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应用分享 | Axia ChemiSEM在发束中的表征应用

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随着时代的进步和发展,人们对美的追求已经不仅仅局限于脸部皮肤的保养,手部皮肤是否细嫩,头发发丝是否呈现健康光泽,发量是否健康等都会影响一个人的整体气质。头发主要由表皮层、皮质层、髓质层等组成,表皮层主要由许多细小的鳞片重叠而成,这就是我们熟知的毛鳞片,它可以保护我们的头发抵御外界伤害。由于人眼的分辨率有限,所以我们肉眼观察不到微米级别的毛鳞片,借助Axia ChemiSEM落地式钨灯丝扫描电子显微镜,可以帮助我们观察头发毛鳞片的形貌和成分,分析它的健康程度,从而协助我们有目的性从外到内养护我们的头发。


 

毛鳞片的持续打开容易流失头发的营养成分,染发和烫发过程,都有可能导致毛鳞片脱落,孔隙度变大,毛皮质角蛋白丝变性,营养流失等。借助扫描电镜来观察头发表层毛鳞片的形貌,可以观察它的健康程度。我们取了三个人的头发作为样本进行分析对比,命名为A、B、C,观察外在因素对头发毛鳞片的影响。

首先A号样本是经过烫发后喷过发胶的头发,分析结果如下图所示。通过电镜分析我们可以观察到A号样品表面毛鳞片有一定程度的缺失,大小不均匀,这可能是由于烫发导致。低倍观察到整根发丝上面的毛鳞片都有着不同程度的遮盖,经过放大观察后发现遮盖物表面有许多气孔,推测是喷涂发胶导致。喷过发胶后发胶会覆盖发丝表面的毛鳞片,使毛鳞片闭合,头发不容易乱,从而更好的对头发定型。

 

 

其次我们选取了使用染发剂处理过的样本B,并对其进行了显微分析,分析结果如下图所示。通过Axia ChemiSEM钨灯丝扫描电子显微镜获取的图片我们观察到,低倍下观察到的整根头发的毛鳞片闭合的紧密,经过放大以后我们观察到,发丝表面毛鳞片上覆盖了一层类似薄膜状的物质,呈现有规律的水波纹状,毛鳞片更贴合毛干。发束中毛鳞片正常情况下应该是张开的状态,在使用染发剂处理过的头发毛鳞片整齐的闭合在一起,使得头发卷翘的现象大幅度改善。

 

 

最后选取了未经过任何处理的样品C进行分析,结果如下图所示。通过电镜分析我们观察到头发表面的毛鳞片整齐的排列在表面,呈现张开的状态。相比于A、B,未经过处理的头发可能越容易卷翘毛躁。

 

 

Axia ChemiSEM将传统SEM的各种成像模式与实时元素定量分析功能全面集成在一起,可以快速识别更大面积范围内的各类异物,一键获取实时元素分析结果。如下图所示,使用Axia ChemiSEM获取样本表面的成分分析结果,同时包含SEM和EDS数据,采集时间仅需几分钟即可获取表面异物颗粒的成分信息。我们利用EDS元素点分析的方法准确定量分析异物元素,Axia ChemiSEM用户界面集成了传统EDS的所有功能,在对特征区域进行定点元素分析时,不需要切换到其他软件就可以完成分析,可随时对样品表面的异物进行检测,大大提高了分析效率。
使用AxiaChemiSEM对样本进行元素分析发现,样本A与样本B、C中的元素含量差异明显,其中样本A中的Ca含量较低,B、C中的Si含量较高,这说明样本A的取样者可能缺钙,需要多摄入一些高钙的食物。B、C的Ca含量正常,但头发上含Si,说明使用的洗发产品含有硅油。

 

样本A

元素

Atomic %

Weight %

Ca

0.1

0.3

C

53.8

45.4

N

18.4

18.1

O

23.3

26.3

S

4.4

9.8

样本B

元素

Atomic %

Weight %

Ca

0.6

1.8

C

53.6

45.9

N

9.6

9.5

O

34.8

39.7

Si

0.3

0.6

S

1.1

2.5

 

样本C

元素

Atomic %

Weight %

Si

0.3

0.5

Ca

1.3

3.4

C

62.1

49.5

N

12.2

11.3

O

15.2

16.1

S

9.1

19.3

 

全新一代 Thermo Scientific™️ Axia™️ ChemiSEM 智能型钨灯丝扫描电镜,可在低电压及电子束减速模式配合经典的 CBS 探头(同轴环状背散射探头)对不导电样品在不镀金的条件下呈现的成像性能,搭配低真空模式可在不镀膜的情况下对不导电样品进行更真实的能谱元素分析。可用来观察各种经物理、化学、生物处理后的样品的真实形貌,再通过扫描电镜获得的形貌信息和成分信息,给客户提供高效的解决方案。


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