高分辨率成像的生物样品用扫描电子显微镜和阿特拉斯

的一个主要的目标在当前生命科学研究是数字三维重建获得的哺乳动物大脑的复杂的神经回路。亚博老虎机网登录为此,通常大量超微切片机横截面需要纳米分辨率成像。透射电子显微镜(TEM),广泛使用的成像生物样品,提供优秀的分辨率小内成像领域。然而,相当复杂的操作和图像的规模有限导致低效率,增加所需的时间在高分辨率成像大面积。

应对的挑战获得大量的高质量的高速串行图像,卡尔蔡司最近开发出一种新方法:“阿特拉斯™”——一个模块进行自动大面积扫描。阿特拉斯™结合了扫描透射电子显微镜(STEM)成像模式(或者任何其他检测方案)的场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)与一个非常大的数字扫描发生器和图像采集系统高达32 k×32 k像素。FE-SEM的结合建立干细胞成像与阿特拉斯™,大样品室,运动阶段,多个网格示例持有者和高度自动化的卡尔蔡司FE-SEM特性是一个非常引人注目的替代传统的透射电镜成像。

给出合适的样品,可以执行无人值守操作在一段日子。相应的应用程序将和这里介绍。

ATLAS™的关键特性

阿特拉斯™的关键特性包括:

• 充分灵活地选择不同的探测器在不同成像任务包括FE-SEM茎探测器对TEM图像。
• 高度自动化,多站点图像采集过程使无人操作自动运动阶段,重点,stigmation,亮度和对比度调整。
• 智能旋转扫描内存和瓷砖机制保证了串行部分的对齐和收购多个图像在高分辨率网格以及网格网格。
• 使收购灵活的图像大小从1 k×1 k到32 k×32 k像素。
• 查看器软件根据有效地处理几个g的图像。
• 易用性以及高效产出。

最大的光束的能量场发射扫描Eectron显微镜

超微切片机的成像与阀杆横截面探测器在一个FE-SEM非常类似于图像记录在TEM unscattered电子(brightfield模型)和散射电子(暗视野模型)可以收集。然而,分辨率FESEM只有梁的大小是有限的。没有镜头下的样本在FE-SEM消除球差引起的散射角和铬畸变由于能量损失。FE-SEM最大的光束能量通常是有限的30 kV,不需要一个CCD或胶片相机。

的最大束能量FE-SEM限制最大光束穿透深度主要取决于材料组成。重金属彩色生物样品等材料是理想的候选人F亚博网站下载E-SEM低压阀杆。

场发射扫描Eectron显微镜的特点

FE-SEM特性数字扫描发生器和pixelby——像素与CCD图像采集系统或TEM的胶片相机。使用FE-SEM的一个好处是,现代数字采集系统可以提供非常大,在ATLAS™giga-pixel帧大小存储在一个单一的形象。

典型的巨幅CCD相机对TEM只提供2 k x 2 k,帧存储大小与更大的格式只能大幅增加成本。

大得多的、高质量的数码扫描图像从FE-SEM转化为获得更高效的瓷砖覆盖很大的区域。然而,瓷砖可能没有必要与单一图像提供60至100微米的视野2或3 nm像素的分辨率。

图1所示。的独特安排brightfield (BF)和暗视野(DF)二极管的蔡司多模抑制检测器。男朋友和DF电子可以同时收集和处理在一起。男朋友倒DF大油田是典型的配置来看,超过100微米甚至照明。

决议在干细胞模式可高达0.6 nm FE-SEM接近TEM和阀杆的图像质量会超过TEM在某些方面(如对比)。一些例子显示图像质量与FE-SEM容易做到阻止模式在以下。

图2所示。干细胞图像标记然后10 nm的电镜下观察大鼠下丘脑在Lowicryl HM20环氧,没有污点。

图3所示。阀杆的轴突有髓鞘无污点的鼠海马超节3纳米间距。

ATLAS™——任意扫描发生器和数字图像采集系统

的阿特拉斯™是一个任意扫描发生器,数字图像采集系统能够单一图像存储多达32 k×32 k像素。ATLAS™提供精确控制梁的挠度,停留时间(100 ns增量)以及更高层次的过滤和装箱算法。有完全控制整体马赛克宽度,高度,像素大小,瓷砖分辨率和瓦重叠在阿特拉斯™软件。

此外,阿特拉斯™提供控制FE-SEM汽车功能,如自动对焦,亮度和对比度,梁stigmation和旋转扫描内存,以确保在毫米尺度纳米分辨率和高图像质量。有额外的函数图像的实时审讯,重复特定的瓷砖,甚至电子邮件服务器对远程用户的更新来进步。

图4显示了多样品旋转木马持有人可以扩展到12-sample持有人(上),TEM网格的照片(中间)和formvar涂布槽网格与17个系列超部分(底部)。DF和男朋友探测器的低放大投影下面示例是可见的黑色十字形和中央明亮的圆分别从正确的图像。

图4所示。多样品的图像旋转木马,TEM网格旋转木马夹持器和formvar槽网格也连续超部分。

设置和运行典型的阿特拉斯™工作

一个典型的阿特拉斯™工作可以设置在几小时内,然后运行无人值守的天。马赛克镶嵌的选项面板允许定义参数和自动功能。如图5所示,马赛克维度,单一的瓷砖像素大小,单瓦决议,停留时间和重叠面积大小等,可以选择在初始设置过程根据工作的需求。一般来说,ATLAS™的应用程序如下:

• 示例加载到FE-SEM。选择“创建一个马赛克”从阿特拉斯™用户界面紧随其后的是“马赛克批处理”的设置,包括“舞台的位置”,“马赛克参数”和“自动功能”等。
• 根据需求定义镶嵌后的工作参数,图像采集将自动开始只需简单地点击“执行”。
• 生成的图像块高像素的分辨率可以处理和缝合的集成查看器软件。
• 缝马赛克可以查看和导航、输出和保存查看器所需的分辨率。

图5所示。马赛克选项面板显示任意参数设置和自动功能。

图6显示了一个典型的单一网站6×2马赛克覆盖一个250微米宽超部分。每个12瓷砖48-micron的视野,和一个24 k×24 k像素图像显示2 nm像素的分辨率。

图6所示。6×2马赛克图像记录的鼠海马超微切片机横截面的杆探测器。

图7所示。鼠海马缩放图像从一个瓷砖的24 k×24 k像素。

单瓦的高像素密度可以通过连续的放大可视化。模拟放大从单个24 k×24 k像素平铺显示了极端的视野像素密度功能如图7所示。例如,这里只有一个瓷砖收购时间是19分钟,整个工作只需要3.8小时。10像素TEM相机,需要300多幅图像覆盖这个地区一个等价的像素分辨率,也导致相应post-image处理更大的负载。

多个网站和多个网格

可以做多个站点在一个网格和重复这个过程在多个站点上多个12-carousel持有人的网格如图8所示。选址是手工完成,由操作员执行前一个自动运行。简单的旋转扫描内存在每个站点上确保对齐网格以及网格内串行部分网格。

图8所示。多旋转木马夹持器的配置有12个网格内导航的“智能SEM®”阶段。

软件

一旦自动化工作完成后,生成的图像块可以被集成查看器查看和缝合软件获得大面积的全景图像。查看器允许用户有效开放、缝合、导航、输出/保存并智能地重新呈现大型地图集™产生的二维数据集。

总结

FE-SEM基于干细胞成像结合图集™是一种新的高分辨率,高吞吐量成像技术对组织样本和提供了一个替代传统透射成像的生物样本。你是不再局限于只在高分辨率成像的一个小区域样本。这里FE-SEM-based干细胞结合图集™大量图像采集是更好的解决方案。

确认

我们赞赏道格·魏博士和他的团队为他们开拓ATLAS™开发思想和全力支持。

约翰•林业局中心学习和记忆,德克萨斯大学奥斯汀分校是感激地承认提供样品和热烈讨论。

这些信息已经采购,审核并改编自卡尔蔡司显微镜GmbH是一家提供的材料。亚博网站下载

在这个来源的更多信息,请访问卡尔蔡司显微镜GmbH是一家。