日立台式扫描电镜用于生物类硅藻分析应用方案

硅藻是一种单细胞植物，其生物学特性使其具有两大特点：一是硅壳使硅藻不易受外界环境影响，可有效保存遗传物质；二是硅藻外壳纹路具有特异性，便于区分种属。硅藻体长一般在1μm～200μm之间[1-2]，目前已知的硅藻约有16000多种，淡水和海水的硅藻各占一半。淡水中以羽纹目为主，海水中以中心目为主。硅藻的生活环境非常广泛，地球上凡是有水滞留的地方，小至小水坑，大至海洋，几乎都能见到硅藻的踪迹[3]。

水中尸体是法医学尸体检验中常见的类型，而判断是生前溺水还是死后抛尸是案件定性的关键。人在溺水过程中，携带硅藻的溺液通过主动呼吸进入肺泡，溺液中的硅藻可穿过损伤的血管膜，进入体循环而到达全身各器官。而死后入水的尸体，由于无法自主呼吸，硅藻仅通过扩散和渗透的方式进入肺泡[4]。因此目前，硅藻检测在诊断溺死的案件中起着非常重要的作用。

在硅藻的定性定量分析中目前国内外大多采用光镜检测硅藻。然而法医研究指出进入溺死者内脏内的硅藻数量比较少，尺寸通常在7～30微米之间[1]，因此理论最大放大倍数只有1000倍的光学显微镜难以对硅藻的形貌和尺寸进行准确鉴定，而利用扫描电子显微镜可以轻松在万倍水平对硅藻进行观测，从而得到准确的形貌和尺寸信息，进而为法医鉴定提供更精确的信息以降低分析误差。图1分别为硅藻在光学显微镜和扫描电镜下的实物照片[5]，光学显微镜由于放大倍数、景深小等限制，在硅藻类样品检测时所获得的关键信息有限。而对于扫描电镜观察该生物类样品则可以轻松胜任。

对于传统硅藻类生物体，由于其内部含有水分和导电性差等原因，在用扫描电镜观察时需要对样品进行脱水或喷金处理，这样的处理往往会破坏样品形貌影响刑侦判定。而采用低真空扫描电镜或环境扫描电镜对该生物类样品直接检验鉴定，则不会对物证的原始形态造成破坏。日立公司台式电镜TM4000 Plus和Flex1000 II系列配置的低真空UVD探头，可以在30-100Pa低真空模式对该生物类样品直接观察，最大程度保证样品的初始形貌，参见图2[5]。

TM4000 Plus主要特点：

• 简便的操作：一键开机，报告导出，光学导航*

• 多种观察模式：形貌、成分、阴影、凹凸、3D等

• 大样品仓设计：最大样品直径80mm，高度50mm

• 丰富扩展功能：冷台，拉伸台，倾斜旋转台等

• 安装要求低：小体积，Win10系统，维护简单

表1 技术参数[6]

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参考资料

[1] 卢慧粉，宋庆军等，扫描电子显微镜在硅藻检测中的应用[J]，信息记录材料，2020,21(3)；

[2] 赵建，胡孙林 . 硅藻检验方法综述[J].刑事技术，2012,37(2);

[3] 胡鸿钧，魏印心.中国淡水藻类系统、分类与生态[M].北京:科学出版社，2006;

[4] 刘鑫，硅藻检测在溺死鉴定中的应用[J].科技资讯2017(33):217-225

[5] 日立科学仪器(北京)有限公司提供图片

[6] https://www.hitachi-hightech.com/cn/