在扫描电镜中成像生物组织和细胞的内部细节

扫描电子显微镜是细胞生物学家可以利用来检查细胞内部结构的工具之一。样品必须经过复杂的制备步骤以承受显微镜内的低压和高温环境。

本文详细介绍了利用扫描电镜成像生物组织和细胞内部结构的四种方法:

• 固定，脱水并嵌入树脂中
• 快速冷冻，断裂和涂层
• 冷冻纤维
• LS疯牛病检测

固定，脱水，嵌入树脂

在各种方法中，最简单的一种是用重金属染色固定样品，脱水，并在成像前将其放入树脂中。由于树脂是不导电的，可以先用银色涂料包裹样品，然后再涂上金色。然后将树脂安装在一个特殊的切片机上，用钻石刀露出一块新的区域，从而对块表面进行成像。

肺组织块面~1mm宽

另一种方法是，使用皮刀(刀)来切薄片，薄片可以安装在样品架或胶带上，在用透射电子显微镜或更可能的STEM(扫描透射电子显微镜)观察之前，它可以安装在一个支架上，并涂上金或钯，因为它具有更多的成像几何形状。

STEM亮场切片组织图像

stem与TEM相比的主要优势在于能够利用TEM中不能空间相关的其他电子信号，包括二次电子、散射电子束电子、特征x射线和电子能量损失。STEM通常需要薄的样本切片，并可以使用各种暗场成像几何图形和光束能量提供不同的视角或对比的样本，以建立一个代表性的图像。STEM还具有传统SEM的优势，因为它提供了更高的空间分辨率。

使用这些方法，可以获得高分辨率的图像，例如下面的图像，它被放大成一个组织样本，在那里核膜，线粒体和其他细胞结构可以清楚地看到。

16k x 16k像素图像，1.0us/pixel, 6nm像素

Tescan还提供了图像Snapper软件，可以将这些图像拼接在一起，形成如下使用36张16k x 16k图像拍摄的全景图。

单个部分的大全景图

快速冻结，骨折和外套

冻裂、冻蚀或冻破是一种用于检查细胞内部结构的方法，其方法类似于用于细胞外表面成像的快速冷冻和涂覆方法。尽快进行冷冻以使冰晶的尺寸最小化，然后将样品转移到一个工作站进行断裂、蚀刻和涂层，然后再移动到SEM。

cry-fractured叶子

冷冻骨折提供了一种打开细胞和组织的方法，以获得细胞质和细胞核的内部视图，如果骨折平面穿过细胞器，也可以提供细胞器的内部视图。

对于在裂缝面上的结构更深的视图，可能需要选择性去除可溶性或其他组分。这可以通过锇消化，甘油萃取来实现，通过延迟固定直至冷冻骨折和解冻，或通过用洗涤剂预先处理，除去细胞膜并洗掉可溶性组分。

冷冻纤维

Cryo-Fib需要SEM到一个下一个级别。这种技术在工业中已经很受欢迎，特别是在半导体行业中。但是，在生物学背景下，它也表现出价值。在冷却阶段使用快速冷冻Cryo样品，研究人员可以制作完整厚度组织样品的深度剖面图像。

从本质上说，SEM可以用来记录图像，然后聚焦镓或氙离子束(1-2nm)可以消融或切断组织或细胞的受控切片，以显示成像的下一个水平。这样，对于扫描电镜，脂质和水的结构是固定的冻结，并可以观察在他们的自然状态。

一种欧洲白蜡树叶片的定点Cryo-FIB

LE疯牛病检测

精确的样品制备方法对于生物样品至关重要。一些样品可以遭受充电效果，并且也可以被高能电子束损坏。通常，生物样品具有非常精细的表面特征，并且涂覆具有各种导电材料的这些样本可以快速地降低来自所获取的图像的信息。亚博网站下载

组织和细胞常用锇固定剂染色以增强对比。在这些情况下，使用低能量背散射电子(BSE)探测器是必要的，以观察非导电衬底周围的准备组织或细胞。

低能疯牛病探测器生物细胞的图像从薄片在磁带上拾取。注意信号已被反转，以匹配典型的TEM图像

通过弹性散射相互作用与样本的弹性散射相互作用，BSE被回到样本中，并用于检测具有不同化学组合物的区域之间的对比度。通过低能量BSE及其较低的辐射损坏，可以在没有伪成物的情况下在其自然状态下观察样品。

该LE疯牛病检测器允许在比疯牛病检测器通常获得的更低的加速电压下获得疯牛病图像。这意味着可以更快地对大面积区域进行扫描和成像。这也允许在低加速电压下对非导电样品进行BSE成像，减少电荷积累和相互作用体积的大小，从而提高空间分辨率。

Tescan已经推出了这个区域，Mira3能够使用Le-BSE快速扫描和图像大面积，但具有高空间分辨率和16K像素成像。TESCAN图像Snapper全景软件处理此数据允许在不缩小高分辨率的情况下获得高像素密度全景，而不缩小高分辨率的生物样品的一系列全景高质量图像。

MIRA3

MIRA3是一种扫描电镜系统，具有快速图像采集，超快速扫描系统以及动态和静态补偿。该系统具有利用束流减速技术(BDT)在低和超低电子着陆能量成像的能力。BDT减少了光学像差，允许在低能量聚焦光斑大小和高分辨率成像。有多种BSE探测器可供选择，包括LE-BSE探测器。

MIRA3也是低真空和高真空操作的理想选择，具有适合所有应用的腔室几何形状，可以轻松配置STEM检测，提供高空间分辨率成像。该系统还可以配置低温阶段和低温转移能力，用于低温fib和冷冻断裂实验的低温成像。

TESCAN USA Inc .)

特斯拉于1991年由一群来自特斯拉的管理人员和工程师创立，其电子显微镜的历史始于20世纪50年代，今天的特斯拉是全球知名的聚焦离子束工作站，扫描电子显微镜和光学显微镜的供应商。TESCAN的创新解决方案和与客户的合作性质使其在纳米和微技术领域处于领先地位。该公司自豪地参与了在一系列科学领域的著名机构的首要研究项目。TESCAN在价值、质量和可靠性方面为客户提供一流的产品。TESCAN USA inc .)的北美手臂TESCAN奥赛控股一家跨国公司合并建立的TESCAN捷克公司,全球领先供应商的sem和聚焦离子束工作站、物理奥赛和法国公司,世界领先的定制的聚焦离子束和电子束技术。

这些信息的来源、审查和改编来自TESCAN提供的材料。亚博网站下载

欲了解更多信息，请访问Tescan.com．