Method Article
البرد المجاهر الإلكترونية، إما الضوئي (SEM) أو ناقل الحركة (TEM)، وتستخدم على نطاق واسع لتوصيف العينات البيولوجية أو غيرها من المواد ذات المحتوى ارتفاع المياه 1. ويستخدم SEM / المركزة ايون الشعاع (فيبوناتشي) لتحديد ملامح الاهتمام العينات واستخراج، الإلكترون شفافة رقيقة لنقل الصفيحة إلى البرد TEM.
هنا نقدم بروتوكول يستخدم لتحضير عينات البرد تيم الجراثيم الرشاشيات النيجر، ولكن التي يمكن بسهولة أن تتكيف لأي عدد من الكائنات الدقيقة أو الحلول. نحن الاستفادة من محطة البرد نقل مخصصة بنيت وتعديل البرد SEM إعداد غرفة 2. تؤخذ الجراثيم من ثقافة، يغرق مجمدة في النيتروجين السائل وطين لوحظ في البرد ووزارة شؤون المرأة لتحديد المنطقة ذات الاهتمام. ثم يتم استخراج الصفيحة رقيقة باستخدام الاكذوبه، تعلق على الشبكة TEM وبالتالي ضعفت إلى الإلكترون الشفافية. يتم نقل الشبكة لحامل البرد تيم والى تيم لدراسات عالية الدقة. بفضل إدخال تلميح nanomanipulator تبريد ومحطة نقل البرد، وهذا البروتوكول هو التكيف واضحة لدرجة الحرارة المبردة من إعداد الاكذوبه تستخدم بشكل روتيني لعينات TEM. على هذا النحو لديها مزايا التي تتطلب كمية صغيرة من التعديلات على الصكوك، والاجهزة والإجراءات القائمة؛ طمن السهل لتنفيذ؛ انها لديها مجموعة واسعة من التطبيقات، من حيث المبدأ نفس لإعداد عينة البرد TEM. القيد واحد هو أنه يتطلب معالجة ماهرا من العينات في الخطوات الحاسمة لتجنب أو تقليل التلوث.
في هذا البروتوكول يستخدم cryo-FIB/SEM لإنتاج عينات TEM من منطقة محددة من العينة، التي سبق تحديدها بدقة عالية من خلال تحليل ووزارة شؤون المرأة. الإلكترون المجهري (مسح أو نقل) تحليل العينات البيولوجية هي تقنية روتينية تستخدم لأغراض البحث والتشخيص. SEM سريع نوعا ما، وسهلة لاستخدام وتفسير، ولكن يتم الحصول على المعلومات فقط من سطح العينة ومع قرار في نطاق 1.5 نانومتر. تيم لديه دقة أعلى ولكن هو أكثر صعوبة لتنفيذ وتحليل الصور هو أقل وضوحا وحين يتم الحصول على المعلومات بكميات كبيرة، والعينات يجب أن تكون ضعيفة إلى الإلكترون الشفافية (أقل من 500 نانومتر حوالي سميكة). مشكلة إضافية هي أن متطلبات الفراغ من تلك الصكوك نادرا ما يتم التغاضي عن طريق العينات التي تحتوي على الماء. في معظم الحالات، والعينات البيولوجية يجب أن تكون إما ثابتة كيميائيا (استبدال المياه، على سبيل المثال، والبوليمرات) أو المجففة. في كلتا الحالتين، تغييرات كبيرة فيمورفولوجيا وهيكل العينة من المحتمل أن تحدث. إعداد البرد تيم العينات المائية يؤدي الى تغييرات كيميائية الحد الأدنى، وأنها تنتج عينات أقرب وقت ممكن إلى حالتها الأصلية، وخاصة إذا تم الحصول التزجيج من الجليد 1-6.
ويستخدم على نطاق واسع الاكذوبه لإعداد عينات تيم للمزايا العديدة 7. على سبيل المثال لا الحصر: استخدام الأيونات ذات الطاقة العالية في حدوث شبه طبيعية يقلل من تأثير أسعار الطحن التفاضلية المتعلقة المادية؛ المنطقة المستخرجة من العينة الأكبر يمكن اختيار بدقة ميكرون الفرعية؛ يتم استخراج كمية صغيرة جدا من المواد. جعلت بعض التطورات التقنية الأخيرة الممكن استخدام الاكذوبه أيضا لإعداد عينة تيم في درجات الحرارة المبردة 2،8-10. وهناك العديد من المزايا على طريقة إعداد التقليدية من البرد استشراح 11،12 تستخدم أساسا لعينات المسألة لينة، مثل عدم وجود تشوه الميكانيكية من الصفيحة شرائح،غياب علامات سكين وإمكانية إعداد عينات مركب مع واجهات الثابت / لينة أو المكونات.
ملاحظة: جميع المعلمات الواردة في هذا البروتوكول صالحة للصكوك ونماذج وأشار هنا. بعض تلك المعلمات (تميزت * في النص) قد تختلف إذا تم استخدام منتج أو نموذج آخر.
1. البدء من الاكذوبه / SEM
2. تجميد عينة
3. ايون طحن
4. نقل كرو لTEM
في هذا العمل الذي نقوم استفادت من: شعاع المزدوج الاكذوبه / SEM مجهزة nanomanipulator وغرفة البرد إعداد؛ وTEM مع حامل البرد نقل؛ محطة البرد نقل النموذج. تم تعديل anticontaminator (AC) شفرات للغرفة البرد إعداد وغيض من nanomanipulator (NM) بواسطة قطان. فيما يتعلق غرفة البرد إعداد القياسية، ريش AC أكبر لتوفير أكبر بالوعة الحرارة لأجل الطرف NM. علاوة على ذلك، تم تزويد AC مع المشابك لربط الضفائر النحاس لتبادل الحرارة مع طرف NM. تم تعديل الخصائص الميكانيكية للالاكذوبه / SEM للسماح للNM أن تكون وتبقى حتى عندما تم إدراج تنفيس حجرة العينة. تجدر الإشارة إلى أن المعايير المستخدمة في هذا العمل هي الأنسب للمعدات المذكورة أعلاه؛ قد يحتاج هؤلاء المعلمات إلى تعديلها عند العمل مع أنواع أخرى من المعدات. للعمل مع هذا البروتوكول، والاحتياطات العادية لمعالجة فيزياء درجات الحرارة المتدنية، ينبغي أنظمة النيتروجين السائل والفراغينبغي اتباعها.
وقد تم اختبار هذه الطريقة على أنواع مختلفة من العينات مع نتائج جيدة، بدءا من حلول أو المصفوفات تحتوي على جزيئات البوليمر، لكائن حي وحيد الخلية إلى الديدان الخيطية. ويوضح أمثلة على الخطوات المختلفة للإجراء في أرقام 1-12 على A. جراثيم النيجر ملطخة رباعي أكسيد الأوزميوم وبرمنجنات البوتاسيوم. يتم تصوير الجراثيم أول مرة من قبل وزارة شؤون المرأة (الشكل 1) لتحديد موقع لاستخراج. في هذه الحالة، كان قطاع عريض من أي بوغ كافية، ولكن من الممكن لوضع العائد على الاستثمار لاستخراج بدقة ميكرومتر الفرعية، على سبيل المثال، شريحة خلية معينة على مسافة محددة من غشاء الخلية. مرة واحدة وقد تم التعرف على سمة من الفائدة، يتم تنفيذ الخطوة الأولى من ترسب البرد حزب العمال (الشكل 2)، لحماية عينة من الضرر شعاع من الطحن أيون. إمالة العينة إلى 52 درجة على المضي قدما في الخطوات الأولى سو طحن (الشكل 3): والاخرق من اثنين من الخنادق على جانبي الصفيحة. ثم إمالة العينة ذهابا والمضروب لمغادرة اثنين فقط من الجسور الصغيرة توصيله إلى الجزء الأكبر (الشكل 4) أخرى. يتم جلب nanomanipulator تبريد في اتصال مع الصفيحة (الشكل 5)، وأخرى البرد ترسب حزب العمال الجنود بعضهم البعض (الشكل 6). ثم يتم طحنها الجسور التي تربط صغيرة بعيدا وNM يتحرك الصفيحة بالقرب من منطقة الحجز على الشبكة TEM (الشكل 7)، حيث يتم ملحوم ذلك مع النهائي البرد ترسب حزب العمال (الشكل 8). ثم يتم فصل NM من الصفيحة (الشكل 9)، والتي ضعفت وصولا الى الإلكترون الشفافية مع شعاع ايون (الشكل 10 و 11). يتم نقل الصفيحة في النهاية إلى تيم (الشكل 12) حيث عالية الدقة والتصوير، والتحليل الطيفي، والتصوير المقطعي وغيرها من التقنيات كاليفورنيان استخدامها.
الشكل 1. البرد SEM صورة أبواغ A. النيجر، قبل أن ترسب حزب العمال.
الشكل 2. نفس المنطقة في الشكل 1 بعد ترسب حزب العمال ولكن قبل علاج.
الشكل 3. صورة البرد ووزارة شؤون المرأة من نفس المنطقة في الشكل 2، يميل 52 درجة، وبعد ترسب حزب العمال وعلاج، مع خندق الطحن جارية(انظر الخطوة 3.7).
الشكل 4. والصفيحة، وعلى استعداد لرفع إجراءات المغادرة.
الرقم 5. غيض nanomanipulator البارد يجعل الاتصال مع الصفيحة.
الرقم 6. ويستخدم حزب العمال الثاني البرد ترسب لحام معا nanomanipulator والصفيحة.
بديل ملغ = "الرقم 7" FO: محتوى العرض = "5IN" FO: SRC = "/ files/ftp_upload/51463/51463fig7highres.jpg" سرك = "/ files/ftp_upload/51463/51463fig7.jpg" />
الرقم 7. يستخدم nanomanipulator الباردة لنقل الصفيحة إلى منطقة المرفق من الشبكة TEM.
يستخدم الرقم 8. البرد ترسب مرة أخرى لإرفاق الصفيحة إلى الشبكة TEM.
الرقم 9. هو قطع الصفيحة خالية من nanomanipulator وهي الآن جاهزة للتخزين إما أو رقيق لإلكترون الشفافية.
ضمن صفحة = "دائما">
الرقم 10. خطوة وسيطة للرقيق، مع عدد قليل من الجراثيم واضحة في المقطع العرضي.
الرقم 11 صورة البرد SEM من العينة بعد ترقق النهائي؛ معظم جراثيم أخرى كان لا بد من المضروب بعيدا لأن الصفيحة قد بدأت لتجعيد.
الرقم 12 ألف مركب الصورة البرد تيم الصفيحة. وقد أدرج جزء من كعب آلفي الصفيحة (السهم الأسود).
هذا البروتوكول هو التكيف واضحة إلى حد ما من درجات الحرارة المبردة معيار إعداد العينات الاكذوبه / تيم المستخدمة في العلوم المادية في RT. تنتج طريقة TEM عينات مجانية من تشوه الميكانيكية وعلامات سكين (العيب الرئيسي من استشراح)، رغم أنه قد تحدث إذا بالستائر سطح العينة غير متجانسة. هذا يمكن الحد من البرد ترسب طبقة السد (في هذا العمل كان يستخدم حزب العمال)، حتى شفي على نحو سلس وملامح 13. العينات مع مكونات صلابة مختلفة جدا يمكن أن تكون على استعداد كذلك دون التعرض لخطر بأنهم كسر تحت الضغط أثناء التحضير. الضغوط الداخلية قد لا تزال تسبب الصفيحة رقيقة لثني أو حليقة، وفي هذه الحالة حجم القسم لابد من تخفيضها. والعيب مقارنة مع الأسلوب الآخر هو إمكانية تغيير هيكل البيولوجية بسبب التعرض لشعاع ايون وزرع ممكن من الأيونات في العينة. تحدث هذه العيوب أيضا على RT لعينة preparأوجه في علوم المواد 15. ويمكن تخفيضها من خلال استكمال رقيق مع خطوة تلميع النهائي بأقل الجهد لتسريع الأيونات (500-1،000 V). وهذه الخطوة تلميع لطيف جدا إزالة الطبقة التالفة من الصفيحة.
ويرجع ذلك إلى طبيعة البرد ترسب (الخطوات 3.5، 3.10 و 3.13)، وسيتم تغطية أجزاء كبيرة من العينة، وبالتالي حجبت الرؤية من السطح الأصلي. هذا قد يجعل من الصعب تعقب عائدات الاستثمار، ما لم تستخدم علامات متعددة كما اقترح في الخطوة 3.3.
خلال الخطوات 4.5 و 4.7 المخاطر الصفيحة رقيقة القادمة في اتصال مع الهواء. هذه لابد من تجنبها لأنها من شأنها أن تسبب الرطوبة في الهواء لتشكيل بلورات الثلج على سطح العينة، وربما إلى حد حجب الميزات الهامة. يجب أن يتم تنفيذ هذه الخطوات في أسرع وقت ممكن، ولكن في نفس الوقت لسوء أثناء نقل من المرجح أن يؤدي إلى فقدان العينة أنهالنفس. فمن المستحسن أن المستخدم يمارس تلك الخطوات باستخدام شبكات تيم فارغة قبل إجراء محاولة على عينة حقيقية.
في العلوم المادية، وأصبحت أداة الاكذوبه الأسلوب رئيس TEM عينة إعداد في غضون عشر سنوات من تسويقها. نظرا لأنه يمكن استخدامها على أي تقريبا العينة، فإنه يزيل الحاجة إلى تكييف هذه التقنية لإعداد نوع العينة. ونحن نعتقد بقوة نفسه يمكن أن يحدث في درجات الحرارة المبردة، وذلك بفضل الإجراءات المفصلة هنا. تطبيقه على عينات أكبر لا تزال خاضعة للالقدرة على البرد الحفاظ عليها في حالة المزجج، ولكن يمكن تقنيات مثل يغرق تجميد أو الضغط العالي تجميد 3،5 يثبت أن الحلول الأمثل لهذه المشكلة.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
تلقى هذا البحث بدعم من مشروع QNano http://www.qnano-ri.eu التي يتم تمويلها من قبل البنية التحتية للبحوث الجماعة الأوروبية في إطار برنامج FP7 القدرات (منحة رقم INFRA-2010-262163).
كما نشكر مجلس البحوث FORMAS للحصول على الدعم المالي.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Strata DB 235 | FEI | FIB/SEM | |
Omniprobe 100 | Oxford Instruments | nanomanipulator | |
Alto 2500 | Gatan | cryo preparation chamber | |
cryo-holder model 626 | Gatan | cryo transfer TEM holder | |
Tecnai F30 | FEI | TEM |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved