Анализ микроструктуры водных крахмальных систем методами электронной микроскопии

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
 КРИОМЕТОДЫ В ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ СИСТЕМ БИОПОЛИМЕРВОДА.
1.1. Способы замораживания водных биополимерных систем.
1.1.1. Введение криопротекторов 
1.1.2. Замораживание при высоком давлении
1.1.3. Разбрызгивание микрокапель в криосреду
1.1.4. Эмульсионный метод
1.1.5. Замораживание в струе пропана.
1.1.6. Замораживание в жидком гелии
1.2. Устранение разрушающего действия электронного пучка
на объект 
ГЛАВА II. МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМ В РЭМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРИОСТАТОВ.
2.1. Материалы и методы исследования
2.1.1. О выборе препаративного метода
2.1.2. Выбор режима работы в РЭМ с использованием криостатов.
2.1.3. Выбор криосреды.
2.2. Результаты и обсуждение
2.2.1. Водные суспензии целлюлозы
2.2.2. Дисперсии картофельного крахмала
2.2.3. Гели желатины.
2.2.4. Полимерные системы с металлосодержащими кластерами 
ГЛАВА III. СКАНИРУЮЩАЯ ТУННЕЛЬНАЯ МИКРОСКОПИЯ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ
КЛЕЙСТЕРИВАНН0Г0 КРАХМАЛА.
3.1. Материалы и методы.
3.2. Результаты и обсуждение
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ КРИОГЕЛЕЙ КУКУРУЗНОГО КРАХМАЛА.
4.1. Материалы и методы.
4.2. Влияние ароматизаторов на структуру криогеля кукурузного крахмала
4.2.1. Методы растровой электронной микроскопии и сканирующей туннельной микроскопии.
4.2.2. Метод рентгеновской электронной микроскопии.
4.2.3. Метод рентгенографии
4.2.4. Изучение сорбции ионов железа на поверхности криогеля кукурузного крахмала методами РЭМ и РФЭС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Обычно препарирование биологического объекта включает в себя изъятие образца из водной среды, перенос в высокий вакуум, разлом или разрез, обработку химическими соединениями. Кроме того образец в процессе исследования подвергается радиационному и термическому действию электронного пучка. При таком воздействии на образец различных факторов не должно происходить перераспределение или утрата материала в образце, в нем должны сохранятся первоначальные связи. Поэтому представляет интерес использовать не только один метод  электронномикроскопический, но и привлекать другие методы исследования структуры. В настоящей работе при исследовании структуры криогелей крахмапа дополнительно привлекались методы ренгеновской фотоэлектронной спектроскопии и ренТенографии, а также метод термического анализа. Публикации, выполненные за достаточно большой период времени, показывают, что универсальной методики препарирования биополимеров не существует. Однако, авторы отмечают, что некоторые методы, связанные с замораживанием образца, приближаются к универсальным. Криометоды в настоящее время получили признание, но и они требуют большой осторожности при выборе условий препарирования. Кристаллизация растворителя в полимерной системе может явиться источником артефактов. В настоящей работе методическим вопросам криогенного препарирования уделяется большое внимание. Поэтому считаем необходимым посвятить литературный обзор вопросам подготовки объекта к исследованию в электронном микроскопе с использованием криотехники. Изучение возможностей криостатов при исследовании водных суспензий и гелей биополимеров методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии. Изучение желатинизированных дисперсий крахмала методом, сканирующей туннельной микроскопии. Изучение структуры криогелей кукурузного крахмала методом РЭМ с использованием криометодов. Таким образом, при исследовании структуры водных крахмальных систем  набухших зерен крахмала, желатинизированных дисперсий крахмала, криогелей крахмала  нами использовались методы растровой и просвечивающей электронной микроскопии, а также сканирующей туннельной микроскопии. В различных областях науки и техники для объяснения явлений, происходящих на микронном и субмикронном уровне, все чаще привлекается электронная микроскопия. Успехи, достигнутые в последние годы в области электронномикроскопического приборостроения, позволили значительно расширить возможности структурных исследований полимерных систем. В настоящее время просвечивающая ПЭМ и растровая РЭМ электронная микроскопия стали комплексными методами исследования. ПЭМ и РЭМ позволяют получить информацию о морфологической и, в частности, кристаллической структуре образца, а также дают возможность определять химический состав исследуемого объекта, используя аналитические методы. В последние годы интенсивно развивается новый метод исследования структуры  сканирующая туннельная микроскопия СТМ, которая позволяет изучать микротопографию и электронные свойства поверхности с атомным разрешением1,2. Метод СГМ дает возможность исследовать процессы протекания химических реакций на поверхнсти, определять пространственное распределение прореагировавших атомов, а также выявлять взаимосвязь электронной структуры поверхности с реакционной способностью различных поверхностных атомов 3,4. Применение СТМ для исследования структуры биополимеров показало большие возможности этого метода. В работах сообщается, что СТМ позволяет получить трехмерное изображение макромолекул биополимера с высоким разрешением в отличие от ПЭМ, где изображение является проекцией 5,6. Публикации последних лет показывают, что функциональные возможности ПЭМ, РЭМ и СТМ значительно расширились. Это связано как с развитием электронномикроскопического приборостроения, так и с усовершенствованием препаративной техники и соответствующей аппаратуры. В практике электронной микроскопии наиболее широко используется растровая электронная микроскопия. Однако, РЭМ позволяет получить данные о плоскостных характеристиках микроструктуры объекта размере, форме, ориентации структурных элементов. О возможности определить объемные параметры по РЭМ изображениям сообщается в работе .