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走査型電子顕微鏡を使った種子の観察
1 目的
 日頃の実験や実習で扱っている,植物や動物の器官の一部を走査型電子顕微鏡を使って観察し,電子顕微鏡の特徴や操作方法について学習する。

2 走査型電子顕微鏡とは
 ・実体顕微鏡などでは観察できない高倍率で試料を観察できる。倍率は50倍から100万倍である。
 ・光を必要とする光学顕微鏡に対して,電子顕微鏡は真空内で電子線を照射し,反射した電子線を解
  析して試料最表面のデータを画面に映す。


3 試料について
 (1)できるだけ,小さく凹凸の少ない試料の方が,ピントが合いやすく全体を観察できる。
 (2)乾いた試料は,金属コーティングをすればすぐに観察できる。
 (3)水分を含む試料(生葉など)は,脱水処理をしなければ変形してしまう。
 ※今回は乾燥試料として,レタスとニンジンの種子を観察した。


4 試料の金属コーティング
 (1)乾燥試料は導電性をもたないため,観察試料としては不適当である。そのため,白金パラジウム合
  金などの薄膜をかぶせる処理が必要となる。
 (2)金属コーティングの方法には,イオンスパッタ装置と真空蒸着装置による方法と,試料に重金
  属を染み込ませて導電性をもたせる方法がある。
 ※今回はイオンスパッタ装置を使い金属コーティングを行った。


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   図1 試料台にニンジン(手前)と
     レタス(奥)の種子を両面テープ
     で固定する。  
  図2 イオンスパッタ装置にて,
    金属コーティングを2分から
    3分程度行う。
   図3 金属コーティングにより白金
     パラジウム合金の薄膜がかぶ
     さった状態。(ニンジン種子)

5 走査型電子顕微鏡内へ試料を固定し,試料室内を真空状態にする。

6 観察
 ・加速電圧について
   電子銃から放たれた電子を試料に照射する際に,電子を加速するために加速電圧を与える。加速
  電圧を高くすると,照射される電子は高いエネルギーをもつ。加速電圧は観察画像に影響し,同じ試料
  を観察しても加速電圧により異なった見え方をする。加速電圧を低くすれば,試料表面の微細な構造
  をより鮮明に観察することができる。また,加速電圧を高くすれば画像の鮮明度が高くなるので高倍率
  観察に向いている。

   図4 試料表面を鮮明に観察する
     ため,加速電圧を5.0kV,電子
     ビームを電子ビームを25に設定。
     図5 ダイヤルを操作し倍率とピント合わせをする。最初は低倍率で
       ピントを合わせ,試料全体を観察する。その後,倍率を上げ表面
       の微細な構造を観察する。

7 観察結果
図6 ニンジン(セリ科) 50倍 図7 ニンジン(セリ科) 500倍 図8 ニンジン(セリ科) 1,500倍
図9 レタス(キク科) 80倍 図10 レタス(キク科) 600倍 図11 レタス(キク科) 1,500倍

8 その他の観察記録
図12 ヒメヒマワリ(キク科)の花粉
1,000倍
図13 ペチュニア(ナス科)の花粉
2,000倍
図14 マリーゴールド(キク科)の花粉
2,500倍
図15 ハエの羽 200倍 図16 ハエの羽 1,200倍
図17 ウサギの赤血球 1,000倍 図18 ウサギの赤血球 9,000倍