (Jones & Bartlett Publisher, Boston, 1999).
[7] A. B. Maunsbach, B. A. Afzelius, Biomedical Electron Microscopy (Academic Press New York, 1999).
[8] M. Osumi, M. Konomi, T. Sugawara, T. Takagi, M. Baba, J. Electron Microsc. 55, 75 (2006).
[9] 陳家全、李家維、楊瑞森，生物電子顯微鏡學，行政院國家科學委員會精密儀器發展中心，民國80年，第118頁。
[10] D. Koga, T. Ushiki, Arch. Histol. Cytol. 69, 357 (2006).
[11] S. Miyamura, S. Sakaushi, T. Hori, F. Mitsuhashi, T. Nagumo, J. Phycol. 41, 114 (2005).
[12] B. Piva, M. Benchimol, Biol. Cell, 96, 735 (2004).
[13] L. Mhamdi, C. Picart, C. Lagneau, A. Othmane, B. Grosgogeat, N. Jaffrezic-Renault, L. Ponsonnet, Mat. Sci. Eng. C-Biol. 26, 273 (2006).
[14] S. Erlandsen, M. Lei, I. Martin-Lacave, G. Dunny, C. Wells, Microsc. Microanal. 9, 273 (2003).
[15] G. Wanner, E. Schroeder-Reiter, H. Formanek, Cytogenet. Genome Res. 109, 70 (2005).
[16] J. Gorelik, Y. Zhang, A. I. Shevchuk, G. I. Frolenkov, D. Sanchez, M. J. Lab, I. Vodyanoy, C. R. W. Edwards, D. Klenerman, Y. E. Korchev, Mol. Cell Endocrinol. 217, 101 (2004).
[17] D. Drobne, M. Milani, A. Zrimec, V. Leser, M. B. Zrimec, J. Microsc. Oxford. 219, 29 (2005).
[18]B. Piva, M. Benchimol, Biol. Cell, 96, 735 (2004).
[19] G. Wanner, E. Schroeder-Reiter, H. Formanek, Cytogenet. Genome Res. 109, 70 (2005).
[20] S. Erlandsen, M. Lei, I. Martin-Lacave, G. Dunny, C. Wells, Microsc. Microanal. 9, 273 (2003).
[21] 汪建銘，材料分析，中國材料科學學會，民國84年，第123頁。
[22] W. Bigelow, Introduction to The Scanning Electron Microscope, www.emal.engin.umich.edu/courses/semlectures/bse1.html
[23] W. Bigelow, Introduction to The Scanning Electron Microscope, www.emal.engin.umich.edu/courses/semlectures/bse3.html
[24] W. Bigelow, Introduction to The Scanning Electron Microscope, www.emal.engin.umich.edu/courses/semlectures/se2.html
[25] 汪建銘，材料分析，中國材料科學學會，民國84年，第123頁。
[26] C. W. Oatley 著，葛肇生、劉緒平、謝信能、余建業、邱秉鈞譯，掃描電子顯微鏡，第一冊，機械工業出版社，民國72年，第153頁。
[27] Instructions: JSM-6500F Field Emission Scanning Electron Microscope (Tokyo, JEOL Ltd., 2001) p. 4-15.