主题：【第六届原创】昆虫等小型生物SEM系列~之一 —— 蛾翅鳞片

一直以来，蝴蝶、飞蛾等昆虫都是制作标本的热门选择，因为它的翅膀上花纹好看。翅膀上的花纹都是由鳞片组成的，用光镜就够看了（该图片来自于百度） ↓


对于鳞翅目昆虫来说，其成虫体表被有鳞片和绒毛，其化学成分是碳原子数目不等的烃类，以及高级脂肪酸和高级醇的脂。毒性一般不高，但常会引起过敏和红肿，尤其是小孩。鳞片的主要作用有：防水、脱逃(如被蛛网粘到)、对天敌警戒、种内求偶中的视觉标记、防止体内光活化毒素在光照下毒害自身等。
要研究鳞片的细节，用光学显微镜放大倍数显然不够，于是SEM有了用武之地。


样品为飞蛾，就是米里面爬出来的那种，随处可见；观察区域为翅膀朝向腹部的那一面；观察方法为低真空，无喷镀；机型为FEI Quanta 250 FEG，热场发射。在比较低的放大倍数下，其反映的细节和光镜基本一致，翅面上为比较短的鳞片，到了翅缘，鳞片变长。

在翅面近中央区域，比较短的鳞片排列紧密 ↓



相同的位置，相同的低真空，左右半图为不同的加速电压（下皆同）。在不喷金的情况下，因为组成鳞片的元素原子序数比较低，所以高加速电压打得比较透，可以隐约看到好几层。

在短鳞片和长鳞片的过渡区域 ↓



基本上可以说是短鳞片直接与长鳞片相接，“中长鳞片”非常少。

到了翅缘，就基本都是长鳞片了 ↓



在短鳞片区（翅中区）任取一鳞片进行放大 ↓



鳞片的脉络已经比较清楚了。在低加速电压下，可以观察到鳞片中区基本都是盲孔，而鳞片缘区基本都是通孔。这个不知道是不是会有什么实际意义，不过这一细节在高加速电压下很难被观察到。高加速电压下，中间那块比较亮的地方应该是下面还有好几层鳞片信号叠加的结果。

翅中区的鳞片除了短，边缘也比较平缓 ↓



而翅缘区的长鳞片，边缘就凹凸有致，比较好看了 ↓



可以将通孔附近的细节继续放大 ↓



观察到通孔和盲孔之间的区别也就在一层薄薄的膜上，而且对于脉络的还原，也是低加速电压做得更好。

更高放大倍数下 ↓



再回顾一下观察条件。

如果样品仅仅是用于观察，喷金也许是一个比较好的方法。但是由于该样品结构比较特殊，是松散的层叠结构，即使每个鳞片都喷上了金，也不能保证鳞片和鳞片之间的电荷能够自由流动。因此个人感觉要不就喷非常厚，要不就用非常高的加速电压（>20kV）否则还是有产生荷电影响图片质量的可能性。

如果样品还需要进行接触角等其他实验，喷金就会影响样品的表面成分，毕竟生物体材料的亲疏水性和金属的亲疏水性完全不能相提并论。

综上，低真空配合低加速电压的观察条件，对于该样品的表面细节还原和后续实验，都会更有把握一些。