什么是系列连续切片成像?
系列连续切片扫描电子显微术(SBEM、SBSEM 和 SBFSEM)是从样品中重复获取高分辨率 3D 图像的一种方式。此方法尤擅在 X,Y,Z 坐标中进行纳米级分辨率的大视野成像。SBEM 通常依赖于扫描电子显微镜 (SEM) 中安装的原位超薄切片机。SEM 将收集切面图像,然后超薄切片机切割样品,暴露要成像的下一层,逐层切割,每层薄至 15 nm。
SBEM 的优势
功能 | 优势 |
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批量检验多个量级的结构 | 保留整个大数据集的细节层次 |
实现无中断的高产出 | 有助于加快样品分析和减少人为错误 |
展现所观察超微结构的特征 | 让您能够从一个样品中得到更全面的结果 |
控制切片和获取流程的各个方面 | 提供充分的灵活性,允许针对给定样品进行优化 |
消除截面损失、损坏和畸变 | 避免禁止的流程来修正损坏和畸变 |
用途
神经系统科学 | 细胞生物学 | 材料科学 | 其他 |
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神经系统科学
对 15,625 μm³ (25 x 25 x 25 μm) 体积数据集中的树突进行 3D 重建,该数据集包含 3View® 系统生成的 500 个小鼠小脑序列图像。树突结构(绿色)、终扣(黄色)和囊泡(红色)。插页图像,从左上方顺时针方向:树突共焦图像;渲染为体积模型的线框曲线;带突触的超高分辨率树突棘模型;显示线框曲线的图像。
细胞生物学:补充共焦
在无血清介质中饥饿 2 小时的 HeLa 细胞(能稳定表达刻蚀坐标玻璃底平皿盖玻片上生长的 LC-GFP)以及共焦显微镜识别的相关细胞的图像。然后,细胞经过原位处理以用于电子显微术,使用氢氟酸溶解盖玻片上的环氧树脂。再次在树脂坯块和 3View 系统生成的连续序列图像中识别细胞。
细胞生物学:发展
左上:高分辨率小鼠肾脏 8192 x 8192 像素图像,像素大小为 1.5 nm。上排中间:大视野小鼠肾脏 8192 x 8192 像素图像,像素大小为 80 nm。右:高压冷冻技术制备的秀丽隐杆线虫;高分辨率小鼠肾脏 4096 x 4096 像素图像,像素大小为 25 nm。样品由加州大学伯克利分校的 Kent McDonald 提供。左下:小鼠坐骨神经 2048 x 2048 像素图像,像素大小为 5 nm。下排中间:小鼠坐骨神经轴突 3D 可视化图像。
材料科学
左上和左下:3View 系统生成的铝表面阳极处理层图像。中间:3View 系统生成的带有锰颗粒的铝合金 3D 可视化图像。3D 数据集包含像素大小为 15 nm 且切割厚度为 15 nm 的 1,000 个 1024 x 1024 序列图像。使用 3D 可视化插件在 DigitalMicrograph® 中创建的 3D 模型。
系列连续切片成像的工作流程
第 1 步:样品制备 固定典型生物样品,使用造影剂对样品进行着色,将样品嵌入树脂中使其保持稳定。 |
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第 2 步:安装并转移到 SEM 中 将样品修整为需要的大小,固定在铝销上,可通过溅射镀膜方法镀上一层金薄膜。将样品销放在 3View 系统中,与金刚石刀接触,门关闭并收回。 |
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第 3 步:优化成像 用户选择合适的电子束条件,类似于标准 SEM 所用的条件,但同时应考虑 Z 方向上的效应。选择合适的放大倍数、像素数和停留时间,以达到理想的图像分辨率、视野和获取时间。 |
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第 4 步:自动成像 用户可自行选择电子束条件来获取序列图像。生成每个图像之前,切割刀都会剥离一层样品表面。 |
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第 5 步:分析 图像堆叠形成 3D 数据集,可使用 DigitalMicrograph® 或第三方软件处理和查看。此时即可进行分段和定量。 |