הדמיית SEM של דגימות ביולוגיות

Overview

מקור: פיימן שהביגי-רודפושטי וסינה שהבזמהאמדי, המחלקה להנדסה ביו-רפואית, אוניברסיטת קונטיקט, סטוררס, קונטיקט

מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) הוא מכשיר המשתמש בקרן אלקטרונים כדי לדמות באופן לא מובנה ולאפיין חומרים מוליכים בחלל ריק. כאנלוגיה, קרן אלקטרונים היא ל- SEM כמו האור למיקרוסקופ האופטי. ההבדל הוא שמיקרוסקופ האלקטרונים מניב תמונות ברזולוציה והגדלה גבוהות בהרבה. למיקרוסקופים האופטיים הטובים ביותר יש בדרך כלל רזולוציה של עד 200 ננומטר, בעוד ש- SEMs בדרך כלל טוענים לרזולוציה של 0.5 ננומטר. זאת בשל העובדה כי מיקרוסקופים אופטיים מוגבלים על ידי עקיפה של גלים, פונקציה של אורך הגל, שהוא סביב 500 ננומטר עבור אור גלוי. לעומת זאת, ה- SEM משתמש בקרן אלקטרונים אנרגטי, אשר כאורך גל של 1 ננומטר. מאפיין זה הופך אותם לכלים אמינים מאוד לחקר ננו ומיקרו מבנים. מיקרוסקופ אלקטרונים מאפשר גם לחקור דגימות ביולוגיות עם גדלי תכונות קטנים מדי למיקרוסקופיה אופטית.

הדגמה זו מספקת מבוא להכנת מדגם ורכישת תמונה ראשונית של דגימות ביולוגיות באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק. במקרה זה ייחקר פיגום תאי קולגן-הידרוקסיאפטיט (HA). סביבת הוואקום של ה- SEM והטעינה המושרה על ידי קרן האלקטרונים על דגימות שאינן מוליכות (כגון חומר אורגני) יוצרות אתגרים שיטופלו בהכנה. היתרונות והחסרונות של שיטות הדמיה שונות בכל הנוגע לרזולוציה, עומק המיקוד וסוג המדגם יידונו גם הם. מטרת הדגמה זו היא לתת למשתתף מידע נוסף על SEM כדי לקבוע אם מודול מיקרוסקופיה זה מתאים ביותר לסוג של מדגם ביולוגי.

Procedure

1. הכנת מדגם

  1. ללבוש כפפות ולנקוט באמצעי זהירות כדי למנוע זיהום בעת טיפול במדגם.
  2. ודא כי המדגם בשקופית מיובש ואין זיהום על המדגם. הסיבה לכך היא SEM מודד אפיון פני השטח, ופגמים אלה יכולים לעכב קשות את האות.
  3. אם המדגם נטען על שקופית זכוכית סטנדרטית, להקטין את גודל המדגם על ידי ניקוד השקופית עם חותך זכוכית עם קצה יהלום בקו ישר ולדחוף בעדינות על קו הניקוד הרחק מהגוף עד הזכוכית נשברת.
  4. בהתאם לדגימה, בחר ציפוי שאין לו את אותו הרכב אלמנטרי (זה יעכב את האות שהתקבל על ידי EDS). להדגמה זו, נעשה ש

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

תמונות ה-SEM באיורים 3 ו-4 מראות שהמבנה המדובב הוא תלת-ממדי ביותר עם תכונות מיקרו-קנה מידה. איכות התמונה מושפעת מהמוקד ומעובי ציפוי המקרטעת.

Figure 4
איור 3: התמונות הבאות ממחישות כיצד המוקד לדוגמה יכ?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

כאן הדגמנו את עומק המיקוד, שדה הראייה והרזולוציה וההגדלה המרבית של מיקרוסקופ אלקטרונים וכיצד ניתן להשתמש במאפיינים אלה כדי להציג דגימות ביולוגיות. הדגמה זו נועדה לעזור לצופים להחליט איזה מודול מיקרוסקופיה הוא הטוב ביותר עבור יישום מסוים. כפי שהודגם, ל- SEM יש עומק מיקוד גבוה מאוד, רזולוציה ...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

References
  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

Skip to...

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

Videos from this collection:

article

Now Playing

הדמיית SEM של דגימות ביולוגיות

Biomedical Engineering

23.4K Views

article

הדמיה דגימות ביולוגיות עם מיקרוסקופיה אופטית וקונפוקל

Biomedical Engineering

35.5K Views

article

ייחוס ביולוגי של נשאי ננו-תרופות: יישומים של SEM

Biomedical Engineering

9.2K Views

article

הדמיית אולטרסאונד בתדר גבוה של אב העורקים בבטן

Biomedical Engineering

14.3K Views

article

מיפוי מאמץ כמותי של מפרצת באבי העורקים בבטן

Biomedical Engineering

4.6K Views

article

טומוגרפיה פוטואקוסטית לדם תמונה ולומנים בבטורה האינפרא-רנאלית

Biomedical Engineering

5.6K Views

article

הדמיית תהודה מגנטית לבבית

Biomedical Engineering

14.6K Views

article

סימולציות דינמיקה של נוזל חישובי של זרימת דם במפרצת מוחית

Biomedical Engineering

11.6K Views

article

הדמיית פלואורסצנטיות כמעט אינפרא אדום של מפרצות באבי העורקים בבטן

Biomedical Engineering

8.2K Views

article

טכניקות למדידת לחץ דם לא פולשניות

Biomedical Engineering

11.7K Views

article

רכישה וניתוח של אות אק"ג (אלקטרוקרדיוגרפיה)

Biomedical Engineering

103.4K Views

article

חוזק מתיחה של ביו-חומרים הניתנים למיחזור

Biomedical Engineering

7.4K Views

article

הדמיית מיקרו-CT של חוט השדרה של העכבר

Biomedical Engineering

7.9K Views

article

הדמיה של ניוון מפרק הברך לאחר פציעת ACL לא פולשנית בחולדות

Biomedical Engineering

8.1K Views

article

הדמיית SPECT ו- CT משולבת כדי להמחיש את תפקוד הלב

Biomedical Engineering

10.9K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved