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UC Enuity如何幫助您得到厚度一致的超薄切片
簡 介
超薄切片是電子顯微學(xué)的重要技術(shù)，能夠制備厚度均一的薄片以進(jìn)行高分辨成像和分析表征。由于超薄切片技術(shù)能夠在室溫和低溫條件下精確且靈活地制備樣本切片，它已成為生命和材料科學(xué)研究中的工具[1-6]。超薄切片幫助科學(xué)家精確控制從樣本中切取的薄片厚度，這對于制備出滿足掃描電子顯微鏡（SEM）或透射電子顯微鏡（TEM）成像要求的切片至關(guān)重要[1]。薄片切片厚度的范圍在TEM測試中一般為50-300納米，而SEM陣列斷層掃描則通常需要低于50納米的切片[2]。超薄切片所制備的切片質(zhì)量對各個科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)結(jié)果的可靠性和可解釋性具有深遠(yuǎn)影響。因此，確保切片質(zhì)量的一致性對于得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，以及探究實(shí)驗(yàn)的科學(xué)意義至關(guān)重要[1-6]。
切片質(zhì)量一致的重要性
在超薄切片中，切片質(zhì)量的一致性對于準(zhǔn)確進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析和精確測量至關(guān)重要。切片厚度的變化會扭曲細(xì)胞結(jié)構(gòu)的尺寸和定量數(shù)據(jù)，不利于開展對比研究工作[1-6]。同時，它們還會影響下游實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，如免疫標(biāo)記和光譜分析。均勻的切片可確保目標(biāo)分子或感興趣區(qū)域的持續(xù)暴露，從而優(yōu)化標(biāo)記程序的效率和可靠性。
確保精確的切片質(zhì)量，對于提升與超薄切片相結(jié)合分析技術(shù)的敏感性、特異性和可重復(fù)性至關(guān)重要。在體積電子顯微鏡（Volume EM）領(lǐng)域尤為重要，因?yàn)槠湫枰褂么罅繑?shù)據(jù)來準(zhǔn)確重建3D分子結(jié)構(gòu)。這種方法所需的數(shù)據(jù)通常是從數(shù)以百計到數(shù)以千計的連續(xù)切片中獲取的。
結(jié) 果
整個切片過程中，使用50納米、70納米和100納米的進(jìn)給設(shè)置選擇不同的切片厚度值，切片速度為1毫米/秒。使用超薄切片機(jī)在納米尺度上進(jìn)行樣品切片，在光照下水槽中漂浮的切片會呈現(xiàn)不同的顏色，這是光干涉效應(yīng)的結(jié)果[7]。這種干涉顏色與切片厚度之間的關(guān)系提供了一種視覺測量手段[7]。厚度為50納米的切片呈現(xiàn)銀色，而接近100納米厚度的切片則逐漸呈現(xiàn)金色，而厚度超過100納米的切片則呈現(xiàn)多種顏色（圖1）。透射電子顯微鏡（TEM）分析通常需要厚度在50納米（銀色）和100納米（金色）之間的切片。盡管在某些情況下，所需的切片厚度可能會偏離這個范圍。切片或條帶在水上漂浮時呈現(xiàn)的顏色可以指示其厚度[7]。
切片顏色與厚度：范圍相關(guān)性分析
圖1：顯示了切片干涉顏色與厚度之間的關(guān)系，厚度范圍從10納米到350納米。
使用超薄切片機(jī)制備的切片條帶示例
圖2：圖A、B和C分別展示了使用50納米、70納米和100納米進(jìn)給設(shè)置獲得的切片條帶。圖D為圖B中切片條帶的放大圖。
在UC Enuity上，可以通過調(diào)整進(jìn)給步長來改變切片的厚度[1]。然而，切片邊緣的質(zhì)量在很大程度上受到切片速度的影響 [1]。當(dāng)速度過高時，會導(dǎo)致邊緣不銳利，從而降低切片的質(zhì)量 [1]。因此，必須在進(jìn)給步長和切片速度之間保持平衡，以獲得符合所需質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的理想切片 [1]。通常，切片速度為1毫米/秒，這是刀具制造商（瑞士Diatome公司）推薦使用的速度。
圖2展示了在切片速度和進(jìn)給之間取得正確平衡后可以獲得的高質(zhì)量切片。
圖3：用于陣列層析成像的三個連續(xù)切片條帶，每個條帶包含30張切片，進(jìn)給為70納米。這些條帶是使用UC Enuity Volume EM模塊制備的。在自動切片得到條帶后，UC Enuity在每個條帶的末端添加了兩張厚度為100納米的釋放厚片。
圖3展示了陣列斷層成像實(shí)驗(yàn)連續(xù)切片工作流程的結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過程中，UC Enuity自動制備多個切片條帶，以便稍后在較大的基底（如載玻片或硅片）上收集。圖3展示了收集前的切片條帶。
基于切片干涉顏色和厚度關(guān)系，所有三個切片條帶中，總共90張切片的厚度一致。
圖4展示了使用進(jìn)給從30納米增加到180納米，所獲得的嵌入環(huán)氧樹脂中的組織切片。由于嵌入的組織樣品在200納米及以上厚度參數(shù)下切片效果不佳，因此該系列沒有擴(kuò)展到180納米以上。該案例展示了UC Enuity的精確度，確保用戶能夠無縫地設(shè)置所需的進(jìn)給，從而獲得不同的目標(biāo)切片厚度（見圖1）。
圖4：在切片過程中，通過增加進(jìn)給量從30納米到180納米獲得的實(shí)際切片。
結(jié) 論
切片質(zhì)量對于電子顯微鏡樣品制備至關(guān)重要。UC Enuity超薄切片機(jī)憑借70多年的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，是制備鋒利、無失真且厚度一致的切片，以進(jìn)行電子顯微鏡分析的重要工具。
UC Enuity因其穩(wěn)定的切片質(zhì)量和用戶友好的操作脫穎而出，無論是經(jīng)驗(yàn)豐富的研究人員還是新手都能從中受益。通過提供高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的可重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，UC Enuity減少了切片過程中經(jīng)常遇到的問題，從而便于直接比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這不僅有助于節(jié)省時間和資源，還避免了重復(fù)樣本制備和圖像采集的工作。
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