ICS71.040.99 CCSG04;N33 中华人民共和国国家标准 GB/T47187—2026 微束分析 体电子显微术 生物样品的 聚焦离子束-扫描电镜三维成像方法 Microbeamanalysis—Volumeelectronmicroscopy— FIB-SEMimagingmethodfor3D-structureofbiologicalsamples 2026-02-27发布 2026-09-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅳ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 原理 2 ……………………………………………………………………………………………………… 5 仪器设备、试剂和材料、环境及试验条件 3 ……………………………………………………………… 6 样品 4 ……………………………………………………………………………………………………… 7 聚焦离子束-扫描电镜序列图像采集 5 …………………………………………………………………… 8 图像数据的三维重构 8 …………………………………………………………………………………… 9 结果报告 9 ………………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 常用试剂配方 10 ………………………………………………………………………… 参考文献 13 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T47187—2026 前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国微束分析标准化技术委员会(SAC/TC38)提出并归口。 本文件起草单位:浙江大学、南方科技大学、中国人民解放军海军军医大学、西湖大学、北京大学、 宁波大学、上海交通大学医学院附属第九人民医院。 本文件主要起草人:洪健、郭建胜、谢礼、王冠、祝建、杨勇骥、邵萌、刘轶群、张兴、王华、毛倩卓、 曹密。 ⅢGB/T47187—2026 引 言 体电子显微术(Volumeelectronmicroscopy,vEM)是当前生命科学研究领域非常活跃的高分辨三 维成像技术,以纳米分辨率揭示完整细胞、组织和小型模式生物的三维结构,获取样品内部结构的三维 全貌,大大提高实验数据的可靠性。该技术以连续超薄切片、序列块表面切削或聚焦离子束切削等不同 方式获得连续的生物样品二维超微结构信息,以高分辨扫描电子显微镜或透射电子显微镜作为成像手 段,通过计算机软件进行三维重构,最终获得生物样品内部结构的三维图像。其中聚焦离子束-扫描电 镜成像技术(Focusedionbeam-Scanningelectronmicroscopy,FIB-SEM)的连续切削厚度(Z轴分辨 率)可达3nm,是小体积生物样品三维重构的最佳方法之一。本文件的制定有助于规范生物样品的聚 焦离子束-扫描电镜试样制备及图像数据采集方法。 ⅣGB/T47187—2026 微束分析 体电子显微术 生物样品的 聚焦离子束-扫描电镜三维成像方法 1 范围 本文件描述了基于常温聚焦离子束-扫描电镜对生物样品进行三维成像的方法。 本文件适用于各种类型的常温聚焦离子束-扫描电镜对细胞、动植物组织、微生物等生物样品进行 三维成像。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T45459—2025 微束分析 聚焦离子束 透射电镜试样制备方法 GB/T45468—2025 微束分析 岩石微孔隙聚焦离子束-扫描电镜三维成像分析方法 3 术语和定义 GB/T45459—2025和GB/T45468—2025界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 体电子显微术 volumeelectronmicroscopy;vEM 通过对毫米尺度的样品进行连续超薄切削,再对获取的连续超薄切片或连续暴露表面采集序列电 镜图像进行高分辨率大尺度三维重构,从而获得样品一定体积内的三维结构信息的技术。 3.2 聚焦离子束 focusedionbeam;FIB 采用聚焦的离子束对试样表面进行轰击,并由计算机控制离子束的扫描或加工轨迹、步距、驻留时 间和循环次数,以实现对材料的成像、刻蚀、诱导沉积和注入的分析加工系统。 [来源:GB/T45468—2025,3.1,有修改] 3.3 聚焦离子束-扫描电镜 focusedionbeam-scanningelectronmicroscope;FIB-SEM 具有FIB及扫描电子显微成像系统的微纳加工与成像仪器。 注:该仪器由离子光学系统、图形发生器、电子光学系统、样品室、信号采集处理系统、真空系统等组成。 [来源:GB/T45468—2025,3.2,有修改] 3.4 重金属染色 heavymetalstaining 采用重金属化合物染色剂对生物样品进行染色,使样品中的细胞结构或大分子吸附不同数量的重 金属,以增强样品中超微结构的图像衬度。 1GB/T47187—2026 3.5 背散射电子 backscatteredelectron;BSE 入射电子在样品中受到原子核的卢瑟福散射而形成大角度散射,而重新逸出样品表面的高能电子。 注:背散射电子产额由样品内部元素的原子核大小决定,组成样品元素的原子核越大,背散射电子信号越强。 3.6 离子束切削/刻蚀 ionbeammilling/etching 采用高能离子束轰击试样表面,将试样的原子溅射出表面的过程。 [来源:GB/T45468—2025,3.7] 3.7 气体注入系统 gasinjectionsystem;GIS 用于向试样表面注入某种气体来辅助完成物质沉积与增强刻蚀功能的系统。 [来源:GB/T45468—2025,3.4] 3.8 前驱气体 precursorgas 含有目标元素,呈气态、易挥发液态或固态,具备化学热稳定性和相应的反应活性或物理性能的有 机化合物。 [来源:GB/T45459—2025,3.2] 3.9 离子束诱导沉积 ionbeaminduceddeposition 采用聚焦离子束诱导前驱气体在试样表面分解形成固态物质的过程。 [来源:GB/T45459—2025,3.4,有修改] 3.10 帘幕效应 curtaineffect 由于试样表面存在成分差异或形貌起伏,离子束刻蚀面存在的条纹状缺陷现象。 4 原理 4.1 离子束切削/刻蚀 在FIB-SEM系统中,从离子源发射的离子束经过聚光镜、限束光阑、消像散器和物镜后,聚焦的高 能离子束按照指定的切削位置和切削厚度对经过重金属染色及树脂包埋的试样表面进行轰击,溅射出 试样表面的原子、分子或离子,形成新的试样表面结构,从而达到离子束切片的效果。 4.2 背散射电子成像 在FIB-SEM系统中,从场发射电子枪发射的电子束经过聚光镜、光阑、消像散器和物镜后,在低加 速电压下对离子束切削后的试样分析表面进行扫描,由背散射电子探测器接收所产生的背散射电子,形 成试样分析表面超微结构的背散射电子二维图像,如图1所示。 注:试样与电子束、离子束的位置关系(以离子束与电子束夹角+52°的仪器为例): a) 图1a)中试样包埋块置于45°预倾台上,聚焦离子束切削试样时样品台倾转到+7°位置,使试样上表面与离 子束垂直,电子束成像时样品台倾转到+45°位置,使试样上表面与电子束垂直; b) 图1b)中试样包埋块置于普通水平钉台上,聚焦离子束切削和电子束成像时样品台均倾转+52°。 2GB/T47187—2026