私たちは、原稿上の彼らの助けとコメントのためにM. Bouchecareilh、E.Tétaud、S. Duvezin-Caubet、およびA.デヴィンへの感謝の意を表明します。私たちは、画像が撮影されたボルドーイメージングセンターの電子撮像ポールに感謝しています。この作品は、センター国立デラRECHERCHE科学研究によってサポートされていました。

ホルムバールグリッドフィルムの調製注：個人用保護具（手袋、白衣、メガネ）を使用して、ヒュームフードの下でクロロホルム操作を実行します。 400のメッシュの電子顕微鏡銅グリッドを使用してください。他のグリッドタイプ（他のメッシュサイズ、金とニッケルグリッド）で、凍結の品質が悪化しています。 <ol><li>クロロホルム中の0.3％ホルムバール100mLの溶液を調製します。それは、攪拌せずに一晩溶解させます。 </li><li>アセトンを含有するガラスバイアル（高さ3センチメートル及び径2a CM）中で400メッシュ（平方インチ当たりの穴の数）電子microscopycopperグリッド（直径3.05ミリメートル）を置きます。手の円運動でガラスバイアルをかき混ぜます。プラスチック製のトランスファーピペットを用いてアセトンを除去します。溶剤を5分間蒸発させます。濾紙上にそれらを注ぐことによって、グリッドを転送し、それらを5分間乾燥させます。 </li><li>滑り/光沢まで、糸くずの出ない布で拭いて76×26 mm 2のスライドガラスを研磨します。</li><li>晶析装置（直径15センチメートル、高さ：7 cmであり、容量1200 ml）に取り、蒸留水で縁にそれを埋めます。ほこりを取り除くために二回表面にガラス棒を渡して、水面を清掃してください。 </li><li>二本の指の間にガラススライドを持ち、数秒間ホルムバール溶液中に浸し。 5分間逆さまにビーカーの下で乾燥するために直立それを保持。 </li><li>膜が乾燥しているときに、スライドから除去されるフィルムの限界を定義するために鋭利なカミソリの刃を用いてガラススライドのエッジのスコア。 </li><li> 深呼吸をして、わずかに不透明なフィルムをレンダリングし、その視認性を高めるために、フィルムの上や下に水蒸気の層を得るために、スライド上に大きく息を吐きます。 <ol><li>直ちに約30°の角度でスライドの底に触れることにより、晶析装置の水面上に膜をフロート。スライドからフィルム剥離をしようと晶析装置の水面上にそれをはがします。ゆっくりとフィルムをやってのけますピンセット、必要に応じて。 </li></ol></li><li>穏やかグリッドは適切な厚さ（約10nm）および皺なしである領域に水面に浮かぶ膜上伏せ置きます。 </li><li> 彼らは晶析装置の水面に浮くようジョセフ・ペーパーでグリッドを覆うことによりフィルムをピックアップ。 <ol><li>片手でジョセフ紙を持ち、フィルムの一端にジョセフ紙の一方の端をタッチします。ジョセフ紙が完全に湿潤するまでお待ちください。引っかかってグリッドとジョセフの用紙を取り除きます。 </li></ol></li><li>室温で使用する前に最終的な乾燥および保管のために覆われたペトリ皿で24時間グリッドを置き。 </li></ol>凍結置換培地の調製注：四酸化オスミウム（のOsO 4）および酢酸ウラニルは、有害化学物質です。白衣や手袋など、適切な個人用保護具（PPE）を着用したままヒュームフードでそれらを扱います。 Foll（のOsO 4）を取り扱うための安全警告および酢酸ウラニルOW。 OsO 4の漏れを避けるために、Oリングの凍結バイアルを使用します。 <ol><li> 超微細構造の研究 <ol><li>ガラスフラスコにガラスのOsO 4アンプルを入れてください。 </li><li>フラスコを振ってアンプルを破ります。 </li><li> 4％の最終濃度を得るために、アセトン100％の適切なボリュームを追加します。 </li><li>攪拌し、1.8 mLのクリオバイアルに1.5 mLのアリコートを分配します。 </li></ol></li><li> タンパク質の免疫標識 <ol><li>ガラスフラスコに酢酸ウラニルを0.05gを置き。 </li><li> 100％のアセトン50mlを加えます。 </li><li>マグネチックスターラーで溶液を攪拌します。溶液が透明になったとき、0.2μmのフィルターを使用してフィルタリングします。 </li><li> 1.8 mLのクリオバイアルに1.5 mLのアリコートを分注します。 注：プランジ凍結プロセスの前に、凍結置換媒体を含むクライオバイアルを準備し、-84℃の冷凍庫に保管してください。捨ててガラスフラスコを反転有害廃棄物中のOsO 4アンプル。 </li></ol></li></ol>細胞の調製注：このステップは、方法の成功のために重要です。全ての細胞型のために、細胞の指示された数を得るために、細胞を増殖させます。指定された時間および速度で示される管内の遠心分離機。 <ol><li>次のように異なる細胞型からのペレットの適切な整合性を得るために、細胞を増殖させます。 <ol><li> サッカロミセス・セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）及びシゾサッカロミセス・ポンベのために、最小または完全液体培地5mlに酵母を接種します。 28℃、回転（180 rpm）で一晩インキュベートします。一晩培養物の600nmで（OD 600）での光学密度を測定します。 0.2ミリリットル50新鮮な選択培地のOD 600に酵母細胞を希釈します。 1×10 9酵母細胞7を得るために、回転し、28℃で細胞をインキュベートし続けます。 </li><li> リーシュマニア鞭毛のために、イノ7.5％FCS（ウシ胎児血清）とAM培地5mlでculate寄生虫。 24℃、回転（180 rpm）で一晩インキュベートします。一晩培養物のOD 600を測定します。 0.2ミリリットル50新鮮な選択培地のOD 600に寄生虫細胞を希釈します。 5×10 8寄生虫セル12を得るために、回転し、24℃で細胞をインキュベートし続けます。 </li><li> トリパノソーマのために、10％FCSおよび30μgの/ mLのハイグロマイシンを用いてSDM-79培地5mLに寄生虫を接種します。 27℃、回転（180 rpm）で一晩インキュベートします。一晩培養物のOD 600を測定します。 50mLの新鮮な選択培地中で0.2のOD 600に寄生虫細胞を希釈します。 5×10 8寄生虫細胞13を得るために、回転、27℃で細胞をインキュベートし続けます。 </li><li> 大腸菌のために、100μg/ mLのアンピシリンを有するDYT培地5ml中の細菌を接種します。 （180回転、37℃で一晩インキュベートしますRPM）。一晩培養物のOD 600を測定します。 0.2ミリリットル50新鮮な選択培地のOD 600に細菌細胞を希釈します。 5×10 10細菌細胞14を得るために、回転し、37℃で細胞をインキュベートし続けます。 注：一晩のインキュベーション後、培養中の細胞は、いずれかの対数または定常増殖期にあってもよいです。経験的に決定されるように非常にゆっくりと成長している細胞株は、一晩、または細胞のより多くの接種より長いインキュベーション時間を必要とするかもしれません。 </li></ol></li><li>全ての細胞タイプについて、1500×gで3分間、50 mlのポリプロピレン製チューブと遠心分離機に細胞を含む培地を移します。 </li><li>上清を除去し、関連する細胞培養培地1ml中の全ての細胞型のペレットを再懸濁します。 </li><li>遠心3,900×gで1分間マイクロ遠心チューブ内の全ての細胞型。完全に上清を除去します。 </li><li>氷の上で細胞を保管してください。 </li></ol>注意：注意して液体窒素を処理します。 cryoglovesやゴーグルなどの個人保護具を使用してください。プロパンは、潜在的に爆発性であるため、風通しのよい部屋またはヒュームフードの下で液化を行います。裸火禁止は許可されません。 <ol><li>ポリスチレントレイに液体窒素の約150ミリリットルを入れました。それを凍結し、液体窒素中で真鍮カップ（高さ3.6センチメートル、径2a cmであり、厚さ1.5ミリメートル）を置きます。液体窒素は、真鍮のカップの中に浸透させないでください。 </li><li>気泡が真鍮のカップが凍結されていることを確認するために治まるまで待ちます。 </li><li>真鍮カップ壁に接触してプロパンボンベに接続されたホースを入れてください。 </li><li>ゆっくりプロパンボンベのバルブを開きます。 注：このステップで、プロパンは真鍮カップで液化します。 </li><li>プロパンボンベのバルブを閉じて、急速にガスホースを除去することにより、液状化を停止します。 </li><li>液体NIポリスチレントレーを充填真鍮カップの上部から5mmまでトローゲン。液体窒素は、真鍮のカップの中に浸透させないでください。 </li></ol>サンプルの5プランジ凍結<ol><li>ポリスチレントレイに液体窒素の約200ミリリットルを入れました。液体窒素でそれらを置くことによって少し真鍮カップ（高さ直径1.5cm 2.5センチメートルと厚さ1ミリメートル）を凍結。 1つの懸濁細胞のサンプルに対して一杯に入れました。サンプルを混在しないように注意してください。このため、 などカップ2、で、カップ1のサンプル2をサンプル1を置きます。 </li><li>液体窒素中でその先端を沈めることにより、ピンセットをフリーズします。 </li><li> 3.5で得られたペレット中の針を解剖ダブルエッジプランジ。 </li><li>ピンセットを使用して、セクション1で調製したホルムバールでコーティングされた400メッシュ銅顕微鏡グリッドを取ります。 </li><li>解剖針を使用して、グリッド上3.5で得られたペレットのドロップを置きます。異なる液滴サイズ（ 例えば、2、5、10μL）を試してみてください。 </li><li>非常に急速に液体プロパン遺伝子の中にピンセットで開催されたグリッドを急落4章で評価し、数秒間円運動でグリッドをかき混ぜます。 </li><li>急速にセクション5.1で凍結した小さな真鍮カップにピンセットで凍結されたグリッドを転送します。 注：各試料について、少なくとも3つのグリッドを作ります。必ず、銅グリッドを取る前にピンセットを凍結します。 </li></ol> 6.凍結置換注：四酸化オスミウムが潜在的に揮発性であるので、蒸気カートリッジと空気浄化呼吸器を使用します。プランジ凍結も解決される前に液体窒素中で固定液を凍結。 <ol><li>超微細構造研究のために、セクション2.1で調製した凍結置換培地を含有する1.8mLのクライオバイアル管を開きます。免疫局在研究のために、セクション2.2で調製した凍結置換培地を含有する1.8mLのクライオバイアル管を開きます。クライオバイアルのキャップを置きます。 </li><li>液体窒素中でその先端を沈めることにより、ピンセットをフリーズします。 </li><li>急速にキャップを外し、冷凍グリッドiを転送しますピンセットを使用してクリオバイアルNTO。 </li><li>バッククライオバイアルのキャップを置きます。 </li><li>各サンプルの各グリッドのための操作を繰り返します。 </li><li>すべてのキャップを閉め、サンプルを凍結置換培地中であることを保証するために手の円運動とクリオバイアルをかき混ぜます。 </li><li>凍結置換処理中に-84℃の冷凍庫に3日間気密ボックス内の凍結バイアルを置きます。 </li></ol> 7.サンプル温暖化<ol><li> 微細研究 <ol><li> -30℃の冷凍庫に（急激な温度上昇を回避するため）、ポリスチレントレーで凍結バイアルを運びます。 1時間-30℃の冷凍庫でそれらを置きます。 </li><li> 2時間にわたって-15℃のフリーザーで凍結バイアルを置きます。 2時間4℃でサンプルを置き、次いで室温で30分間インキュベートしました。 </li><li>プラスチック製のトランスファーピペットで凍結置換媒体を取り外します。 100％アセトンの約500μLを追加します。 </li><li>クライオバイアル1.8ミリリットルをかき混ぜます急速に円形の手の動きとを有するガラスバイアルにグリッド（高さ3センチメートル及び直径2cmに）を含むアセトン（1.5ml）に注ぎます。 </li><li>すべてのグリッドを転送してください100％アセトン1mLで同じクライオバイアルをすすぎます。手の円運動とクライオバイアルを攪拌し、ガラスバイアル中にクリオバイアルの内容を注ぎます。 </li><li> 10分間、100％アセトン3mLの3回各ガラスバイアルをすすぎます。 </li><li>参照15で説明したように埋め込み、封入手順に従います。 （25％、50％、および75％）アセトン中のエポキシ樹脂の濃度を増加させてサンプルを含浸し、ゼラチンカプセル中の100％のエポキシ樹脂と試料を埋め込みます。 </li></ol></li><li> 免疫標識の研究 <ol><li>ポリスチレントレイに1.8 mLのクリオバイアルを運ぶ-30℃の冷凍庫に（急激な温度上昇を避けるため）。 </li><li> -30℃の冷凍庫に2時間クライオバイアルを置きます。 </li><li> -30°で<html> Cフリーザーに入れ、手の円形の動きでクライオバイアルを攪拌し、ポリプロピレンバイアル（高さ5cmおよび直径1.5cm）に凍結置換媒体を急速に注ぐ。 </li><li>凍結置換培地を2 mlの新しい凍結置換培地で置換する。 </li><li>ポリプロピレンバイアルを-30℃の冷凍庫に2時間入れます。 </li><li>ポリプロピレンバイアルを100mLの2mLのアセトンで1時間、100mLの2mLのエタノールで3時間3回洗浄します。 </li><li>参考文献15に記載されているように、埋め込みおよび包含手順に従ってください。サンプルをアクリル樹脂（25％、50％、および75％アセトン）の濃度を増加させて含浸させ、サンプルを100％アクリル樹脂でゼラチンカプセルに包埋する。 </li></ol></li></ol> 8.サンプルの可視化<ol><li>埋め込み後、サンプルの80nm超薄切片をウルトラミクロトームで作製する。セクションを2％クエン酸鉛と室温で1分間対照するお尻= &quot;外部参照&quot;&gt; 15。 </li><li>切片15を観察するために80キロボルト又は120 kVの電子顕微鏡を使用します。 </li></ol>

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著者は、彼らが興味の競合がないことを宣言します。

TEMは、細胞小器官、細胞、および組織の微細構造観察するための強力な方法です。低温固定/凍結置換は現在、超微細構造とタンパク質の抗原性の両方の保全のための最善の方法です。化学固定剤は、超微細2の完全な安定化の前に構造的再編成を許可することにより、非常にゆっくりと浸透し、行動します。逆に、低温固定/凍結置換は瞬時に細胞構造4を?...

サンプル調製は、電子顕微鏡検査の成功のために重要です。従来のEM固定は、透過型電子顕微鏡（TEM） 1の組織または細胞を固定するための主要な方法であった1 。まず、アルデヒドと四酸化オスミウムを用いて室温で材料を化学的に固定する。次いで、材料を有機溶媒で脱水し、浸透させ、エポキシ樹脂に包埋する。この方法は、細胞への固定剤の浸透率に依存する。結果として、アーチファクトおよび細胞内容物の抽出が通常観察される2 。 凍結融解は、明らかに、細胞構造3の保存のためのより良い選択肢であり、それらをそのまま維持する。薄い樹脂切片における最高品質のTEM画像4は、低温固定/凍結置換法を用いて得ることができる。この技術の目的は、ガラス化されたbiologicalサンプル氷晶形成せず、または細胞の超微細構造を損傷しない十分に小さな氷晶を含みます。 （HPF）を凍結高圧またプランジ凍結（PF）と呼ばれる超急速低温固定は、サンプルをcryofixするための2つの方法です。 HPFは瞬間セル内の分子を固定化し、従来のEM固定によって引き起こされる損傷を回避します。冷凍機や自動置換デバイスのいくつかのタイプが5を開発されています。冷凍機や消耗品（液体窒素等のキャリアを試料）は高価であり、それらは、高品質の電子顕微鏡写真6,7の製造を可能にします。 PFは、1950年代初期に使用された技術であり、PF手順を.During簡単で安価な8として文献に記載され、調製された試料は、氷の結晶が5nm未満3サイズ得るために急速に凍結されます。この目的を達成するために、サンプルがありますエタン、プロパン、エタンまたはプロパンの混合物として、液体寒剤に突入。 1950年代以来、PFの改善は、より多くのユーザーにこの技術を利用できるようにするために行われてきました。 PFは広く画像小さな物体（&lt;100 nmのに使用されるのに対し、高圧凍結は、現在、50ミクロン（ディスク状サンプルについて200μmの厚さまで）5よりも厚い試料の多種多様を凍結するための唯一の実行可能な方法であります）、アモルファス氷9の薄膜に懸濁高分子複合体など。より大きなサンプルは、例えば、真核細胞は、PFによってcryofixedすることができるが、そのようなキャピラリー銅管またはサンドイッチシステム8、10、11のように、試料ホルダーを必要とします。 ここでは、迅速で簡単に使用し、様々な懸濁細胞培養のために使用可能な低コストのプランジ凍結/凍結置換技術が提示されます。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="849">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Grids</td>
			<td style="width:213px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:171px;">T400-Cu</td>
			<td style="width:251px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Formvar</td>
			<td style="width:213px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td align="right" style="width:171px;">15800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Propane N35</td>
			<td style="width:213px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Liquid nitrogen</td>
			<td style="width:213px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Double edge dissecting needle</td>
			<td style="width:213px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td align="right" style="width:171px;">72947</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Cryovials</td>
			<td style="width:213px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:171px;">61802-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Osmium tetroxide</td>
			<td style="width:213px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td align="right" style="width:171px;">19130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Glass vial 8,5 ml</td>
			<td style="width:213px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td align="right" style="width:171px;">64252</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Uranyl acetate</td>
			<td style="width:213px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td align="right" style="width:171px;">48851</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Acetone</td>
			<td style="width:213px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:171px;">32201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Ethanol 100%</td>
			<td style="width:213px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:171px;">32221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Glass slides</td>
			<td style="width:213px;">VWR international</td>
			<td style="width:171px;">631-9439</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Tweezers</td>
			<td style="width:213px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Acrylic resin</td>
			<td style="width:213px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td align="right" style="width:171px;">104371</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Epoxy resin M</td>
			<td style="width:213px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:171px;">10951</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Epoxy resin M hardener</td>
			<td style="width:213px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:171px;">10953</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Dibutyl phtalate&#160;</td>
			<td style="width:213px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:171px;">80102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Epoxy resin M accelerateur</td>
			<td style="width:213px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:171px;">10952</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Crystallizer</td>
			<td style="width:213px;">Fischer scientific</td>
			<td style="width:171px;">08-762-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Joseph paper</td>
			<td style="width:213px;">VWR international</td>
			<td style="width:171px;">111-5009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Brass cups</td>
			<td style="width:213px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td>do it yourself shop or made by yourself</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Saccharomyces cerevisiae</td>
			<td style="width:213px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Shizosacharomyces cerevisiae</td>
			<td style="width:213px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Trypanosoma brucei</td>
			<td style="width:213px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Leishmania amazonensis</td>
			<td style="width:213px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Escherichia Coli&#160;</td>
			<td style="width:213px;"></td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Airtight box</td>
			<td style="width:213px;">Fischer scientific</td>
			<td style="width:171px;">7135-0001&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Air purifying respirator</td>
			<td style="width:213px;">Fischer scientific</td>
			<td style="width:171px;">3M 7502&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Cartridge for respirator</td>
			<td>Fischer scientific</td>
			<td style="width:171px;">3M 6001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Particulate filter</td>
			<td style="width:213px;">Fischer scientific</td>
			<td style="width:171px;">3M 5N11&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

plunge freezing: a tool for the ultrastructural and immunolocalization studies of suspension cells in transmission electron microscopy

透過型電子顕微鏡（TEM）は、タンパク質を局在化し、非常に高い分解能で高分子複合体を可視化するために、細胞の超微細構造を研究するための特別なツールです。しかし、本来の状態にできるだけ近い取得するには、完璧なサンプル保存が必要です。従来の電子顕微鏡（EM）アルデヒド固定、例えば、良好な超微細構造保存を提供しません。固定剤の遅い浸透は、様々な細胞成分の細胞の再編成および損失を誘発します。したがって、従来のEM固定は、構造および抗原性の瞬間的安定化および保存を可能にしません。細胞内事象を調べるための最良の選択は、その天然の状態で細胞を維持し、凍結置換固定法に続いて低温固定を使用することです。高圧凍結細胞の超微細構造の整合性を維持する/凍結置換は、最も一般的に使用される方法ですが、expensiが必要です機器VEの。ここでは、懸濁細胞培養のための凍結置換に続いて、使いやすく、低コストの凍結固定方法が提示されます。

この記事では、超微細構造（ 図1及び図2）及び免疫標識（ 図3）研究のために使いやすく、低コストのプランジ凍結方法が提供されます。私たちは、凍結置換法のためと温暖化手続きではなく、専用のシステムを使用して、24時間の6時間未満を取ることを特別な機器を用意する必要はありませんこと?...

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Plunge Freezing: A Tool for the Ultrastructural and Immunolocalization Studies of Suspension Cells in Transmission Electron Microscopy

この原稿は、透過型電子顕微鏡により懸濁細胞を可視化するために使いやすく、低コストの低温固定の方法を記載しています。

プランジ凍結：透過型電子顕微鏡での懸濁細胞の超微細構造と免疫学的研究のためのツール

Transmission Electron Microscopy (TEM) is an extraordinary tool for studying cell ultrastructure, in order to localize proteins and visualize ...

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Research

JoVE Journal

Biology

10.8K ビュー.  Université de Bordeaux. この原稿は、透過型電子顕微鏡により懸濁細胞を可視化するために使いやすく、低コストの低温固定の方法を記載しています。 

ビデオ: Plunge Freezing: A Tool for the Ultrastructural and Immunolocalization Studies of Suspension Cells in Transmission Electron Microscopy

Preparation of embryos for Electron Microscopy of the Drosophila embryonic heart tube

The morphogenesis of the Drosophila embryonic heart tube has emerged as a valuable model system for studying cell migration, cell-cell adhesion and cell shape changes during embryonic development. One of the challenges faced in studying this structure is that the lumen of the heart tube, as well as the membrane features that are crucial to heart tube formation, are difficult to visualize in whole mount embryos, due to the small size of the heart tube and intra-lumenal space relative to the embryo. The use of transmission electron microscopy allows for higher magnification of these structures and gives the advantage of examining the embryos in cross section, which easily reveals the size and shape of the lumen. In this video, we detail the process for reliable fixation, embedding, and sectioning of late stage Drosophila embryos in order to visualize the heart tube lumen as well as important cellular structures including cell-cell junctions and the basement membrane.

Preparation of embryos for Electron Microscopy of the Drosophila embryonic heart tube

We describe a process for fixation, embedding, sectioning, and imaging of late stage Drosophila embryos for Trasmission Electron Microscopy of the embryonic heart tube. This technique allows for the visualization of the heart tube lumen as well as the basement membrane, which lines the lumen of the heart.

の電子顕微鏡のための胚の調製ショウジョウバエ胎児心臓の管

The morphogenesis of the Drosophila  embryonic heart tube has emerged as a valuable model system for studying cell migration, cell-cell adhesion and cell ...

生物学

Mutagenesis and Functional Analysis of Ion Channels Heterologously Expressed in Mammalian Cells

We will demonstrate how to study the functional effects of introducing a point mutation in an ion channel. We study G protein-gated inwardly rectifying potassium (referred to as GIRK) channels, which are important for regulating the excitability of neurons. There are four different mammalian GIRK channel subunits (GIRK1-GIRK4) - we focus on GIRK2 because it forms a homotetramer. Stimulation of different types of G protein-coupled receptors (GPCRs), such as the muscarinic receptor (M2R), leads to activation of GIRK channels. Alcohol also directly activates GIRK channels. We will show how to mutate one amino acid by specifically changing one or more nucleotides in the cDNA for the GIRK channel. This mutated cDNA sequence will be amplified in bacteria, purified, and the presence of the point mutation will be confirmed by DNA sequencing. The cDNAs for the mutated and wild-type GIRK channels will be transfected into human embryonic kidney HEK293T cells cultured in vitro. Lastly, whole-cell patch-clamp electrophysiology will be used to study the macroscopic potassium currents through the ectopically expressed wild-type or mutated GIRK channels. In this experiment, we will examine the effect of a L257W mutation in GIRK2 channels on M2R-dependent and alcohol-dependent activation.

We will demonstrate how to study the effect of a single point mutation on the function of an ion channel.

異種哺乳動物細胞で発現したイオンチャネルの変異導入と機能解析

We will demonstrate how to study the functional effects of introducing a point mutation in an ion channel. We study G protein-gated inwardly rectifying ...

Tracking Morphogenetic Tissue Deformations in the Early Chick Embryo

Embryonic epithelia undergo complex deformations (e.g. bending, twisting, folding, and stretching) to form the primitive organs of the early embryo. Tracking fiducial markers on the surfaces of these cellular sheets is a well-established method for estimating morphogenetic quantities such as growth, contraction, and shear. However, not all surface labeling techniques are readily adaptable to conventional imaging modalities and possess different advantages and limitations. Here, we describe two labeling methods and illustrate the utility of each technique. In the first method, hundreds of fluorescent labels are applied simultaneously to the embryo using magnetic iron particles. These labels are then used to quantity 2-D tissue deformations during morphogenesis. In the second method, polystyrene microspheres are used as contrast agents in non-invasive optical coherence tomography (OCT) imaging to track 3-D tissue deformations. These techniques have been successfully implemented in our lab to studythe physical mechanisms of early head fold, heart, and brain development, and should be adaptable to a wide range morphogenetic processes.

This article describes surface labeling and ex ovo tissue culture in the early chick embryo. Techniques amenable to time-lapse bright field, fluorescence, and optical coherence tomography imaging are presented. Tracking surface labels with high spatiotemporal resolution enables kinematic quantities such as morphogenetic strains (deformations) to be calculated in both two and three dimensions.

初期のニワトリ胚の形態形成の組織の変形を追跡

Embryonic epithelia undergo complex deformations (e.g. bending, twisting, folding, and stretching) to form the primitive organs of the early embryo. ...

Tandem High-pressure Freezing and Quick Freeze Substitution of Plant Tissues for Transmission Electron Microscopy

Since the 1940s transmission electron microscopy (TEM) has been providing biologists with ultra-high resolution images of biological materials. Yet, because of laborious and time-consuming protocols that also demand experience in preparation of artifact-free samples, TEM is not considered a user-friendly technique. Traditional sample preparation for TEM used chemical fixatives to preserve cellular structures. High-pressure freezing is the cryofixation of biological samples under high pressures to produce very fast cooling rates, thereby restricting ice formation, which is detrimental to the integrity of cellular ultrastructure. High-pressure freezing and freeze substitution are currently the methods of choice for producing the highest quality morphology in resin sections for TEM. These methods minimize the artifacts normally associated with conventional processing for TEM of thin sections. After cryofixation the frozen water in the sample is replaced with liquid organic solvent at low temperatures, a process called freeze substitution. Freeze substitution is typically carried out over several days in dedicated, costly equipment. A recent innovation allows the process to be completed in three hours, instead of the usual two days. This is typically followed by several more days of sample preparation that includes infiltration and embedding in epoxy resins before sectioning. Here we present a protocol combining high-pressure freezing and quick freeze substitution that enables plant sample fixation to be accomplished within hours. The protocol can readily be adapted for working with other tissues or organisms. Plant tissues are of special concern because of the presence of aerated spaces and water-filled vacuoles that impede ice-free freezing of water. In addition, the process of chemical fixation is especially long in plants due to cell walls impeding the penetration of the chemicals to deep within the tissues. Plant tissues are therefore particularly challenging, but this protocol is reliable and produces samples of the highest quality.

Obtaining high-quality transmission electron microscopy images is challenging, especially in the case of plant cells, which have abundant large water-filled vacuoles and aerated spaces. Tandem high-pressure freezing and quick freeze substitution greatly reduce preparation time of plant samples for TEM while producing samples with excellent ultrastructural preservation.

タンデム高圧凍結および透過型電子顕微鏡のための植物組織の急速凍結置換

Since the 1940s transmission electron microscopy (TEM) has been providing biologists with ultra-high resolution images of biological materials. Yet, ...

Sample Preparation and Imaging of Exosomes by Transmission Electron Microscopy

Exosomes are nano-sized extracellular vesicles secreted by body fluids and are known to represent the characteristics of cells that secrete them. The contents and morphology of the secreted vesicles reflect cell behavior or physiological status, for example cell growth, migration, cleavage, and death. The exosomes&#39; role may depend highly on size, and the size of exosomes varies from 30 to 300 nm. The most widely used method for exosome imaging is negative staining, while other results are based on Cryo-Transmission Electron Microscopy, Scanning Electron Microscopy, and Atomic Force Microscopy. The typical exosome&#39;s morphology assessed through negative staining is a cup-shape, but further details are not yet clear. An exosome well-characterized through structural study is necessary particular in medical and pharmaceutical fields. Therefore, function-dependent morphology should be verified by electron microscopy techniques such as labeling a specific protein in the detailed structure of exosome. To observe detailed structure, ultrathin sectioned images and negative stained images of exosomes were compared. In this protocol, we suggest transmission electron microscopy for the imaging of exosomes including negative staining, whole mount immuno-staining, block preparation, thin section, and immuno-gold labelling.

This protocol describes the various techniques necessary for transmission electron microscopy including negative staining, ultrathin sectioning for detailed structure, and immuno-gold labelling to determine the positions of specific proteins in exosomes.

サンプル準備および透過電子顕微鏡によるエクソソームのイメージ投射

Exosomes are nano-sized extracellular vesicles secreted by body fluids and are known to represent the characteristics of cells that secrete them. The ...

Miniaturized Sample Preparation for Transmission Electron Microscopy

Due to recent technological progress, cryo-electron microscopy (cryo-EM) is rapidly becoming a standard method for the structural analysis of protein complexes to atomic resolution. However, protein isolation techniques and sample preparation methods for EM remain a bottleneck. A relatively small number (100,000 to a few million) of individual protein particles need to be imaged for the high-resolution analysis of proteins by the single particle EM approach, making miniaturized sample handling techniques and microfluidic principles feasible.
A miniaturized, paper-blotting-free EM grid preparation method for sample pre-conditioning, EM grid priming and post processing that only consumes nanoliter-volumes of sample is presented. The method uses a dispensing system with sub-nanoliter precision to control liquid uptake and EM grid priming, a platform to control the grid temperature thereby determining the relative humidity above the EM grid, and a pick-and-plunge-mechanism for sample vitrification. For cryo-EM, an EM grid is placed on the temperature-controlled stage and the sample is aspirated into a capillary. The capillary tip is positioned in proximity to the grid surface, the grid is loaded with the sample and excess is re-aspirated into the microcapillary. Subsequently, the sample film is stabilized and slightly thinned by controlled water evaporation regulated by the offset of the platform temperature relative to the dew-point. At a given point the pick-and-plunge mechanism is triggered, rapidly transferring the primed EM grid into liquid ethane for sample vitrification. Alternatively, sample-conditioning methods are available to prepare nanoliter-sized sample volumes for negative stain (NS) EM.
The methodologies greatly reduce sample consumption and avoid approaches potentially harmful to proteins, such as the filter paper blotting used in conventional methods. Furthermore, the minuscule amount of sample required allows novel experimental strategies, such as fast sample conditioning, combination with single-cell lysis for &#34;visual proteomics,&#34; or &#34;lossless&#34; total sample preparation for quantitative analysis of complex samples.

An instrument and methods for the preparation of nanoliter-sized sample volumes for transmission electron microscopy is presented. No paper-blotting steps are required, thus avoiding the detrimental consequences this can have for proteins, significantly reducing sample loss and enabling the analysis of single cell lysate for visual proteomics.

透過電子顕微鏡用小型サンプル準備

Due to recent technological progress, cryo-electron microscopy (cryo-EM) is rapidly becoming a standard method for the structural analysis of protein ...

Biological Sample Preparation by High-pressure Freezing, Microwave-assisted Contrast Enhancement, and Minimal Resin Embedding for Volume Imaging

The described sample preparation technique is designed to combine the best quality of ultrastructural preservation with the most suitable contrast for the imaging modality in a focused ion beam scanning electron microscope (FIB-SEM), which is used to obtain stacks of sequential images for 3D reconstruction and modelling. High-pressure freezing (HPF) allows close to native structural preservation, but the subsequent freeze substitution often does not provide sufficient contrast, especially for a bigger specimen, which is needed for high-quality imaging in the SEM required for 3D reconstruction. Therefore, in this protocol, after the freeze substitution, additional contrasting steps are carried out at room temperature. Although these steps are performed in a microwave, it is also possible to follow traditional bench processing, which requires longer incubation times.The subsequent embedding in minimal amounts of resin allows for faster and more precise targeting and preparation inside the FIB-SEM. This protocol is especially useful for samples that require preparation by high-pressure freezing for a reliable ultrastructural preservation but do not gain enough contrast during the freeze substitution for volume imaging using FIB-SEM. In combination with the minimal resin embedding, this protocol provides an efficient workflow for the acquisition of high-quality volume data.

Here we present a protocol for combining two sample processing techniques, high-pressure freezing and microwave-assisted sample processing, followed by minimal resin embedding for acquiring data with a focused ion beam scanning electron microscope (FIB-SEM). This is demonstrated using a mouse tibial nerve sample and Caenorhabditis elegans.

高圧急速凍結、マイクロ波を用いたコントラスト強調、およびボリューム イメージングのために埋め込む最小限の樹脂による生体試料作製

The described sample preparation technique is designed to combine the best quality of ultrastructural preservation with the most suitable contrast for the ...

Cryo-Electron Microscopic Grid Preparation for Time-Resolved Studies using a Novel Robotic System, Spotiton

The capture of short-lived molecular states triggered by the early encounter of two or more interacting particles continues to be an experimental challenge of great interest to the field of cryo-electron microscopy (cryo-EM). A few methodological strategies have been developed that support these &#34;time-resolved&#34; studies, one of which, Spotiton-a novel robotic system-combines the dispensing of picoliter-sized sample droplets with precise temporal and spatial control. The time-resolved Spotiton workflow offers a uniquely efficient approach to interrogate early structural rearrangements from minimal sample volume. Fired from independently controlled piezoelectric dispensers, two samples land and rapidly mix on a nanowire EM grid as it plunges toward the cryogen. Potentially hundreds of grids can be prepared in rapid succession from only a few microliters of a sample. Here, a detailed step-by-step protocol of the operation of the Spotiton system is presented with a focus on troubleshooting specific problems that arise during grid preparation.

The protocol presented here describes the use of Spotiton, a novel robotic system, to deliver two samples of interest onto a self-wicking, nanowire grid that mix for a minimum of 90 ms prior to vitrification in liquid cryogen.

新しいロボットシステム、スポティトンを用いた時間分解研究のためのクライオ電子微視的グリッドの準備

The capture of short-lived molecular states triggered by the early encounter of two or more interacting particles continues to be an experimental ...

Strategies for Optimization of Cryogenic Electron Tomography Data Acquisition

Cryogenic electron tomography (cryoET) is a powerful method to study the 3D structure of biological samples in a close-to-native state. Current state-of-the-art cryoET combined with subtomogram averaging analysis enables the high-resolution structural determination of macromolecular complexes that are present in multiple copies within tomographic reconstructions. Tomographic experiments usually require a vast amount of tilt series to be acquired by means of high-end transmission electron microscopes with important operational running-costs. Although the throughput and reliability of automated data acquisition routines have constantly improved over the recent years, the process of selecting regions of interest at which a tilt series will be acquired cannot be easily automated and it still relies on the user's manual input. Therefore, the set-up of a large-scale data collection session is a time-consuming procedure that can considerably reduce the remaining microscope time available for tilt series acquisition. Here, the protocol describes the recently developed implementations based on the SerialEM package and the PyEM software that significantly improve the time-efficiency of grid screening and large-scale tilt series data collection. The presented protocol illustrates how to use SerialEM scripting functionalities to fully automate grid mapping, grid square mapping, and tilt series acquisition. Furthermore, the protocol describes how to use PyEM to select additional acquisition targets in off-line mode after automated data collection is initiated. To illustrate this protocol, its application in the context of high-end data collection of Sars-Cov-2 tilt series is described. The presented pipeline is particularly suited to maximizing the time-efficiency of tomography experiments that require a careful selection of acquisition targets and at the same time a large amount of tilt series to be collected.

The increasing demand for large-scale data collection in cryogenic electron tomography requires high-throughput image acquisition routines. Described here is a protocol that implements the recent developments of advanced acquisition strategies aimed at maximizing the time-efficiency and throughput of tomographic data collection.

極低温電子断層撮影の最適化戦略

Cryogenic electron tomography (cryoET) is a powerful method to study the 3D structure of biological samples in a close-to-native state. Current ...

Rapid Freezing using Sandwich Freezing Device for Good Ultrastructural Preservation of Biological Specimens in Electron Microscopy

Chemical fixation has been used for observing the ultrastructure of cells and tissues. However, this method does not adequately preserve the ultrastructure of cells; artifacts and extraction of cell contents are usually observed. Rapid freezing is a better alternative for the preservation of cell structure. Sandwich freezing of living yeast or bacteria followed by freeze-substitution has been used for observing the exquisite natural ultrastructure of cells. Recently, sandwich freezing of glutaraldehyde-fixed cultured cells or human tissues has also been used to reveal the ultrastructure of cells and tissues. 
These studies have thus far been carried out with a handmade sandwich freezing device, and applications to studies in other laboratories have been limited. A new sandwich freezing device has recently been fabricated and is now commercially available. The present paper shows how to use the sandwich freezing device for rapid freezing of biological specimens, including bacteria, yeast, cultured cells, isolated cells, animal and human tissues, and viruses. Also shown is the preparation of specimens for ultrathin sectioning after rapid freezing and procedures for freeze-substitution, resin embedding, trimming of blocks, cutting of ultrathin sections, recovering of sections, staining, and covering of grids with support films.

Here we show how to use the sandwich freezing device for rapid freezing of biological specimens, including bacteria, yeast, cultured cells, isolated cells, animal and human tissues, and viruses. We also show how to prepare specimens for ultrathin sectioning after rapid freezing.