冷凍掃描電鏡（Cryo-SEM），全稱冷凍掃描電子顯微鏡，是冷凍電鏡（冷凍電子顯微鏡）的一種，將超低溫冷凍制樣及傳輸技術(shù)應(yīng)用于掃描電鏡（掃描電子顯微鏡）中制造而成，利用快速冷凍技術(shù)使樣品中的水分呈現(xiàn)玻璃態(tài)，可以直接觀察高水分含量以及對電子束敏感的樣品。
掃描電鏡是研究材料三維表層構(gòu)造的重要工具，可以用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域，但較多樣品例如生物組織中含有大量水分，為了脫除水分樣品預(yù)處理過程繁瑣，耗時長且會造成樣品變形或損傷，進(jìn)而導(dǎo)致樣品結(jié)構(gòu)形態(tài)成像效果與真實(shí)狀態(tài)差別大。
目前已有多種技術(shù)可以克服上述問題，但在防止樣品水分丟失方面，冷凍掃描電鏡仍是最有效的方法。冷凍掃描電鏡在液氮超低溫條件下迅速冷凍樣品，無需脫水，降低冰晶產(chǎn)生概率，不會使細(xì)胞變形、材料結(jié)構(gòu)變化，并可對樣品進(jìn)行斷裂，再利用低溫傳輸技術(shù)輸送至掃描電鏡中進(jìn)行觀察，極大程度地保證了樣品的本來形貌，是克服樣品含水問題快速且有效的方法。
冷凍掃描電鏡的樣品處理過程包括超低溫冷凍、斷裂、升華、鍍膜等環(huán)節(jié)，可以快速終止樣品的動態(tài)過程，去除樣品表面水分暴露原始結(jié)構(gòu)，便于直接觀察液體樣品、半液體樣品，能夠斷裂樣品來觀察橫截面結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)是否有導(dǎo)電需求來選擇鍍膜或者不鍍膜（一般是鍍金屬或碳涂層），在生物樣本、高分子材料等分析領(lǐng)域具有應(yīng)用優(yōu)勢。
2023年，全球掃描電鏡市場規(guī)模約為36.6億美元，預(yù)計2023-2029年將繼續(xù)以4.6%的年復(fù)合增長率增長。2023年，全球冷凍電鏡市場規(guī)模約為4.2億美元，預(yù)計2023-2029年將繼續(xù)以5.6%的年復(fù)合增長率增長。全球電鏡需求正在向高端化發(fā)展，冷凍掃描電鏡作為高端產(chǎn)品，擁有良好市場前景。
與普通掃描電鏡相比，冷凍掃描電鏡技術(shù)壁壘高，其中，冷凍制備與傳輸系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)樣本迅速冷凍及轉(zhuǎn)移的核心裝置。在全球市場中，英國Quorum公司是代表性冷凍制備與傳輸系統(tǒng)生產(chǎn)商之一，推出的PP3000T掃描電鏡冷凍制備傳輸系統(tǒng)（冷凍臺）技術(shù)水平先進(jìn)，可高效冷卻、自動操作�，F(xiàn)階段我國冷凍掃描電鏡需求依靠進(jìn)口，未來行業(yè)發(fā)展空間大。