电子探针electron probe

一种新型的电子显微分析技术。全称为电子探针X射线显微分析(electron probe X-ray microanalysis)。
原理 用扫描电子显微镜的高速电子束轰击试样表面的微小区域而得到特征X射线，通过其波谱、能谱状况以分析确定该微区内所含元素的种类和含量，并利用发射出的二次电子信号，进行样品表面形态的观察，从而达到分析测试样品的组织结构和元素分布之间原位的关系。经过计算机数据处理和定标过程，可以得到所需测定的元素含量和分布的面扫描、线扫描或点分析的不同测定结果。
仪器 电子探针显微分析仪的内部结构如图所示。从电子枪发射出的电子经阳极被加速成高速电子流，由聚光镜将其汇聚成极细的电子束。电子束通过物镜和扫描线圈使在试样上微小区域扫描轰击试样激发出试样表面的二次电子和特征X射线。二次电子收集器接收二次电子经放大电路处理成为一幅反映试样表面结构特征的二次电子图像。弯晶色散计是X射线色散仪（波谱）的检测器，用于检测从铍(Be)至氧(O)元素的特征X射线；正比计数器用于测量X射线的能量；固体探测器是X射线能量色散仪（能谱）的探测器，用于检测从钠(Na)至铀(U)元素的特征X射线。检测信号经接收放大分析记录电路处理成为元素分布和含量的谱图。为便于选择和确定分析点，电子探针仪的镜筒内装有与电子束同轴的光学显微镜系统(100～500倍)，确保光学显微镜图像中由垂直交叉线所标记的样品位置，恰与电子轰击点精确重合。

电子探针显微分析仪内部结构示意

样品制备 作为电子探针分析用的植物样品，除了要求得到的样品形貌保持自然状况外，还要求样品中的元素也保持原位，没有淋失和再分布现象。因此，测试样品必须经过固定、真空干燥和喷镀导电膜等处理以后才能进行分析。以往最广泛应用的制样方法是冰冻干燥法，即应用液氮等骤冷剂快速冷冻样品，使植物组织内水分形成无定形冰。然后保持在低温(低于-80℃)下抽真空将冰直接升华而干燥样品。由于冰升华时无表面张力的原理，可以较好地使样品保持原样并使细胞内物质保持原位。
测定范围 电子探针的分析灵敏度很高，绝对检出限量为10^-15～10-¹⁸克。因此，用于原位的微小区域样品分析具有特殊的优越性，已能定性分析土壤和植物样品中元素⁵B～⁹²U，以及定量分析¹¹Na以后的元素。
应用 主要通过土壤和植物微小区域形态中化学元素含量和分布的原位分析，以诊断植物的一些营养问题。
通过电子探针检测根表面和组织内养分的种类和含量，诊断肥料的合理配合施用。如通过电子探针扫描，可以了解氮和磷配合施用以后减少了根表面磷和钙的淀积，增加了根组织内的吸收量。这种对根表面淀积养分的了解，是一般化学方法无法得到的结果。
通过电子探针可研究某些营养失调的生理病，尤其是由于营养元素之间不平衡产生的生理病。对新垦红壤上水稻黄叶病的诊断，分析结果表明，根表面存在氧化铁膜阻止了其它养分的正常吸收，并与硅含量降低有关。
通过电子探针可诊断某些作物抗逆性的机理。从营养元素的累积与运输上比较不同抗逆性作物的特点。如抗盐大麦品种，Na⁺和Cl^-累积在根前端，特别是木质部的薄壁细胞中；而敏感的品种则累积在导管中并很快转运到地上部。
电子探针还可探求某些作物早衰的原因。从营养元素的含量分布与激素的关系上揭示早衰的原因。对燕麦探测，得知早衰叶片中硅(Si)含量增加，并且分布不均衡，这与赤霉素(GA₃)减少有关。
此外，对重金属的毒害诊断，细胞内元素的超微分布等，应用电子探针分析均有特殊的优越性。

电子探针electron probe

系广用于多学科的电子仪器。此仪器依其微区分析技术对试样进行成份分析与形貌的研究，优点是样品不被破坏、分析速度快、直观结果确切。广用于矿山、冶金、环保、化学、公安、材料等。生物医学中可用于对骨骼及牙齿某些元素进行测定等。