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飛納 Pharos-STEM 掃描透射電鏡在細胞生物學和病理學的應用

 更新時間:2024-08-06 點擊量:370

飛納 Pharos-STEM 在細胞生物學和病理學的應用

一直以來,透射電鏡(TEM)是觀察和研究超微結(jié)構(gòu)的工具,可用于觀察整個細胞結(jié)構(gòu),包括細胞壁、細胞膜、細胞核和各種細胞器的變化,以及外源物質(zhì)與細胞之間的關(guān)系等。不僅有助于許多重要細胞器的結(jié)構(gòu)和功能的研究,而且有助于解剖病理學、血液學和微生物學等學科的病理診斷研究。

 

掃描透射(STEM)模式作為 TEM 的附加配件,可以顯著提高生物樣品的襯度,特別是未染色的組織切片。應對此類生物樣品,TEM 操作人員通常也會選擇相對較低的加速電壓(80kV)來增加圖像的襯度,并提高清晰度。但是由于其操作的復雜性,在對細胞生物學和病理學的超微結(jié)構(gòu)的研究中,還沒有被廣泛應用(除專業(yè)的電鏡中心外)。

 

飛納臺式場發(fā)射掃描電鏡,體積小巧,具有低電壓成像的優(yōu)勢,配備了新型的掃描透射(STEM)探測器后,可以結(jié)合掃描電鏡和透射電鏡的功能特點,在 15kV 的低加速電壓下,就可以獲得高分辨率的掃描透射成像。在觀測電子束敏感的生物樣品時,可以獲得高成像質(zhì)量圖片。

 

以下為大家分享生物組織樣品的制樣方法以及 4 個使用 Pharos-STEM 拍攝的案例。(加速電壓 15kV,工作距離 8.9mm)

 

 

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具體過程如下:使用 2.5% 的戊二醇溶液(溶解于 PH 值為 7.4 的 0.1M 碳酸鈉緩沖液中)進行固定,固定完成后,組織樣品在碳酸鈉緩沖液中清洗 1-2 天。這個過程具體包括使用 2% 四氧化餓清洗 4h,2% 醋酸鈾清洗 1h,醋酸鈉清洗 1h;然后使用梯度乙醇和丙酮進行脫水處理;接著按照標準配方使用低粘度環(huán)氧樹脂 Spurr 進行包埋,將樹脂在 70℃ 下固化 15h;最后使用超微切片機制備 70nm 厚的組織切片,將組織切片安裝在 300 目的銅網(wǎng)上。接下來將具有樣品的銅網(wǎng)放入 Pharos-STEM 中進行觀測,結(jié)果如下。

 

案例一:被腎小囊(Bowman's capsule)包裹的正常腎小球

 

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圖1 小鼠腎標本樣品(腎小球和臨近的腎血管)的 STEM 圖。紅色箭頭處可以看到含有紅細胞的腎小球毛細血管,毛細血管被腎小球基底膜和足細胞的足突包圍。

 

圖1 為被腎小囊(Bowman's capsule)包裹的正常腎小球的超微結(jié)構(gòu)。 STEM 圖顯示了正常腎小球毛細血管袢和腎小球系膜,與 TEM 下的微觀圖像類似。STEM 圖中的紅色箭頭處清晰顯示了腎小球基底膜、系膜基質(zhì)、系膜胞質(zhì)、足細胞足突的細節(jié)以及與基底膜毗鄰的裂孔結(jié)構(gòu)。STEM 圖像顯示了高分辨的超微結(jié)構(gòu),圖像襯度明顯,可以快速捕捉到極小的細胞變化,并快速分析感興趣部位的微觀結(jié)構(gòu)。

 

案例二:正常的小鼠胰腺腺泡細胞

 

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圖 2 正常的小鼠胰腺腺泡細胞結(jié)構(gòu) STEM 圖。圖中顯示了酶原顆粒(Z)、液泡、線粒體(M)、腺泡腔(L)和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(R)。上圖為胰腺星形細胞,下圖為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的精細結(jié)構(gòu)。

 

案例三:人類腦腫瘤組織

 


 

圖 3 人類腦腫瘤組織 STEM 圖。圖中清晰顯示了細胞的超微結(jié)構(gòu)特征,髓鞘軸突、線粒體和嵴結(jié)構(gòu)(M)、包含細胞間質(zhì)纖維和囊泡的星形細胞結(jié)構(gòu)(紅色箭頭處)。圖中可以清晰觀測到細胞結(jié)構(gòu)和細胞器之間的關(guān)系。

 


 

 

圖4  培養(yǎng)的全能干細胞的 STEM 圖。晶狀體上皮細胞內(nèi)有大量的細胞質(zhì)器,如線粒體和卵圓形細胞核。均質(zhì)的細胞外觀與早期細胞分化階段的細胞相似(數(shù)據(jù)來自 ROR1e LECs)。圖中可以清晰看到晶狀體的微結(jié)構(gòu),包括靠近組織周圍的晶狀體上皮細胞,以及與之相鄰的具有桿狀細胞核的未成熟的晶狀體纖維細胞,具有圓形細胞核的細胞和晶狀體纖維細胞類似。

 

總結(jié)

 

通過以上 4 個案例,可以看出,使用配備 STEM 探測器的飛納臺式場發(fā)射掃描電鏡,在觀察生物類樣品時,在較低的加速電壓下,幾分鐘內(nèi)便可以獲得高襯度、高分辨圖像。如您對此產(chǎn)品感興趣,歡迎聯(lián)系我們。

 

參考文獻

 

  1. Cohen Hyams T; Mam K; Killingsworth MC, 2020, ‘Scanning electron microscopy as a new tool for diagnostic pathology and cell biology’, Micron, vol. 130, pp. 102797 -102797, 

  2. C. U., Devi, M. Masona, T. Cohen Hyams, M. C. Killingsworth, D. G. Harmana V. Gnanasambandapillai, L. Liyanage and M. D. O’Connor, ‘A simplified method for producing human lens epithelial cells and light-focusing micro-lenses from pluripotent stem cells’, Experimental Eye Research 



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