เล่ม EM ~ การสร้างภาพ 3 มิติ ~

เป็นเทคนิคการสังเกตและวิเคราะห์โครงสร้างภายในของชิ้นงานโดยใช้การสร้างภาพสามมิติโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน มีวิธีการสังเกตสามมิติสองวิธีโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน วิธีแรกคือวิธีการสร้างภาพสามมิติที่ซ้อนภาพตัดขวางที่จับภาพได้ตามลำดับ (การถ่ายภาพแบบอาร์เรย์, การถ่ายภาพแบบบล็อกต่อเนื่อง, FIB-SEM) และอีกวิธีหนึ่งคือการสร้างภาพสามมิติโดยการคำนวณจากภาพฉายของชิ้นงานในแนวเอียงต่อเนื่อง (การถ่ายภาพแบบ TEM)

คลิกที่นี่เพื่อดูรายละเอียดของแต่ละเทคนิค

การตรวจเอกซ์เรย์

การถ่ายภาพแบบอาร์เรย์โทโมกราฟีให้ข้อมูลสามมิติของตัวอย่าง เช่น เนื้อเยื่อทางชีวภาพ ตัวอย่างที่ฝังอยู่ในเรซินจะถูกตัดเป็นส่วนๆ ตามลำดับ จากนั้นจะสังเกตตำแหน่งเดียวกันของส่วนต่างๆ โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) เพื่อสร้างภาพซ้อนกัน ซึ่งใช้สำหรับการสร้างภาพสามมิติ

เวิร์กโฟลว์การถ่ายภาพแบบอาร์เรย์

บล็อคหน้าซีเรียล (SBF)

พื้นผิวของตัวอย่างทางชีวภาพที่ฝังอยู่ในเรซินจะถูกตัดด้วยมีดเพชรและสังเกตด้วย SEM โดยการตัดและสังเกตซ้ำๆ กัน จะได้ชุดภาพ SEM ในทิศทางของความหนา การสร้างภาพสามมิติทำได้โดยการวางชุดภาพ SEM ซ้อนกัน นอกจากนี้ การสกัด (การแบ่งส่วน) ของวัตถุเป้าหมาย (เซลล์ทั้งหมด ออร์แกเนลล์ ฯลฯ) จะเผยให้เห็นโครงสร้างสามมิติในช่วงหลายร้อยไมโครมิลลิวินาที
การตัดและการสังเกตสามารถดำเนินการได้โดยอัตโนมัติด้วยอุปกรณ์หั่นพิเศษที่สร้างขึ้นในห้องตัวอย่าง SEM

* Deerinck, TJ, Bushong, E., Thor, A. และ Ellisman, MH วิธี NCMIR สำหรับ 3D EM: โปรโตคอลใหม่ในการเตรียมตัวอย่างทางชีววิทยาสำหรับ SEM แบบบล็อกหน้าอนุกรม กล้องจุลทรรศน์ (อ๊อกซ์เฟฟ),6-8. (2010)

ขั้นตอนการทำงานการตัดและการสังเกต

การสร้างภาพสามมิติด้วยวิธี FIB-SEM

การตัดขวางด้วย FIB และการรับภาพ SEM จะดำเนินการตามลำดับ การสร้างภาพ 3 มิติจะดำเนินการโดยการซ้อนภาพ SEM ตัดขวางแบบลำดับ วิธีนี้ต้องใช้การย้อมตัวอย่างด้วยโลหะหนักที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและฝังในเรซิน ข้อดีของวิธีนี้คือความแม่นยำของตำแหน่งสูง การบิดเบือนเล็กน้อยเนื่องจากการประมวลผล ความละเอียดในการตัดสูง (น้อยกว่า 20 นาโนเมตร) และความสามารถในการตัดวัสดุแข็ง เช่น ฟัน กระดูก และรากฟันเทียมโลหะ ซึ่งตัดด้วยมีดเพชรได้ยาก

การตรวจเอกซเรย์ด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (TEM)

ความหนาของตัวอย่างที่สังเกตด้วย TEM คือ 100 นาโนเมตรหรือต่ำกว่า แต่ภายในมีโครงสร้างละเอียดที่มีขนาดเล็กกว่าความหนาของตัวอย่าง การสร้างภาพ 3 มิติด้วยวิธี TEM Tomography สามารถสร้างโครงสร้าง 3 มิติภายในตัวอย่างใหม่ได้ด้วยความละเอียดสูงด้วยการคำนวณโดยใช้ภาพฉายที่ถ่ายในขณะเอียงตัวอย่างอย่างต่อเนื่อง