纳米马达微针的 SEM EDS 联合表征方法

飞纳电镜 Phenom ProX 应用案例

纳米马达微针体系同时涉及微针阵列结构、纳米材料负载和细菌形貌变化，需要形貌与成分信息相互对应。飞纳电镜 Phenom ProX 台式扫描电镜能谱一体机用于完成微针 SEM 观察、关键尺寸测量、EDS 元素分布分析，以及不同处理条件下细菌和生物膜的形貌比较。

图 1 论文信息与研究主题，DOI 10.1038/s41467-026-68376-6

研究体系与表征任务

Z@P-M 纳米马达微针体系

Z@P-M 纳米马达具有 Janus 非对称结构，并负载于透明质酸微针阵列中。ZnO₂ 在酸性生物膜环境中释放 H₂O₂，MnO₂ 催化生成氧气，PDA 在 808 nm 近红外光照射下产生光热效应。非对称结构形成的温度梯度驱动纳米颗粒产生热泳运动。

图 2 Z@P-M 纳米马达微针的制备与作用过程

微针 SEM 形貌与尺寸表征

SEM 图像显示微针阵列排列规则，单针高度约为 637 μm，高于约 100 μm 的表皮厚度；针尖直径约为 28 μm。阵列均一性和针体完整性可通过 SEM 进行直观检查。

SEM 提供的是表面形貌与尺寸信息。对于机械强度、插入力等性能，仍需结合相应力学测试。

EDS 元素分布分析

EDS 结果显示，C、N、O、Zn 与 Mn 等元素在微针中分布均匀。结合材料组成，可确认 Z@P-M 纳米马达已成功并较均一地负载于透明质酸基体中。

SEM 与 EDS 联合分析可以把微针外形、关键尺寸和材料分布对应起来，避免仅凭形貌判断纳米材料是否完成负载。

图 3 微针 SEM 形貌及 C N O Zn Mn 元素分布，单针高度约 637 μm

生物膜穿透与细菌形貌观察

近红外光驱动后，纳米马达运动速度提高，在生物膜中的穿透深度增加。在 Z@P-M 与近红外光共同作用后，SEM 图像显示细菌出现表面粗糙、结构塌陷和解体等变化，生物膜结构受到破坏。

这些结果提供了形貌层面的证据。作用机理判断仍需结合运动轨迹、生物膜深度成像和其他实验结果。

图 4 纳米马达运动 生物膜穿透与细菌形貌实验结果

Phenom ProX 对应的分析流程

适用研究方向

该表征流程可为生物医用材料、微针递送系统、纳米药物载体、抗菌功能材料和生物膜研究提供参考。实际加速电压、探测模式和样品制备方式，应根据样品导电性、目标尺度与分析任务确定。

结论

飞纳电镜 Phenom ProX 在该研究中完成了从微针结构、元素分布到细菌形貌变化的连续表征。SEM 与 EDS 结合后，可以同时回答结构是否符合设计、材料是否均匀负载，以及处理后形貌发生何种变化。

论文信息

Near infrared light driven nanomotors based microneedles for the active therapy of bacterial infected acne

Nature Communications，DOI：10.1038/s41467-026-68376-6