EM de volumen con microscopía electrónica de barrido con haz de iones focalizado (FIB)

Técnicas de EM de volumen

Microscopía electrónica de barrido de haz iónico focalizado

Datos isotrópicos de volumen de alta resolución para reconstrucciones precisas en 3D

Máxima resolución en el eje z
Mediciones isotrópicas en 3D
Reconstrucción de características subcelulares en proporciones exactas en 3D

EM de volumen con microscopía electrónica de barrido de haz iónico focalizado (FIB-SEM)

Con la FIB-SEM se capturan imágenes de la muestra sumergida en resina con el SEM y, a continuación, un haz de iones focalizado fresa un máximo de 3-10 nm antes de volver a tomar imágenes secuencialmente. El diminuto tamaño del paso en Z puede calibrarse con la resolución XY del SEM para la captura de imágenes en 3D isotrópicas, lo que convierte a la FIB-SEM en una opción excelente para mediciones en 3D ultraestructurales precisas para aplicaciones como las características subcelulares o las conexiones neuronales.

Representación esquemática de un flujo de trabajo típico

1

Con un FIB se fresa una muestra sumergida en resina hasta que la estructura en cuestión se hace visible.

2

Se capturan imágenes de la superficie de la muestra recién expuesta de la estructura de interés. Este proceso de fresado y captura de imágenes se repite hasta que se ha capturado una imagen completa de la estructura.

3

Las imágenes de microscopio electrónico adquiridas se procesan y alinean digitalmente en un conjunto de datos en 3D. Los compartimentos celulares se pueden identificar y segmentar.

4

El conjunto segmentado de datos en 3D se puede visualizar, estudiar y analizar estadísticamente.

Ejemplos de aplicación

Visualización isotrópica de alta resolución de la ultraestructura celular en 3D

Conjunto de datos proporcionado por Anna Steyer y Yannick Schwab, EMBL Heidelberg, Alemania

Captura de imágenes en 3D de células HeLa

Captura automatizada de imágenes en 3D y en serie con tecnología FIB-SEM de ZEISS

El FIB se utilizó para eliminar secuencialmente capas de 8 nm de grosor de la muestra, mientras la cara en bloque expuesta se escanea con un microscopio electrónico de barrido, obteniéndose así una imagen en 3D volumétrica de alta resolución. Los componentes celulares se segmentaron y visualizaron de manera automatizada mediante un modelo de aprendizaje profundo entrenado por arivis Cloud en arivis Pro con el fin de poder visualizar y cuantificar los diferentes componentes celulares.

Reconstrucción en 3D del aparato de Golgi de algas a partir de datos brutos de fresado FIB — Imagen cortesía de la Dr. Louise Hughes, Oxford Brookes University, Reino Unido

Caracterización del aparato de Golgi

Para comprender mejor su función en la modificación y el transporte de proteínas

Esta imagen muestra una reconstrucción en 3D del aparato de Golgi de algas a partir de un conjunto de datos de FIB-SEM. El conjunto de datos distingue entre las caras cis y trans del Golgi (amarillo/rojo: golgi cis, morado/azul: golgi trans). La segmentación de los componentes celulares de los conjuntos de datos de alta resolución adquiridos con la tecnología FIB-SEM ZEISS Crossbeam garantiza que los componentes internos puedan caracterizarse y cuantificarse con precisión.

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