MNCN

sincabecera

Servicio de Técnicas No Destructivas

Laboratorio de microscopia electronica

Servicio de Técnicas No Destructivas: Microscopía Electrónica y Confocal y Espectroscopía

 

 

 

Tarifas 2016

 

 

 

 

El Servicio  de Análisis por Técnicas No destructivas del Museo Nacional de Ciencias Naturales- CSIC de Madrid presta su asistencia a aquellos departamentos y/o grupos de Investigación del MNCN así como a otros organismos o entidades públicas o privadas, que así lo soliciten. El Servicio cuenta con un Microscopio Electrónico de Barrido Ambiental (ESEM_QUANTA 200, con opción de Alto y Bajo Vacío y modo Ambiental) con EDS y WDS; un Microscopio Electrónico de Barrido de Bajo y Alto Vacío (SEM Inspect S) con EDS y CTL; microscopio confocal con espectroscopia RAMAN, un Microscopio Confocal Espectral de fluorescencia, un CT-scan, tomografía Computerizada de Rayos X, y equipos de apoyo como el de  de análisis térmico ATD/ TGA (Perkin Elmer) y un analizador de la distribución del tamaño de partícula por difracción láser (Beckman- Coulter), todos ellos dan al servicio multitud de aplicaciones.

 


EQUIPAMIENTO



Microscopía- Microscopio Electrónico de Barrido FEI INSPECT con detector de electrones secundarios y retrodispersados, el microscopio dispone de un sistema de análisis integrado OXFORD INSTRUMENTS analytical-INCA.

Este microscopio dispone de un detector de CATODOLUMINISCENCIA con sistema de refrigeración con N2 líquido y ampliación espectral hasta el infrarrojo Modelo GATAN Mono CL3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Microscopía- Microscopio Electrónico de Barrido FEI QUANTA 200 que opera con tres modos de vacío (alto vacío, bajo vacío y modo ambiental) con detectores de electrones secundarios y retrodispersados para todos los modos de vacío.

El Microscopio dispone de un sistema de análisis integrado OXFORD INSTRUMENTS Analytical-Inca con dos detectores de Rayos X que se pueden usar simultánea y alternativamente, uno EDS (Energía Dispersiva) y otro WDS (Longitud de Onda Dispersiva).

 

 

 

 

 

 

 

 

Microscopía

- El DXR RAMAN THERMO FISCHER MICROSCOPE, comprado por el Museo, es un microscopio multifuncional que permite ver y analizar, con espectroscopía Raman, puntos con resolucion espacial de 1 micra.

El microscopio incluye 2 láseres de 532 y de 780 nm y un avanzado programa que ofrece espectros con pletina motorizada que permite mapeos espectrales.

Puede trabajar con confocalidad permitiendo análisis de inclusiones internas. Además se dispone de fibra óptica para analizar muestras de gran tamaño que no puedan ser introducidas en la cámara del Microscopio.

Dispone de pletina LINKAM para realizar análisis en rangos de temperatura entre -196ºC y 600ºC.

 

 

 

 

 

 

 

Microscopía- Microscopio Confocal Espectral LEICA TCS SPE, con 3 líneas de láser a 488nm, 532 nm y 635 nm totalmente automatizado.

Dispone de un programa de análisis de imagen MetaMorph a disposición del usuario.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CT

 

 

- CT-SCAN Nikon XT H-160. La captura y medición detallada de componentes internos y características de montaje son casi siempre vitales para el control de calidad, análisis de defectos e investigación de materiales.

El nivel de entrada de XT H 160 ofrece una fuente potente de microfoco, un volumen de inspección amplio, alta resolución de imágenes y una reconstrucción CT ultra-rápida.

Cubre un gran rango de aplicaciones, incluyendo la inspección de pequeños fundidos, piezas de plástico y mecanismos complejos, así como análisis de materiales y especímenes naturales, fósiles, gemas,....

 

 

 

 

 

 

 

 

- Microscopio 3D de alta resolución con Interferometría y Perfilometría LEICA DCM8: Microscopio 3D
Ideal para la obtención de imágenes con el máximo contraste y para la medida de topografías 3D en superficies pulidas y rugosas. Mediante la utilización de esta técnica, la muestra es escaneada verticalmente en una serie de planos, de manera que cada punto de la superficie observada pasa a través de foco. Se obtiene la altura de la superficie en cada píxel, detectando el pico de la respuesta axial con resolución nanométrica.

Dispone de Interferometría de Luz Blanca (VSI), Interferometría de Desplazamiento de Fase (PSI y ePSI) e Interferometría PSI Extendida).

Software de análisis y medición en distancias 2D-3D, ángulos, perímetros, áreas, volúmenes, alturas topográficas, y perfilometría.

 

 

 

 

 

Láser Coulter

 

 

- Láser Coulter. El analizador de distribución de tamaño de partícula es un equipo de Beckman Coulter modelo LS-230 que tiene acoplado un módulo líquido.

Analiza partículas de tamaños comprendidos entre 0,04 y 2000 micras.

 

 

 

 

 

 

ATD

 

 

- El equipo de análisis térmico registra simultáneamente el análisis termogravimétrico (TGA) y el análisis termodiferencial (DTA) de una muestra, desde los 15º hasta 1000ºC, y también puede registrar su enfriamiento  de los 1000º hasta los 15ºC, todo ello en dos atmósferas diferentes, aire y nitrógeno.

El equipo tiene acoplado un automuestreador con 45 posiciones que permite automatizar los análisis.

 

 

- Punto Crítico para secado de muestras Quorum Technologies CPD7501.

Microscopía

 

Microscopía

 

 

- Sputter Coater SC510 BIORAD, para recubrimiento con Oro.

 

- Carbón Coater CC7650 Quorum Technologies, para recubrimiento con Grafito.

 

- Lupa Binocular (2X, 4X) para montaje de muestras.

 

- Ultrasonidos, para limpieza de muestras.

 

- Estufa, para secado de muestras.

 

 

 

NORMAS DE USO DE CADA TÉCNICA:

 

  • Forma de solicitar un Servicio

 

Para acceder a una sesión de cualquiera de las técnicas disponibles hay que ponerse en contacto con el laboratorio, ya sea telefónicamente:

+34 91 4111328 Ext. 1168 / 1161 / 1195;

o por correo electrónico:

ltormo@mncn.csic.es, mfurio@mncn.csic.es, cparadela@mncn.csic.es, ajorge@mncn.csic.es

 

Las sesiones de microscopía electrónica son siempre sesiones con asistencia técnica.

En las sesiones de espectroscopía RAMAN, Microscopía Confocal y Microscopía 3D se podrá trabajar con o sin técnico especialista, en modo autoservicio, tras una instrucción avanzada previa por parte del personal del laboratorio.

Las tarifas sin asistencia técnica tendrán un descuento del 20% en el precio/hora.

 

 

  • Sesiones CON asistencia técnica

 

Los técnicos del laboratorio intentan ajustar el calendario y necesidades de los distintos grupos de trabajo. Para ello se han confeccionado sesiones de duraciones y horarios distintos que permitan una mayor versatilidad y adecuación a las necesidades del usuario con el laboratorio.
Hay disponibles cuatro sesiones, con asistencia técnica, que tienen los siguientes horarios:

 

Mañana: Mediodía: Tarde:
de 8:30 a 12:00
de 9:30 a 13:00
de 13:00 a 14:30 de 14:30 a 16:00

 


Para un funcionamiento más eficaz, salvo en casos especiales, se ruega evitar la reserva de más de 2 sesiones por semana.


Para programar el trabajo a realizar han de ponerse, previamente, en contacto telefónico con el laboratorio. En función del calendario de los usuarios y de la necesidad del nuevo trabajo se programarán una serie de sesiones iniciales. El número y periodicidad de las mismas se realizará intentando completar el trabajo de cada usuario sin que se produzca una acumulación de sesiones, de un mismo trabajo o una misma persona, a fin de evitar un tiempo de espera demasiado prolongado para otros usuarios. Las sesiones han de preverse con bastante antelación para evitar largas listas de espera y aglomeraciones en determinados periodos de mayor asistencia debido a visitantes extranjeros, congresos o revisiones rutinarias. 
La reserva se puede anular en cualquier momento avisando al responsable técnico del laboratorio con tiempo para poder cambiar de turno a otro usuario. Si se repitieran anulaciones consecutivas,  sin haber dado aviso previo, puede optarse por cobrar la sesión aunque no se haya disfrutado.

Debido a la programación a largo plazo que se realiza en algunos casos, puede darse la circunstancia de tener que cambiar y/o anular alguna sesión ya programada. En estas ocasiones se intentará, dentro de lo posible, afectar al mínimo de usuarios procurando ser equitativo con todos ellos.

 

 

  • Condiciones de entrega de Resultados y Muestras

 

Dado que el usuario se encuentra normalmente presente en el laboratorio, al terminar la sesión se llevará sus muestras y los resultados obtenidos. Cuando el usuario solicite una sesión rutinaria que puedan efectuar los técnicos sin su presencia, y siempre de acuerdo con él, se le enviarán los resultados o el informe y las muestras.

 

 

  • Sesiones SIN asistencia técnica

 

Las sesiones SIN asistencia técnica tienen los siguientes horarios:

 

Mañana: Tarde:
de 8:30 a 11:30
de 11:30 a 14:30
de 14:30 a 16:30

 

Para un funcionamiento más eficaz, es conveniente no exceder de 6 horas de uso, a la semana, por persona. En caso de necesitar el uso del servicio durante más tiempo, se podrá ampliar éste tras ponerlo en conocimiento de los técnicos del servicio que informarán de la disponibilidad del equipo. En caso de saturación del servicio se avisará a los usuarios, con antelación, de una reducción del tiempo máximo de reserva.

La reserva se puede anular, en cualquier momento, avisando al responsable técnico del laboratorio con tiempo para poder cambiar de turno a otro usuario. Si se repitieran anulaciones consecutivas,  sin haber dado aviso previo, puede optarse por cobrar la sesión aunque no se haya disfrutado.

Se podrá reservar turno de RAMAN/Confocal durante la semana en curso y las 2 posteriores, dentro del horario del laboratorio (de lunes a viernes de 8:00 a 17:00h).

 

 

  • Compromiso de los usuarios

 

Los usuarios que vayan a manejar el equipo por si mismos tendrán la primera sesión asistida y, en las siguientes, serán asesorados y ayudados por el personal técnico adscrito al servicio hasta adquirir una autonomía en el desarrollo del trabajo. En caso de surgir alguna dificultad durante la sesión no asistida con los equipos, los técnicos del laboratorio podrán asesorar y acudir para la resolución del problema. Dichos usuarios comunicarán al personal técnico las incidencias que hayan podido producirse durante el manejo de los equipos, en especial, las que puedan requerir la reparación o mantenimiento del equipo. Todo ello evitará inconvenientes a los usuarios que quieran utilizar el equipo en la siguiente sesión.

Las rutinas y operaciones más delicadas (los calibrados, alineamientos y cambios de láser) DEBEN realizarlas los técnicos del laboratorio. El entrenamiento de terceros por otros usuarios no es aconsejable ni deseable.

El disco duro del ordenador se limpia periódicamente todos los meses. Se recomienda a los usuarios que una vez finalizada la sesión guarden sus datos en CD o DVD, o en su propio ordenador a través de la ftp del Museo.

 

 

  • Condiciones de entrega de Resultados y Muestras

 

Dado que el usuario se encuentra normalmente presente en el laboratorio al terminar la sesión se llevará sus muestras y los resultados obtenidos. Cuando el usuario solicite una sesión rutinaria que puedan efectuar los técnicos sin la presencia del usuario, y siempre de acuerdo con él, se le enviarán los resultados o el informe y las muestras.

 

 

PREPARACIÓN PREVIA DE LAS MUESTRAS PARA LA SESIÓN

 

 

Microscopía Electrónica-EDS-WDS-CATODOLUMINISCENCIA:


♦ INSPECT Y QUANTA 200 EN ALTO VACíO: Depende del tipo de muestra, pero han de ser sólidos secos, o en la última fase de deshidratación, con los tratamientos de fijación y post-fijación ya realizados El secado por punto crítico y la metalización se pueden realizar en el laboratorio; para ello es necesario reservar hora con antelación mínima de una semana para hacer dicha preparación antes de su observación en SEM. Las muestras húmedas, que requieren punto crítico, se entregarán en el servicio en una suspensión del 100% de acetona o de alcohol absoluto.


♦ INSPECT Y QUANTA 200 EN BAJO VACÍO Y AMBIENTAL: Las muestras se podrán meter sin preparación previa, sin metalizar ni deshidratar e incluso húmedas. Los análisis químicos con EDS en estos modos de vacío son menos precisos.


Espectroscopía Raman:

- Las muestras podrán ser sólidas líquidas o gaseosas. Para muestras sólidas se pondrán directamente sobre un porta de vidrio de microscopia que podrá ser facilitado por el servicio. Para muestras líquidas y gaseosas será necesario traer las muestras en viales.
- Las muestras podrán ser montadas en el laboratorio siempre y cuando el montaje no implique más que ponerlas y fijarlas sobre un porta de vidrio.
- La preparaciones líquidas y gaseosas vendrán en viales, que traerá el propio usuario, y serán colocadas por el técnico en el momento de su observación.

 

Microscopía Confocal:

- Las muestras serán preparadas por los usuarios en sus laboratorios. El MNCN, dispone de un laboratorio de Histología donde se pueden preparar las muestras y realizar tinciones. (Laboratorio de Histología: 914111328 ext: 1144)
- Las muestras que requieran objetivos de inmersión, siempre habrán de llevar cubreobjetos y estar correctamente selladas.
- Los cubres deben tener un grosor de 0.16 a 0.19 mm.
- Si el usuario de confocal va a utilizar cualquiera de los objetivos de inmersión (aceite o glicerina), deberá notificarlo antes al personal técnico del laboratorio para tenerlos preparados y para la posterior limpieza de los mismos.

 

Tarifas 2016

 

 

Galería de Imágenes

Microcristales
Microcristales
Laboratorio de microscopia electronica

Servicio de Técnicas No Destructivas: Microscopía Electrónica y Confocal y Espectroscopía

 

 

 

 

 

 

Principios de las Técnicas

 

 

El microscopio electrónico de barrido es un instrumento que permite la observación y caracterización de materiales inorgánicos y orgánicos mediante el estudio de superficies. A partir del chorro de electrones que incide sobre la muestra se generan distintos tipos de señal desde la muestra (electrones secundarios, retrodispersados, rayos X, etc) que se utilizan para examinar muchas de sus características (topografía, densidad de los distintos componentes).

 

El analizador por dispersión de energía de rayos X (EDS) es una técnica de análisis no destructiva donde la radiación utilizada son los rayos X característicos que emite la muestra como resultado del bombardeo de electrones. El análisis de esta radiación proporciona una información analítica sobre la composición del total o de zonas de la muestra de hasta unas cuantas micras de diámetro. Estos análisis pueden efectuarse sobre muestras biológicas no metalizadas proporcionando un espectro de composición elemental porcentual. Los resultados en muestras biológicas no metalizadas son satisfactorios. No obstante, los valores son mas resolutivos si las muestras están pulidas y si las muestras biológicas son previamente metalizadas. Tanto el QUANTA 200 como el Inspect S están dotados de detectores EDS.

 

El analizador por dispersión de Longitud de onda de rayos X (WDS), instalado en el QUANTA 200, es una técnica de análisis no destructiva donde se pueden hacer análisis de elementos presentes en la muestra en muy baja concentración (no detectables y más precisos que por EDS) complementando así el análisis por Energía dispersiva. Estos análisis pueden también efectuarse en muestras biológicas, si bien los resultados son de mejor calidad cuando las muestras son planas mejorando los resultados en muestras pulidas y metalizadas.

 

El analizador por Catodoluminiscencia (CL) es una técnica de análisis no destructiva que hace un análisis espectral de la luminiscencia que posee la muestra y emite al ser bombardeada por electrones proporcionando información analítica y estructural de la muestra. Los detectores de cátodoluminiscencia MonoCL3 del MNCN en combinación con el SEM Inspect en el que está instalado tiene una gran capacidad resolutiva y muy buena eficiencia cuántica, lo que le permite obtener espectros incluso en muestras con emisiones muy bajas, tales como hidroxiapatitos, carbones, maderas, cálculos renales, cuyos espectros de CL están muy poco estudiados a nivel mundial. Es una técnica complementaria al RAMAN ya que las muestras que poseen luminiscencia y no se pueden ver por espectroscopia Raman se pueden analizar con el detector de Catodoluminiscencia y así poder analizar la estructura molecular en el rango lumínico visible e infrarrojo.

 

La espectroscopia DXR Raman acoplada a un microscopio Confocal es una técnica química que realiza un estudio vibracional, rotacional y de otros modos de bajas frecuencias del sistema. Esto depende de la dispersión inelástica, o dispersión Raman de luz monocromática, normalmente de una luz láser en el visible, cerca del infrarrojo o del rango ultravioleta. La luz láser interacciona con los fotones u otras excitaciones en el sistema provocando aumentos y descensos en la Energía del Sistema. Estros cambios en la energía dan información analítica del sistema. Para facilitar las asignaciones de bandas Raman se utiliza la base de datos libre web de arizona rruff raman y el sistema de búsqueda del web of knowledge. La muestra no necesita ser preparada y solo hace falta un pequeño volumen de ésta (< 1 µm de diámetro).

 

La Microscopía Confocal Espectral permite el estudio de muestras con marcaje fluorescente, haciendo secciones ópticas de las mismas. Se excita la muestra punto a punto por medio de un láser. La longitud de onda de emisión de esa muestra es mayor a la de excitación, y es esta última la que al pasar por un pequeño diafragma (pinhole) permite la detección de un solo plano focal.


Este avance en el campo de la microscopía nos posibilita el estudio tridimensional de las muestras, incluyendo su interior, y en determinados materiales permite la obtención de imágenes de su superficie mediante reflexión.
El sistema también permite realizar plots de microtopografía laser de superficies.

 

El laboratorio de técnicas No destructivas cuenta con un CT-SCAN- XT-H-160 de la casa NIKON, además lleva implementado un software para la realización de evaluación de datos. El equipo permite analizar variables como áreas, volúmenes, porosidad, grosores, densidad, grosor, etc…
Los parámetros de tubo de rayos X que trae incorporado nos permiten seleccionar la mejor configuración según el objeto a analizar, ya sea roca, hueso, diente, tejido, etc… La diferencia de potencial provoca una energía entre 30kv y 160kv.
El MicroCT permite escanear muestras de pequeño tamaño,mediante el movimiento de 5 ejes, X=200mm, Y=200mm y Z= 610mm , con una posible inclinación de +/- 30º y una rotación de 360º. El peso máximo de la pieza a estudiar es de 15 Kg. La distancia entre capas limitada por el tamaño de puntos de Rayos X , en muestras muy pequeñas, y con resoluciones muy altas se pueden alcanzar cortes de 3 µm. En la Tomografía por rayos X computerizada, CT-SCAN, los rayos X o radiografía tienen unos fundamentos muy sencillos.
Se coloca un objeto en un soporte giratorio entre la fuente de rayos  X y el detector. Un microfoco de alta precisión genera la radiación de rayos X y transmite los rayos a través de la muestra. El detector digital captura una imagen en 2D de los patrones de rayos X que pasan a través del objeto, mostrando diferentes tonalidades de gris dependiendo del material y de la geometría. Los materiales más densos –hierro, cobre o plomo- se traducen en las zonas más oscuras que los materiales más delgados o livianos como el plástico, papel o el aire. Para generar un volumen 3D CT, una serie secuencial de imágenes de rayos X en 2D es capturada mientras el objeto gira 360 grados.
Las imágenes entonces pasan por un algoritmo de software de reconstrucción que genera un mapa volumétrico 3D del objeto.

El análisis térmico permite el estudio de la evolución de muestras sólidas en función de la temperatura, analizándose simultáneamente las pérdidas o ganancias de peso de la muestra (ATG) y los efectos térmicos que sufren las mismas (ATD).

En el análisis termogravimétrico se registra de manera continua la masa de una muestra colocada en una atmósfera controlada y en función de la temperatura. Se pueden registrar a distintas velocidades ºC/ min. Permite estudiar reacciones de descomposición, de oxidación, procesos de vaporización,…
El análisis térmico diferencial mide la diferencia de temperatura entre la muestra y un material de referencia mientras son sometidas al mismo programa de temperatura. Se pueden registrar a distintos ºC/ min. Permite estudiar cambios de fase, reacciones químicas, procesos de desorción,…


El analizador de distribución del tamaño de partícula por difracción láser es un equipo que permite medir partículas de entre 0,04 y 2000 micras.
Es un equipo de  Beckman Coulter modelo LS-230 que lleva un láser de 750 nm que incide sobre las partículas de la muestra; éstas desvían la luz con un ángulo fijo que depende del diámetro de las mismas.
El ángulo de difracción es inversamente proporcional al tamaño de la partícula y la intensidad del haz difractado a un ángulo dado es una medida del número de partículas. Se mide el promedio volumétrico de diámetros y la distribución del tamaño de partícula resultante es una distribución en función del volumen.

 

 

Personal Laboratorio

 

Coordinación Científica:


Yolanda Fernández Jalvo (Responsable científica Microscopía Electrónica)


Javier García Guinea (Responsable científico Espectroscopía Raman)


Pablo Peláez Campomanes (Responsable científico de CT scan)

 

Servicio Técnico:


Responsable Técnico:


Laura Tormo Cifuentes


Personal Técnico:


Marta Furió Vega
Alberto Jorge García
Cristina Paradela

 

Forma de solicitar un Servicio:

Ponerse en contacto con el laboratorio telefónicamente (ext.1168) o por mail (ltormo@mncn.csic.es, mfurio@mncn.csic.es, ajorge@mncn.csic.es ) para acceder a una sesión de cualquiera de las técnicas presentes en el laboratorio

Ministerio de Ciencia e InnovaciónCSIC

Web realizada con la
colaboración de

Telefónica