Imágenes con MEB de muestras biológicas

Visión general

Fuente: Peiman Shahbeigi-Roodposhti y Sina Shahbazmohamadi, Departamento de Ingeniería Biomédica, Universidad de Connecticut, Storrs, Connecticut

Un microscopio electrónico de barrido (SEM) es un instrumento que utiliza un haz de electrones para la imagen no destructiva y caracterizar materiales conductores en un vacío. Como analogía, un haz de electrones es al SEM como la luz es al microscopio óptico. La diferencia es que el microscopio electrónico produce imágenes de resolución y aumento mucho más altas. Los mejores microscopios ópticos suelen tener una resolución de hasta 200 nm, mientras que los SEM suelen reclamar una resolución de 0,5 nm. Esto se debe al hecho de que los microscopios ópticos están limitados por la difracción de ondas, una función de la longitud de onda, que es alrededor de 500 nm para la luz visible. Por el contrario, el SEM utiliza un haz de electrones energizado, que como una longitud de onda de 1 nm. Esta característica las hace herramientas muy fiables para el estudio de nano y microestructuras. Los microscopios electrónicos también permiten el estudio de muestras biológicas con tamaños de características demasiado pequeños para la microscopía óptica.

Esta demostración proporciona una introducción a la preparación de muestras y la adquisición inicial de imágenes de muestras biológicas utilizando un microscopio electrónico de barrido. En este caso, se estudiará un andamio celular de colágeno-hidroxiapatita (HA). El entorno de vacío de la SEM y la carga inducida por el haz de electrones en muestras no conductoras (como la materia orgánica) crea desafíos que se abordarán en la preparación. También se discutirán las ventajas y desventajas de los diferentes métodos de diagnóstico por imágenes relacionados con la resolución, la profundidad de enfoque y el tipo de muestra. El propósito de esta demostración es dar al participante más información sobre SEM para determinar si este módulo de microscopía es el más adecuado para un tipo de muestra biológica.

Procedimiento

1. Preparación de muestras

  1. Use guantes y tome precauciones para evitar la contaminación al manipular la muestra.
  2. Asegúrese de que la muestra de la diapositiva esté seca y de que no haya contaminación en la muestra. Esto se debe a que SEM mide la caracterización de la superficie, y estos defectos pueden obstaculizar gravemente la señal.
  3. Si la muestra está cargada en un portaobjetos de vidrio estándar, disminuya el tamaño de la muestra anotando la diapositiva con un cortador de vidrio con punt

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Resultados

Las imágenes SEM de las figuras 3 y 4 muestran que la estructura de imágenes es altamente tridimensional con características de microescala. La calidad de la imagen se ve afectada por el enfoque y el grosor del recubrimiento del sputter.

Figure 4
Figura 3: Las siguientes imágenes muestran cómo el enfoque de la muestra puede afectar a la calid...

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Aplicación y resumen

Aquí demostramos la profundidad de enfoque, campo de visión y la máxima resolución y ampliación de un microscopio electrónico y cómo estas propiedades se pueden utilizar para ver muestras biológicas. Esta demostración fue diseñada para ayudar a los espectadores a decidir qué módulo de microscopía es el mejor para una determinada aplicación. Como se ha demostrado, SEM tiene una profundidad de enfoque muy alta, una resolución mucho más alta y mayores aumentos. Sin embargo, no es adecuado para todos los tipo...

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Referencias
  1. Oatley, C. W., W. C. Nixon, and R. F. W. Pease. "Scanning electron microscopy." Advances in Electronics and Electron Physics 21 (1966): 181-247.
  2. Goldstein, Joseph, et al. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis: a text for biologists, materials scientists, and geologists. Springer Science & Business Media, 2012.
  3. Carol Heckman, et al. Preparation of cultural cells for scanning electron microscope. Nature Protocols Network, 2007, doi:10.1038/nprot.2007.504
Tags
SEM ImagingBiological SamplesScanning Electron MicroscopyNano ScaleOptical MicroscopesResolutionDepth Of FieldElectron BeamCondenser LensesDetectorHigh Energy Electron BeamFilament CathodeObjective LensRaster ScanningTopographyElemental CompositionCrystallinitySecondary ElectronsBackscattered Electrons

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0:07

Overview

1:04

Principles of SEM

3:33

Preparing and Loading the Sample

4:53

Imaging the Sample with SEM

5:59

Results

6:22

Applications

8:38

Summary

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