Ультрамикротомия
Ультрамикротомия — это метод разрезания образцов на чрезвычайно тонкие срезы, называемые ультратонкими срезами, которые можно изучать и документировать при различном увеличении в просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ). Он используется в основном для биологических образцов, но также можно приготовить срезы из пластика и мягких металлов. Срезы должны быть очень тонкими, поскольку электроны стандартного электронного микроскопа с напряжением от 50 до 125 кВ не могут пройти через биологический материал толщиной намного больше 150 нм. Для наилучшего разрешения сечения должны быть от 30 до 60 нм. Это примерно эквивалентно разделению человеческого волоса толщиной 0,1 мм на 2000 кусочков по его диаметру или разрезанию одного эритроцита на 100 кусочков. [1]
Процесс ультрамикротомии
[ редактировать ]Ультратонкие срезы образцов делаются с помощью специального инструмента, называемого «ультрамикротом». Ультрамикротом оснащен либо алмазным ножом для большинства биологических ультратонких срезов, либо стеклянным ножом, часто используемым для первоначальных разрезов. В процессе ультрамикротомии задействовано множество других устройств. Прежде чем выбрать область блока образцов для изготовления ультратонких срезов, техник исследует полутонкие или «толстые» срезы в диапазоне от 0,5 до 2 мкм. Эти толстые срезы также известны как обзорные срезы , и их просматривают под световым микроскопом, чтобы определить, подходит ли нужная область образца для изготовления тонких срезов. «Ультратонкие» срезы толщиной от 50 до 100 нм можно просматривать в ПЭМ.
Срезы тканей, полученные ультрамикротомией, сжимают режущей силой ножа. Кроме того, интерференционная микроскопия поверхности среза блоков показывает, что срезы зачастую не плоские. При использовании Эпона или Вестопала в качестве заливочной среды гребни и впадины обычно не превышают 0,5 мкм в высоту, т.е. в 5–10 раз превышают толщину обычных срезов (1).
Из образца, подлежащего исследованию, отбирают небольшую пробу. Образцы могут состоять из биологического вещества, такого как ткани животных или растений, или из неорганического материала, такого как камень, металл, магнитная лента, пластик, пленка и т. д. [3] Блок образца сначала обрезается, чтобы создать грань блока размером 1 на 1 мм. «Толстые» срезы (1 мкм) берут для просмотра в оптический микроскоп . Выбирается участок для разреза для ТЭМ и подрезается грань блока до размера не более 0,7 мм по стороне. Грани блоков обычно имеют квадратную, трапециевидную, прямоугольную или треугольную форму. Наконец, тонкие срезы вырезают стеклянным или алмазным ножом с использованием ультрамикротома и оставляют плавать в воде, находящейся в лодке или корыте. Затем секции извлекают с поверхности воды и монтируют на медную , никелевую , золотую или другую металлическую решетку. Идеальная толщина среза для просвечивающей электронной микроскопии с ускоряющим напряжением от 50 до 120 кВ составляет около 30–100 нм.
Авансы
[ редактировать ]
В 1952 году Умберто Фернандес Моран представил криоультрамикротомию , которая представляет собой аналогичную технику, но выполняется при температуре замерзания от -20 до -150°C. Криоультмикротомию можно использовать для разрезания ультратонких замороженных биологических образцов. Одним из преимуществ перед более «традиционным» процессом ультрамикротомии является скорость, поскольку можно заморозить и срезать образец за 1-2 часа.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ « Электронная микроскопия », глава 4, Джон Дж. Бозцола и Лонни Ди Рассел.
- ^ Кемпф, Ойген Карл (1976). «Малое увеличение: предельная область электронной микроскопии» (PDF) . Информация о ZEISS . 21 (83): 57–60. ISSN 0174-5581 .
- ^ Micro Star Technologies, алмазные ножи
- Хеландер Х.Ф. (1969). «Топография поверхности срезов ультрамикротома». J Ультраструктур Рез . 29 : 373–382. дои : 10.1016/S0022-5320(69)90060-4 . ПМИД 4903906 .