低温电子显微镜(EM)是近年来取得显著和持续发展的一个领域。这很大一部分是由于它适用于冷冻和水合生物材料的成像，避免了室温样品制备常见的人工制品。然而，低温技术并不局限于生物学应用:越来越多的材料科学家正在利用该技术研究束敏感材料(万博电脑网页版登录如聚合物和III-V型半导体)和真空不相容材料(固液界面，如水凝胶和电池)。
低温电磁样品的一个关键特征是它们是玻璃化的，这意味着样品中的水凝固了，而没有形成冰晶(也就是说，它保持了室温结构的冻结)。这对生物样品非常重要，因为生物样品通常80%以上是水，冰晶的形成会造成破坏和人工制品。玻璃化可以通过骤降冷冻(将小样本放入液氮冷却的乙烷或丙烷中)、猛击冷冻(使样本与液氮冷却的金属块快速接触)或高压冷冻(高压和液氮同时应用)来实现。在高分辨率下成像冷冻和水化样品的超微结构需要在显微镜内保持低温环境，低温TEM利用专门的样品支架和成像协议，以避免样品升温。
在生物和材料科学中，在室温下制备各种类型的TEM样品通常具有挑战性。低温样品增加了额外的复杂性。低温样品不能直接处理，必须保持在-80°C以下的温度，不能暴露在空气中的湿度，非常小和脆弱。样品还必须足够薄，以便电子束的传输。目前已有两种制备TEM用低温薄样品的方法，低温超显微切开术(使用金刚石刀在低温下产生薄片的显微切开术)和。低温超显微切断术是一种非常专业的方法，有许多挑战，可以引入样本损伤，并有有限的能力选择样本中的特定区域。在栅格上，低温fib铣切要求在冷冻前将感兴趣的特征定位在TEM栅格的中心区域，由于样本大小和处理要求，这并非易事。它还需要被研磨的冷冻样品的整个厚度，这限制了样品的冷冻方式和可以使用的样品类型，因为HPF样品太厚，无法研磨，而其他冷冻技术限制了不大于单个细胞的样品。
非低温样品的位置特异性TEM片层制备的常用方法是现场FIB提升，详细在以前的博客．该方法使用FIB对样本进行磨铣，使用OmniProbe对磨铣后的样本进行提升，并将其转移到提升网格中。一旦连接到网格上，样品就会变薄。样品附着到OmniProbe和网格使用束辅助沉积。由于针尖是在室温下，这种方法不适合低温应用，即使有一个冷却的针尖，传统的附着方法也不会工作，因为显微镜内的低温条件导致不可控的沉积。万博电脑网页版登录
低温轴的早期设计用于执行低温FIB提升
然而，通过对OmniProbe纳米操作器进行改进，可以适应于低温标本的提取过程，包括生物和非生物标本。OmniProbe的改进使探针尖端的冷却不需要额外的硬件(除了显微镜中的低温台)。探头尖端温度应低于样品，但高于抗污染装置(ACD)，即ACD <探头<样品。ACD的设计使腔室中的任何污染物都凝结在ACD上，而不是在低温下凝结在其他部件上，并且必须是系统中最冷的部分。Omniprobe通过ACD对探头进行被动冷却来达到这种平衡。ACD通常至少有20个oC比样品低，使用的无源连接的效率意味着探头通常在10左右oC比ACD温度高。
最后的挑战是将冷却的探针连接到样品上。传统的束辅助沉积方法不能工作，因为注入腔室的气体在样品上凝结成厚层，填充了磨细的沟槽。我们已经开发了一种方法，它使用低蒸气压气体，当注入时沉积在样品和探针上，允许探针连接到样品上，而不污染或损坏举升样品。所使用的气体是一种标准的GIS化学物质，旨在提高碳的离子束铣削速率，而不是用于沉积。使用这种方法意味着相同的工作流程可以用于室温和低温提升，只有轻微的变化。
过程演示了提取的酵母细胞(乐购值酵母)作为对照样本与文献结果比较，这是有充分记录的。
虽然低温提升解决方案的开发是针对生物和电池技术，但我们也看到它用于一些意想不到的应用。万博电脑网页版登录其中包括用透射电镜(TEM)样品观察牙膏纳米粒子的分布，用低温断层扫描(xrd)样品研究冰淇淋脂肪分子的孔隙大小和冰晶形成之间的关系(冰晶是导致冰淇淋在重新冷冻时变脆的原因)。
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