Серийная сканирующая электронная микроскопия с блоками — это метод получения трехмерных изображений высокого разрешения из небольших образцов. Метод был разработан для мозговой ткани, но широко применим для любых биологических образцов. [1] Серийный сканирующий электронный микроскоп с блоками состоит из ультрамикротома, установленного внутри вакуумной камеры сканирующего электронного микроскопа . Образцы готовятся методами, аналогичными методам в просвечивающей электронной микроскопии ( ПЭМ ), обычно путем фиксации образца альдегидом, окрашивания тяжелыми металлами, такими как осмий и уран, а затем заливки в эпоксидную смолу. [2] [3] Поверхность блока образца, залитого смолой, визуализируется путем обнаружения обратно рассеянных электронов. После визуализации ультрамикротом используется для вырезания тонкого среза (обычно около 30 нм) с поверхности блока. После того, как срез будет разрезан, блок образца поднимается обратно в фокальную плоскость и снова визуализируется. Эта последовательность визуализации образца, разрезания среза и подъема блока может получить много тысяч изображений с идеальным выравниванием в автоматическом режиме. Практическая последовательная сканирующая электронная микроскопия с блоками была изобретена в 2004 году Винфридом Денком в Институте Макса Планка в Гейдельберге и коммерчески доступна от Gatan Inc. [4] , Thermo Fisher Scientific (VolumeScope) [5] и ConnectomX. [6]
Одним из первых применений последовательной блочно-лицевой сканирующей электронной микроскопии был анализ связности аксонов в мозге. Разрешение достаточно для отслеживания даже самых тонких аксонов и идентификации синапсов. К настоящему времени [ когда? ] последовательная блочно-лицевая визуализация внесла свой вклад во многие области, такие как биология развития, биология растений, исследования рака, изучение нейродегенеративных заболеваний и т. д. Эта техника может генерировать чрезвычайно большие наборы данных, и разработка алгоритмов для автоматической сегментации очень больших наборов данных все еще остается проблемой. Однако в настоящее время в этой области проводится много работы. Проект EyeWire использует человеческие вычисления в игре для отслеживания нейронов с помощью изображений объема сетчатки, полученных с помощью последовательной блочно-лицевой сканирующей электронной микроскопии. [7]
Для серийной сканирующей электронной микроскопии с блоками-гранями можно подготовить множество различных образцов, а ультрамикротом способен разрезать множество материалов, поэтому эта техника имеет более широкое применение. Она начинает находить применение во многих других областях, начиная от клеточной и биологии развития и заканчивая материаловедением. [8]
Недостатком метода SBEM является то, что толщина среза, который можно снять с помощью ультрамикротома, ограничена (~25 нм), поэтому разрешение в направлении глубины ограничено. Преимущество метода SBEM заключается в том, что образец неподвижен, что улучшает выравнивание в стопках изображений. Еще одним преимуществом метода SBEM является возможность получения больших наборов данных с высоким уровнем детализации. Поскольку резка ультрамикротомом происходит чрезвычайно быстро (по сравнению с процессом фрезерования в FIB-SEM), он может обнажать большую область материала (направления x и y) при каждом сечении. Кроме того, с помощью быстрой резки мы можем получить много изображений в направлении z за короткий промежуток времени. [1]
{{cite web}}: CS1 maint: другие ( ссылка )