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【顯微課堂】獲得高質(zhì)量的超薄切片

來(lái)源:徠卡顯微系統(tǒng)(上海)貿(mào)易有限公司   2024年05月31日 11:41  
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UC Enuity如何幫助您得到厚度一致的超薄切片

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超薄切片是諸多科學(xué)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù),其能夠?qū)悠分苽涑珊穸染坏谋∑员氵M(jìn)行電子顯微鏡表征。在超薄切片實(shí)驗(yàn)中,切片的穩(wěn)定性和一致性至關(guān)重要,因?yàn)樗鼘⒅苯記Q定研究結(jié)果質(zhì)量和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。


UC Enuity能夠應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),提供厚度一致且高質(zhì)量的切。其用戶友好的設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了研究過(guò)程,還提高了可重復(fù)性,使研究者對(duì)所得到的結(jié)論更有信心。

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簡(jiǎn) 介


超薄切片是電子顯微學(xué)的重要技術(shù),能夠制備厚度均一的薄片以進(jìn)行高分辨成像和分析表征。由于超薄切片技術(shù)能夠在室溫和低溫條件下精確且靈活地制備樣本切片,它已成為生命和材料科學(xué)研究中的工具[1-6]。超薄切片幫助科學(xué)家精確控制從樣本中切取的薄片厚度,這對(duì)于制備出滿足掃描電子顯微鏡(SEM)或透射電子顯微鏡(TEM)成像要求的切片至關(guān)重要[1]。薄片切片厚度的范圍在TEM測(cè)試中一般為50-300納米,而SEM陣列斷層掃描則通常需要低于50納米的切片[2]。超薄切片所制備的切片質(zhì)量對(duì)各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)結(jié)果的可靠性和可解釋性具有深遠(yuǎn)影響。因此,確保切片質(zhì)量的一致性對(duì)于得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),以及探究實(shí)驗(yàn)的科學(xué)意義至關(guān)重要[1-6]



切片質(zhì)量一致的重要性

在超薄切片中,切片質(zhì)量的一致性對(duì)于準(zhǔn)確進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析和精確測(cè)量至關(guān)重要。切片厚度的變化會(huì)扭曲細(xì)胞結(jié)構(gòu)的尺寸和定量數(shù)據(jù),不利于開展對(duì)比研究工作[1-6]。同時(shí),它們還會(huì)影響下游實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,如免疫標(biāo)記和光譜分析。均勻的切片可確保目標(biāo)分子或感興趣區(qū)域的持續(xù)暴露,從而優(yōu)化標(biāo)記程序的效率和可靠性


確保精確的切片質(zhì)量,對(duì)于提升與超薄切片相結(jié)合分析技術(shù)的敏感性、特異性和可重復(fù)性至關(guān)重要。在體積電子顯微鏡(Volume EM)領(lǐng)域尤為重要,因?yàn)槠湫枰褂么罅繑?shù)據(jù)來(lái)準(zhǔn)確重建3D分子結(jié)構(gòu)。這種方法所需的數(shù)據(jù)通常是從數(shù)以百計(jì)到數(shù)以千計(jì)的連續(xù)切片中獲取的。




結(jié) 果


整個(gè)切片過(guò)程中,使用50納米、70納米和100納米的進(jìn)給設(shè)置選擇不同的切片厚度值,切片速度為1毫米/秒。使用超薄切片機(jī)在納米尺度上進(jìn)行樣品切片,在光照下水槽中漂浮的切片會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色,這是光干涉效應(yīng)的結(jié)果[7]。這種干涉顏色與切片厚度之間的關(guān)系提供了一種視覺(jué)測(cè)量手段[7]。厚度為50納米的切片呈現(xiàn)銀色,而接近100納米厚度的切片則逐漸呈現(xiàn)金色,而厚度超過(guò)100納米的切片則呈現(xiàn)多種顏色(圖1)。透射電子顯微鏡(TEM)分析通常需要厚度在50納米(銀色)和100納米(金色)之間的切片。盡管在某些情況下,所需的切片厚度可能會(huì)偏離這個(gè)范圍。切片或條帶在水上漂浮時(shí)呈現(xiàn)的顏色可以指示其厚度[7]



切片顏色與厚度:范圍相關(guān)性分析

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圖1:顯示了切片干涉顏色與厚度之間的關(guān)系,厚度范圍從10納米到350納米。




使用超薄切片機(jī)制備的切片條帶示例

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圖2:圖A、B和C分別展示了使用50納米、70納米和100納米進(jìn)給設(shè)置獲得的切片條帶。圖D為圖B中切片條帶的放大圖。

在UC Enuity上,可以通過(guò)調(diào)整進(jìn)給步長(zhǎng)來(lái)改變切片的厚度[1]。然而,切片邊緣的質(zhì)量在很大程度上受到切片速度的影響 [1]。當(dāng)速度過(guò)高時(shí),會(huì)導(dǎo)致邊緣不銳利,從而降低切片的質(zhì)量 [1]。因此,必須在進(jìn)給步長(zhǎng)和切片速度之間保持平衡,以獲得符合所需質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的理想切片 [1]。通常,切片速度為1毫米/秒,這是刀具制造商(瑞士Diatome公司)推薦使用的速度。


圖2展示了在切片速度和進(jìn)給之間取得正確平衡后可以獲得的高質(zhì)量切片

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圖3:用于陣列層析成像的三個(gè)連續(xù)切片條帶,每個(gè)條帶包含30張切片,進(jìn)給為70納米。這些條帶是使用UC Enuity Volume EM模塊制備的。在自動(dòng)切片得到條帶后,UC Enuity在每個(gè)條帶的末端添加了兩張厚度為100納米的釋放厚片。

圖3展示了陣列斷層成像實(shí)驗(yàn)連續(xù)切片工作流程的結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,UC Enuity自動(dòng)制備多個(gè)切片條帶,以便稍后在較大的基底(如載玻片或硅片)上收集。圖3展示了收集前的切片條帶。


基于切片干涉顏色和厚度關(guān)系,所有三個(gè)切片條帶中,總共90張切片的厚度一致。


圖4展示了使用進(jìn)給從30納米增加到180納米,所獲得的嵌入環(huán)氧樹脂中的組織切片。由于嵌入的組織樣品在200納米及以上厚度參數(shù)下切片效果不佳,因此該系列沒(méi)有擴(kuò)展到180納米以上。該案例展示了UC Enuity的精確度,確保用戶能夠無(wú)縫地設(shè)置所需的進(jìn)給,從而獲得不同的目標(biāo)切片厚度(見(jiàn)圖1)。

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圖4:在切片過(guò)程中,通過(guò)增加進(jìn)給量從30納米到180納米獲得的實(shí)際切片。




結(jié) 論

切片質(zhì)量對(duì)于電子顯微鏡樣品制備至關(guān)重要。UC Enuity超薄切片機(jī)憑借70多年的專業(yè)經(jīng)驗(yàn),是制備鋒利、無(wú)失真且厚度一致的切片,以進(jìn)行電子顯微鏡分析的重要工具。


UC Enuity因其穩(wěn)定的切片質(zhì)量和用戶友好的操作脫穎而出,無(wú)論是經(jīng)驗(yàn)豐富的研究人員還是新手都能從中受益。通過(guò)提供高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的可重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,UC Enuity減少了切片過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題,從而便于直接比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這不僅有助于節(jié)省時(shí)間和資源,還避免了重復(fù)樣本制備和圖像采集的工作。




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參考文獻(xiàn):(上下滑動(dòng)查看更多)

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