透析技(ji)術概覽(lan)  

透析這一(yi)現代醫學技術，是仿照腎臟工作原理(li)的(de)一(yi)種機(ji)械(xie)過(guo)(guo)程，模擬(ni)腎臟功能，目的(de)在于幫助(zhu)患(huan)者(zhe)祛除血液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)有(you)害物(wu)質。而血液(ye)(ye)透析導(dao)管(guan)(guan)，作為這一(yi)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)關鍵“橋梁”，它的(de)工作就(jiu)是在導(dao)管(guan)(guan)插入到中(zhong)(zhong)心靜(jing)(jing)脈(mo)系(xi)統(tong)后，連接血液(ye)(ye)透析管(guan)(guan)路(lu)(lu)和透析機(ji)。通過(guo)(guo)導(dao)管(guan)(guan)，透析患(huan)者(zhe)含有(you)代謝(xie)廢(fei)物(wu)的(de)血液(ye)(ye)從導(dao)管(guan)(guan)動脈(mo)端被吸入，經過(guo)(guo)循環管(guan)(guan)路(lu)(lu)和透析機(ji)，透析彌散、對流及吸附等(deng)物(wu)理(li)機(ji)理(li)，減少體內(nei)過(guo)(guo)多的(de)水(shui)分和毒素，使患(huan)者(zhe)電解質和酸堿(jian)平衡得以調節。***終，凈化(hua)后的(de)血液(ye)(ye)在導(dao)管(guan)(guan)靜(jing)(jing)脈(mo)端被泵回(hui)患(huan)者(zhe)的(de)中(zhong)(zhong)心靜(jing)(jing)脈(mo)。

▲ 圖1 血液透析用導管

血液透析(xi)導(dao)管(guan)管(guan)體（圖1）的(de)(de)常(chang)用(yong)材料(liao)(liao)是聚氨酯（PU），硅膠，聚砜等高分(fen)子(zi)材料(liao)(liao)。這(zhe)類(lei)材料(liao)(liao)雖功能強大，但在導(dao)電(dian)(dian)性(xing)上卻略顯不足。使(shi)用(yong)傳統掃(sao)描電(dian)(dian)鏡(jing)時，采用(yong)常(chang)用(yong)參(can)數(shu)（常(chang)規電(dian)(dian)壓，束(shu)流）對其表征時的(de)(de)荷電(dian)(dian)現象十分(fen)明顯，影響成像質量。同(tong)時，由(you)于這(zhe)類(lei)高分(fen)子(zi)材料(liao)(liao)主(zhu)要(yao)由(you)C、H、O等元(yuan)素構成，耐(nai)熱(re)性(xing)有限(xian)。電(dian)(dian)子(zi)束(shu)的(de)(de)轟擊產生的(de)(de)局部高熱(re)可能導(dao)致其發生形變，如熔(rong)融、皺(zhou)縮、塌陷、延展等。為了獲得(de)真(zhen)實且清晰的(de)(de)形貌表征，我們通(tong)常(chang)需要(yao)通(tong)過對樣品表面鍍(du)膜或調整拍(pai)攝參(can)數(shu)以優化拍(pai)攝條(tiao)件。

  蔡司場發射電鏡：洞悉微觀世界  

蔡(cai)司(si)場發(fa)射電(dian)(dian)(dian)鏡(jing)，專為高分辨(bian)率成像而設(she)計。蔡(cai)司(si)Gemini系(xi)列(lie)電(dian)(dian)(dian)鏡(jing)，憑借其(qi)電(dian)(dian)(dian)子束推進器技(ji)術，即(ji)便在(zai)低(di)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)下也能展現出(chu)良好(hao)的(de)分辨(bian)率。蔡(cai)司(si)Gemini系(xi)列(lie)電(dian)(dian)(dian)鏡(jing)的(de)電(dian)(dian)(dian)子槍和(he)探(tan)測系(xi)統(tong)均得(de)到了(le)(le)優(you)化，可實現低(di)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)條件下的(de)高分辨(bian)成像，不僅增強了(le)(le)對(dui)比度，還顯(xian)著(zhu)減少了(le)(le)樣(yang)品(pin)損(sun)傷。在(zai)掃描電(dian)(dian)(dian)鏡(jing)中，因為傳遞到樣(yang)品(pin)上的(de)能量較少，低(di)加速電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)入射電(dian)(dian)(dian)子束的(de)應用有效(xiao)降低(di)了(le)(le)對(dui)樣(yang)品(pin)的(de)穿(chuan)透力，用于對(dui)電(dian)(dian)(dian)子束敏(min)感樣(yang)品(pin)的(de)成像，能夠使敏(min)感樣(yang)品(pin)表面的(de)細微結(jie)構得(de)以(yi)高清呈現，且(qie)無(wu)偽影干擾。

▲ 圖(tu)2 Gemini 1 型(xing)電子光學鏡筒橫截面示意圖(tu)包括(kuo)電子束推進器、Inlens 探測(ce)器和Gemini 物鏡

  案(an)例深度解析  

  導管構造與透析效率  

探究目標：

導(dao)(dao)管管體內(nei)壁(bi)(bi)及外(wai)壁(bi)(bi)結構(gou)（包括孔(kong)(kong)隙(xi)形狀，尺(chi)寸(cun)和排布等(deng)）對(dui)透析效果有重要的(de)影響，且(qie)結構(gou)尺(chi)寸(cun)細(xi)微，觀(guan)測(ce)(ce)時需(xu)要高倍放大觀(guan)察(cha)，所以需(xu)要通過場發射(she)電鏡(jing)來重點探究：1. 管體內(nei)外(wai)壁(bi)(bi)結構(gou)并對(dui)孔(kong)(kong)隙(xi)的(de)尺(chi)寸(cun)做(zuo)出測(ce)(ce)量(liang)；2.導(dao)(dao)管的(de)截(jie)面形態，特別是孔(kong)(kong)隙(xi)在管壁(bi)(bi)內(nei)外(wai)側的(de)分(fen)布與變化趨勢。

樣品制備：

針對樣品不導電(dian)，不耐電(dian)子束(shu)輻照(zhao)且樣品整體呈圓(yuan)弧弧形特性，樣品制備(bei)時截(jie)取小段樣品，采(cai)用液體碳導電(dian)膠穩固固定，并構建導電(dian)通路，確保觀(guan)察區域無干擾。

▲ 圖(tu)3 導管(guan)樣品(pin)內刨面（左）和(he)外壁（右）光學(xue)顯微鏡(jing)圖(tu)片

拍攝技術：

選(xuan)擇合適(shi)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)距(ju)離、電(dian)壓、束流和探測器配置。由于導管孔隙尺寸較小(xiao)，為了在(zai)保護樣(yang)品原始形貌的(de)(de)(de)(de)同(tong)時(shi)捕捉更多的(de)(de)(de)(de)樣(yang)品細節，場(chang)發射掃描電(dian)鏡一(yi)般需要降(jiang)低加速電(dian)壓和小(xiao)束流（小(xiao)光(guang)闌）進行拍攝，以減輕荷電(dian)現象(xiang)。選(xuan)擇合適(shi)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)噪(zao)方式可以有效的(de)(de)(de)(de)減少荷電(dian)對照片的(de)(de)(de)(de)影響。在(zai)使用低電(dian)壓拍圖時(shi)，若在(zai)高(gao)(gao)倍下仍能(neng)看到圖像一(yi)直(zhi)在(zai)漂(piao)移(yi)，可以采用“Drift Comp.Frame Avg.”漂(piao)移(yi)校(xiao)(xiao)正功能(neng)，在(zai)校(xiao)(xiao)正圖像漂(piao)移(yi)的(de)(de)(de)(de)同(tong)時(shi)提高(gao)(gao)圖像分辨率。

圖4是樣品在進(jin)行適當制樣處理后并(bing)且選用合適的(de)(de)拍照條件后拍攝(she)的(de)(de)導管電鏡(jing)圖片，展現了其微觀世(shi)界的(de)(de)精細之美。

▲ 圖(tu)(tu)4 導管電(dian)鏡(jing)圖(tu)(tu)片 a.導管截面(mian)整體圖(tu)(tu)；b.和(he)(he)c.導管截面(mian)放大(da)，可以看到(dao)孔隙尺(chi)寸從內(nei)到(dao)外(wai)逐漸變大(da)；d.和(he)(he)e.導管內(nei)壁電(dian)鏡(jing)圖(tu)(tu)片；f.和(he)(he)g.導管外(wai)壁電(dian)鏡(jing)圖(tu)(tu)片

蔡司(si)場發射(she)掃描電鏡以其優(you)異(yi)的(de)(de)低電壓成像性能，對此(ci)類荷電明顯且(qie)電子束敏感樣品(pin)的(de)(de)拍攝(she)時(shi)采(cai)用(yong)低電壓或超低電壓成像，抑制(zhi)樣品(pin)放電和降(jiang)低損傷。通過優(you)化拍攝(she)條件與降(jiang)噪方(fang)式，實現樣品(pin)高分辨率(lv)圖像的(de)(de)清晰(xi)獲取。