創(chuàng)新先鋒 | 如何實現(xiàn)大體積综界、大視場的3D電鏡成像
做光學(xué)顯微鏡的蔡司和做掃描電鏡的蔡司是一個蔡司咬跷,不僅如此,蔡司君還活躍于工業(yè)盆述、科研实腹、醫(yī)療、半導(dǎo)體嗡吸、眼鏡鏡片拓坠、相機(jī)鏡頭和望遠(yuǎn)鏡等諸多領(lǐng)域便浮,提供光學(xué)和光電子技術(shù)的解決方案哩拒。
蔡司可提供微米到納米、全尺度全方位的顯微技術(shù)解決方案尤痒。應(yīng)用于生命科學(xué)領(lǐng)域的蔡司光電聯(lián)用系統(tǒng)曾谁,給全球科學(xué)工作者提供強有力的軟硬件支持,幫助科學(xué)家們實現(xiàn)諸多“不可能”悔叽。
隨著生命科學(xué)研究的不斷深入莱衩,人們欲探索越發(fā)精細(xì)的結(jié)構(gòu)就需要更高的二維、三維的分辨率娇澎。過去的二十年里笨蚁,在對生物樣本超微結(jié)構(gòu)的三維重建的技術(shù)中,實現(xiàn)樣品大體積大視場的3D成像上趟庄,常見的有3種解決方案括细,Array tomography、3View和FIB/SEM戚啥。不同技術(shù)之間不分孰優(yōu)孰劣奋单,因為只存在一個決定因素—那就是哪一種最適合相應(yīng)的科學(xué)研究問題。蔡司掃描電鏡完美地配齊了江湖上的這三大技術(shù)方案猫十。
大體積樣品的三維精細(xì)成像往往在生命科學(xué)研究中擁有重要的意義览濒,對比3View,Array tomography和FIB/SEM他們各有各的用武之地拖云,三者在X贷笛、Y軸上的分辨率沒有顯著差別应又,均可做到2.5nm,差異主要是在Z軸分辨率上石被,一般利用Array tomography最佳可達(dá)30-50nm的分辨率饶饿。3View更是可以實現(xiàn)小于20nm的縱向分辨率,如果在3D的所有方向都需要超高的分辨率狰娱,那么FIB-SEM是唯一可以實現(xiàn)iso-voxels(三維像素)達(dá)到5nm以下的技術(shù)湘涉。
綜上所述,如果需要對幾個立方毫米大小的樣品做三維重構(gòu)劈耽,3View是不錯的選擇若棒。
如果需要對樣品進(jìn)行反復(fù)性成像則只有使用Array tomography才能滿足要求。眾所周知拆楣,腦組織的重建需要極大的體量和納米級的分辨率的唆,利用ATUM全自動切片系統(tǒng)結(jié)合蔡司 FESEM,高效且高通量地對腦樣品進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集浅仑,與此同時求瞎,還能留存樣品,實現(xiàn)重要樣品的反復(fù)觀察屿扮。
▲小鼠新皮質(zhì)睦作。視頻出處Cell 162, 648–661, July 30, 2015,Saturated Reconstruction of a Volume of Neocortex
對于遠(yuǎn)小于組織的細(xì)胞樣品研究叹放,可利用Z軸分辨率更優(yōu)秀的FIB-SEM結(jié)合頂扣包埋技術(shù)饰恕,甚至可以與光學(xué)顯微鏡聯(lián)用來有效解決問題。面對分辨率面面俱細(xì)的FIB-SEM井仰,一向“嬌羞”的亞細(xì)胞精微結(jié)構(gòu)埋嵌,也終于肯掀開層層面紗,準(zhǔn)備“對鏡貼花黃”了俱恶。那讓我們來一睹細(xì)胞們面紗下的芳容吧~
利用蔡司 FIB-SEM成像體量較大雹嗦、分辨率高的優(yōu)勢,獲得酵母細(xì)胞3D成像(如下)合是,體素分辨率達(dá)3nm了罪,細(xì)胞器的超微結(jié)構(gòu)清晰可見。
▲酵母細(xì)胞端仰。黃色:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)捶惜;淺藍(lán)色:核;綠色:核周池荔烧;淺綠色:小泡吱七;橙色:脂質(zhì)滴;粉色:微管社殉;紅色:線粒體陷龟;灰色:細(xì)胞壁眨涯。視頻出處:BioTechniques. High-resolution three-dimensional reconstruction of a whole yeast cell using focused-ion beam scanning electron microscopy
對模式藻類Micrasterias denticulate線粒體(如下)的高精度三維立體重建,準(zhǔn)確解析鹽脅迫下線粒體的形態(tài)變化逻事。讓難以觀察的細(xì)胞器表型變化無處遁形~
▲綠藻細(xì)胞器凑溜。紫色:線粒體;淺紫色:線粒體的異常突出畜溺;綠色:高爾基體柔些。圖片出處:J Struc Biol. Ionic stress induces fusion of mitochondria to 3-D networks: An eletron tomography study. Epub ahead of print
用厲害這個詞評價蔡司君技術(shù)上的執(zhí)著和造詣可謂非常合適,厲害二字在字典里的意思是猛烈的手段理章,具備有某項特殊超凡的技能欺枚,或是能做一般人做不了的事情,也是人們現(xiàn)實生活社會中運用較為廣泛的稱贊詞厂均。在生命科學(xué)研究中蔡司君愿與您同在竖习,與您攜手探索微觀世界的更多美好。
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