ZEISS Volutome
Produkt

ZEISS Volutome Ultramikrotom für Serial-Blockface-SEM

Bilden Sie die Ultrastruktur biologischer, in Kunstharz eingebetteter Proben über große Flächen in 3D ab. Mit ZEISS Volutome erhalten Sie eine End-to-End-Lösung: Von der Hardware bis zur Software, voll ausgerüstet für Bildverarbeitung, Segmentierung und Visualisierung. Das Ultramikrotom lässt sich schnell und einfach gegen einen herkömmlichen SEM‑Tisch austauschen – so wird Ihr 3D‑FE‑SEM im Handumdrehen zu einem standardmäßigen Mehrzweck-FE‑SEM, das sich an Multifunktionsumgebungen anpasst.

  • Automatisierte Schnittführung, Bildaufnahme und Vorverarbeitung
  • Hervorragendes 3D‑Imaging biologischer Proben
  • Eine ZEISS Komplettlösung – von der Hardware bis zur Software

Volumendatenerfassung mit automatisierter Schnittbildung und Bildgebung

ZEISS Volutome im Einsatz

Zeitersparnis mit automatisierter Schnittführung, Bildaufnahme und Vorverarbeitung

Serial-Block-Face-Imaging setzt stabile Aufnahmebedingungen über einen langen Zeitraum voraus. Genau hier setzt ZEISS Volutome an und ermöglicht hochautomatisiertes, unbeaufsichtigtes Schneiden und Imaging. Der spezielle Volume BSD Detektor von ZEISS beschleunigt dazu sogar den Schneidvorgang und die Bildaufnahme. Schon während der Bildaufnahme erfolgt die Vorverarbeitung der Bilder für das Stitching und die Z‑Stapel-Ausrichtung – so erhalten Sie die Ergebnisse ganz einfach per Mausklick.

Gewebe eines Mäusehirns, aufgenommen mit ZEISS Volutome und ZEISS GeminiSEM; Pixelgröße: 3 nm. Probe mit freundlicher Genehmigung von Christel Genoud, Université de Lausanne, Schweiz

Hervorragendes 3D‑Imaging für Ihre biologischen Proben

In Kunstharz eingebettete Proben lassen sich oft nur schwer abbilden. Hochqualitative Bilder mit gutem Kontrast müssen in der Regel mit höheren Beschleunigungsspannungen aufgenommen werden – eine Gefahr für Ihre empfindliche Probe. Die Bildaufnahme bei niedrigen kV‑Werten lässt die Probe intakt, liefert jedoch Bilder mit niedrigerem Kontrast. Volume BSD, der neue hochempfindliche Hochgeschwindigkeitsdetektor von ZEISS, ist speziell auf ZEISS Volutome abgestimmt. So erhalten Sie auch mit niedrigeren Beschleunigungsspannungen kontrastreiche Bilder. Und in Kombination mit Focal Charge Compensation lassen sich sogar aufladungsgefährdete Proben mühelos abbilden, denn die Aufladung wird am Block‑Face neutralisiert.

Bildbeschreibung: Gewebe eines Mäusehirns, aufgenommen mit ZEISS Volutome und ZEISS GeminiSEM; Pixelgröße: 3 nm. Probe mit freundlicher Genehmigung von Christel Genoud, Université de Lausanne, Schweiz

3D‑Rekonstruktion von Neuronen eines Mäusehirns. Probe mit freundlicher Genehmigung von Christel Genoud, Université de Lausanne, Schweiz

Eine Lösung – ein Kontakt

ZEISS – Ihr zuverlässiger Partner für Volumen‑EM

Als integrierte Komplettlösung für das Serial-Block-Face-Imaging liefert ZEISS Volutome Hardware und Software aus einer Hand. Damit eignet es sich ideal für Anwender, die den Aufwand durch Kontaktanfragen bei unterschiedlichen Gerätezulieferern reduzieren möchten. Ganz gleich, ob Sie Fragen zum Ultramikrotom, zum Detektor oder zum FE‑SEM oder auch zu den Anwendungen haben: Sie können sich jederzeit auf ZEISS verlassen.

Bildbeschreibung: 3D‑Rekonstruktion von Neuronen eines Mäusehirns. Probe mit freundlicher Genehmigung von Christel Genoud, Université de Lausanne, Schweiz

Die Hardware hinter ZEISS Volutome

Die Hardware-Komponenten von ZEISS Volutome sind exakt aufeinander abgestimmt und optimieren so Ihren Workflow: von der Probenausrichtung über die Annäherung an das Messer bis zur Bildaufnahme.

  • Bild der geöffneten Volutome-Kammer

    Kammer-Ultramikrotom

    Mit Volutome verwandeln Sie Ihr ZEISS Sigma oder ZEISS GeminiSEM schnell und einfach in ein Serial-Block-Face-Imaging-System.

  • Zubehör für ZEISS Volutome: Stemi 305 Probenausrichtstand und ‑halter

    Ausrichtstand und Probenhalter

    Vor dem Einsetzen in das Ultramikrotom wird die Probe in einen speziellen Probenhalter eingespannt und mit einem ZEISS Stereomikroskop zentriert. 

  • Produktbild des ZEISS Volutome: Beleuchtung für die Messerausrichtung an der Probe

    Lichtquellen

    Wenn die Probe in das Ultramikrotom eingesetzt wurde, machen Lichtquellen die Reflexion des Messers auf der Probenoberfläche deutlich sichtbar und zeigen, wenn sich das Messer nahe an der Probe befindet.

  • Bild des ZEISS Volutome-Controllers

    ZEISS Controller

    Mit dem ZEISS Controller lässt sich die Probe präzise zum Messer bewegen. Dieser Vorgang wird entweder über das Binokular eines Stereomikroskops oder digital auf einem Bildschirm überwacht.

  • Bild des ZEISS Volume BSD

    BSE-Detektor

    ZEISS Volume BSD ist der optimierte Detektor für das Serial-Block-Face-Imaging. Er ist speziell auf die Bildgebung mit niedrigen Beschleunigungsspannungen und hohen Scan-Geschwindigkeiten abgestimmt. 

ZEISS Focal Charge Compensation

Beseitigung von Aufladungseffekten

Arabidopsis thaliana, abgebildet ohne Focal CC (links) und mit Focal CC (rechts). Ohne Focal CC wird das Bild aufgrund von Aufladungseffekten nicht korrekt wiedergegeben. Probe mit freundlicher Genehmigung von Prof. S. C. Zeeman, ETH Zürich, Schweiz.
Arabidopsis thaliana, abgebildet ohne Focal CC (links) und mit Focal CC (rechts). Ohne Focal CC wird das Bild aufgrund von Aufladungseffekten nicht korrekt wiedergegeben. Probe mit freundlicher Genehmigung von Prof. S. C. Zeeman, ETH Zürich, Schweiz.
Arabidopsis thaliana, abgebildet ohne Focal CC (links) und mit Focal CC (rechts). Ohne Focal CC wird das Bild aufgrund von Aufladungseffekten nicht korrekt wiedergegeben. Probe mit freundlicher Genehmigung von Prof. S. C. Zeeman, ETH Zürich, Schweiz.

Hochqualitative Bildgebung für in Kunstharz gegossene biologische Proben

Die Aufladung von Proben, insbesondere solcher mit großen Bereichen aus reinem Kunstharz, kann zu Verzerrungen und vielen weiteren Effekten führen, die eine erhebliche Verschlechterung der Bildqualität zur Folge haben. Die Aufladung wird in der Regel durch den druckvariablen Modus abgeschwächt, allerdings auf Kosten des Signal-Rausch-Verhältnisses und der Auflösung.

ZEISS Focal Charge Compensation eliminiert die Aufladung von Proben. Dabei handelt es sich um ein Gasinjektionssystem, das sich präzise über der Probe befindet. Während in der Kammer weiterhin ein Hochvakuum aufrechterhalten wird, wird über das Gasinjektionssystem Stickstoff direkt auf die Block-Face-Oberfläche geleitet. Das beseitigt die Aufladung und sorgt für eine hohe Bildqualität. Beim Schneidvorgang wird die Nadel automatisch eingefahren. Der Workflow läuft somit unterbrechungsfrei mit hohen Aufnahmegeschwindigkeiten ab.

Darstellung der Focal CC, Schritt 1

Schritt 1

Elektronen des Primärelektronenstrahls interagieren mit der Probe und rufen Aufladungseffekte hervor. Sekundärelektronen werden aus der Probe freigesetzt und erzeugen eine negative Aufladung auf der Oberfläche. Unzählige Elektronen treffen auf den Detektor.

Darstellung der Focal CC, Schritt 2

Schritt 2

Stickstoffgas wird durch die Focal CC-Nadel auf die Probe geleitet und bildet eine lokale Gaswolke über der Probenoberfläche. Primär- und Rückstreuelektronen aus der Probenoberfläche ionisieren die Stickstoffmoleküle.

Darstellung der Focal CC, Schritt 3

Schritt 3

Die positiv geladenen Stickstoffmoleküle neutralisieren die Probenoberfläche. Die Aufladungseffekte werden somit auf ein Minimum reduziert.

Die Darstellung zeigt das Prinzip der Kachelaufnahme (Tiling und Stitching) beim Imaging großer Flächen.
Die Darstellung zeigt das Prinzip der Kachelaufnahme (Tiling und Stitching) beim Imaging großer Flächen.

Die Darstellung zeigt das Prinzip der Kachelaufnahme (Tiling und Stitching) beim Imaging großer Flächen.

Die Darstellung zeigt das Prinzip der Kachelaufnahme (Tiling und Stitching) beim Imaging großer Flächen.

Großvolumiges Imaging

Freilegen der Ultrastruktur Ihrer Probe in größerem Kontext

ZEISS Volutome ist mit einer robusten Tischlösung ausgestattet. Der Ultramikrotomtisch verringert Drifteffekte und ermöglicht das großvolumige Imaging über einen langen Zeitraum. Diese großen Volumina erzielen Sie durch Erfassung einzelner 2D‑Bilder mit einer Auflösung von bis zu 32.000 × 32.000 Pixel.

Und auch an die dritte Dimension ist gedacht: Nutzen Sie das Stitching-Verfahren, um 2D-Einzelbilder zu einem großen Kachelbild zusammenzufügen und überwinden Sie die Grenzen des 2D-Einzel-Imgagings. Das Kachel-Imaging ist insbesondere dann hilfreich, wenn Sie Zellen oder Zellstrukturen weit in x‑, y‑ und z‑Richtung verfolgen möchten – zum Beispiel in der Konnektomik: Das neuronale Netz und die Verbindungen zwischen den Nerven müssen umfassend über große, fortlaufende Volumina hinweg untersucht werden. 

Von der Bildaufnahme zu Ergebnissen in 3D
Von der Bildaufnahme zu Ergebnissen in 3D

Von der Bildaufnahme zu Ergebnissen in 3D

ZEISS Software für Serial-Block-Face-Imaging

Die ZEISS Software führt die einzelnen Hardwarekomponenten von Volutome in einen nahtlosen, einfach zu bedienenden Workflow zusammen. Der Schneidvorgang ebenso wie das Bildgebungsverfahren werden über ZEISS ZEN core gesteuert: Mit der intuitiven Struktur der ZEN core Workbenches kontrollieren Sie die Einrichtung, die Annäherung der Probe zum Messer sowie die Parameter für die Schnitte und die Bildaufnahme.

Wenn die Daten erfasst wurden und die Vorverarbeitung für das Stitching und die Z‑Stapel-Ausrichtung erfolgt ist, können Sie die Ergebnisse mit ZEISS arivis Pro visualisieren und weiterverarbeiten.

Heben Sie Ihre Ergebnisse auf ein ganz neues Niveau: Mit Software aus der Produktfamilie ZEISS arivis können Sie Ihre Daten annotieren, segmentieren und analysieren – und damit so viele Informationen wie nur möglich aus Ihren Bildern gewinnen. 

ZEISS Volutome in der Anwendung

Anwendungsbeispiele für Serial-Block-Face-SEM

Gewebe eines Mäusehirns, verarbeitet, segmentiert und visualisiert mit ZEISS arivis (rot: Blutgefäß, cyan: Zellkerne, blau: Neuronen). Probe mit freundlicher Genehmigung von Christel Genoud, Université de Lausanne, Schweiz

Neurowissenschaften

Neurowissenschaftler arbeiten an neuen Erkenntnissen zu neuronalen Verbindungen und Signalwegen. Serial-Block-Face-Imaging ist die adäquate Lösung für die Abbildung und Verfolgung von Neuronen mit langen, dünnen Fortsätzen wie Dendriten und Axonen. ZEISS Volutome ermöglicht die Aufnahme großer Kachelbilder über alle drei Dimensionen in hoher Auflösung. 25 nm dünne Schnitte mit einer Pixelgröße von nur 3 nm folgen Dendriten und Axonen präzise über große Entfernungen.

3D-Rekonstruktion des Gewebes eines Mäusehirns

  • Pixelgröße: 6 nm
  • Schnittdicke: 25 nm
  • Abmessungen: 43 µm × 43 µm × 45 µm (1.800 Schnitte)
  • EHT: 1,2 kV / Ip: 90 pA
  • Verweildauer: 0,8 µs bzw. 1,6 µs
  • Aufgenommen mit ZEISS GeminiSEM 460
Genetisch veränderte Stammzellen, geschnitten und abgebildet mit ZEISS Volutome in einem ZEISS GeminiSEM 460 zur Untersuchung der morphologischen Veränderungen. Verschiedene Zellkomponenten wie Mitochondrien oder Zellkerne lassen sich mühelos erkennen und analysieren. Die Zellkomponenten wurden mit ZEISS arivis annotiert, segmentiert und visualisiert.
Genetisch veränderte Stammzellen, geschnitten und abgebildet mit ZEISS Volutome in einem ZEISS GeminiSEM 460 zur Untersuchung der morphologischen Veränderungen. Verschiedene Zellkomponenten wie Mitochondrien oder Zellkerne lassen sich mühelos erkennen und analysieren. Die Zellkomponenten wurden mit ZEISS arivis annotiert, segmentiert und visualisiert.

Probe mit freundlicher Genehmigung von Alexandra Graff-Meyer und Marc Bühler, Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research, Basel, Schweiz

Probe mit freundlicher Genehmigung von Alexandra Graff-Meyer und Marc Bühler, Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research, Basel, Schweiz

Zellbiologie

Die hochauflösende Bildgebung ist unverzichtbar, um die Ultrastruktur von Zellen und Zellkomponenten zu visualisieren. Proben mit großen Bereichen aus reinem Kunstharz sind besonders anfällig für Aufladung. Focal Charge Compensation verhindert Aufladungseffekte und sorgt für hochqualitative Bilder. Die Empfindlichkeit des ZEISS Volume BSD ermöglicht die Bildgebung mit niedrigen kV-Werten, ohne den Bildkontrast zu beeinträchtigen oder die Aufnahmedauer zu verlängern. Unter diesen Umständen lassen sich verschiedene Zellkomponenten wie Mitochondrien, Golgi-Apparat und sogar Vesikel mühelos erkennen und analysieren.

Genetisch veränderte Stammzellen

  • Pixelgröße: 10 nm
  • Schnittdicke: 30 nm
  • Abmessungen: 51 µm × 51 µm × 15 µm (ca. 550 Schnitte)
  • EHT: 1,5 kV / Ip: 100 pA
  • Verweildauer: 2,8 µs
  • Aufgenommen mit ZEISS GeminiSEM 460
Blatt von Arabidopsis thaliana, präpariert gemäß dem vom NCMIR aufgestellten Protokoll. Probe mit freundlicher Genehmigung von Prof. S. C. Zeeman, ETH Zürich, Schweiz

Pflanzenwissenschaft

Die Pflanzenwissenschaft befasst sich mit den mikroskopischen Beziehungen botanischen Lebens, die durch Dürre, Klimawandel, Umweltverschmutzung und genetische Faktoren beeinflusst werden. Diese Beziehungen sind die Grundlage für die Ermittlung des Gesundheitsstatus oder die Erkennung von Krankheiten – Faktoren, welche wiederum großen Einfluss auf die Ernteerträge, die Lebensmittelproduktion und letztlich auf das Wohlergehen der Menschen haben. Die Bildgebung von Pflanzenproben wird oftmals durch ihre Anatomie erschwert, z. B. Zellwände und Vakuolen. Für das Serial-Block-Face-Imaging müssen biologische Proben in Kunstharz eingebettet werden. Die Hochgeschwindigkeitsaufnahmen mit Volume BSD und Focal Charge Compensation ermöglichen auch bei niedrigen Beschleunigungsspannungen die kontrastreiche Bildaufnahme von Pflanzen ohne Kompromisse.

Blatt von Arabidopsis thaliana

  • Pixelgröße: 6 nm
  • Schnittdicke: 40 nm
  • Abmessungen: 36 µm × 36 µm × 16 µm (400 Schnitte)
  • EHT: 1,5 kV / Ip: 110 pA
  • Verweildauer: 1 µs
  • Aufgenommen mit ZEISS GeminiSEM 460
3D‑Ultrastruktur des Skelettmuskels einer Maus, präpariert gemäß dem Hua‑Probenpräparationsprotokoll (Hua et al., 2015, Nat. Comm). Probe mit freundlicher Genehmigung der Experimental Neurology Unit, University of Milano-Bicocca, Monza, Italien
3D‑Ultrastruktur des Skelettmuskels einer Maus, präpariert gemäß dem Hua‑Probenpräparationsprotokoll (Hua et al., 2015, Nat. Comm). Probe mit freundlicher Genehmigung der Experimental Neurology Unit, University of Milano-Bicocca, Monza, Italien
3D‑Ultrastruktur des Skelettmuskels einer Maus, präpariert gemäß dem Hua‑Probenpräparationsprotokoll (Hua et al., 2015, Nat. Comm). Probe mit freundlicher Genehmigung der Experimental Neurology Unit, University of Milano-Bicocca, Monza, Italien

Bildgebung von Gewebeproben

Die Volumen-Elektronenmikroskopie ermöglicht die Bildgebung deutlich größerer Proben und macht damit die Visualisierung größerer Gewebeabschnitte für Biowissenschaftler zahlreicher Disziplinen zur neuen Routine-Anwendung. Von Tumorscreenings und Biopsien über Organ‑ oder Gewebeschnitte zur Abbildung von Organoiden und Embryonen von Modellorganismen sowie noch viel mehr – mit Serial-Block-Face-Imaging lassen sich große Probenvolumina in einem größeren 3D‑Kontext abbilden und analysieren. Untersuchen Sie Ihre Proben mit unterschiedlichem Gesundheits‑ oder Krankheitsstatus oder ermitteln Sie die Auswirkungen von metabolischen Veränderungen, genetischen Faktoren, medikamentösen Behandlungen und vielem mehr.

Skelettmuskel einer Maus

  • Pixelgröße: 3 nm
  • Schnittdicke: 100 nm
  • Abmessungen: 18 µm × 15 µm × 25 µm (250 Schnitte)
  • EHT: 2 kV / Apertur: 20 μm, hohe Stromstärke
  • Verweildauer: 1 µs
  • Aufgenommen mit ZEISS GeminiSEM 360

Downloads

    • ZEISS Volutome

      Volume Data Acquisition through Automated Sectioning and Imaging

      Seiten: 23
      Dateigröße: 12 MB

ZEISS Microscopy kontaktieren

Kontakt

Formular wird geladen ...

/ 4
Nächster Schritt:
  • Schritt 1
  • Schritt 2
  • Schritt 3
Kontaktieren Sie uns
Erforderliche Angaben
Optionale Angaben

Weitere Informationen über die Datenverarbeitung bei ZEISS entnehmen Sie bitte unserem Datenschutzhinweis.