Microscopie électronique volumétrique avec FIB-SEM cryogénique
Techniques de microscopie électronique volumétrique

FIB-SEM cryogénique

Capturez un instantané de la dynamique cellulaire à des états proches de l'état natif en ultrarésolution

  • Préservation proche de l'état originel et sans artefact d'échantillons biologiques
  • Résolution Z la plus élevée
  • Imagerie 3D isotrope

Microscopie électronique volumétrique avec FIB-SEM cryogénique

Avec le FIB-SEM, l'échantillon est imagé avec le MEB, puis un faisceau d'ions focalisé le broie jusqu'à 3-10 nm avant qu'il ne soit à nouveau imagé de manière séquentielle. Le très petit pas de Z peut être calibré à la résolution XY du MEB pour une imagerie 3D isotrope, ce qui fait du FIB-SEM un excellent choix pour des mesures 3D ultrastructurelles précises. La fixation chimique traditionnelle des cellules ou des tissus pour la microscopie électronique peut entraîner des modifications ultrastructurelles. La fixation cryogénique permet de conserver l'échantillon dans un état proche de l'état originel et le FIB-SEM cryogénique, qui maintient l'échantillon à basse température, permet d'obtenir un instantané 3D ultrarésolution des événements cellulaires, proche de l'état originel. Cette méthode peut être combinée à d'autres méthodes de cryogénie, telles que la microscopie optique et la microscopie confocale.

Représentation schématique d'un flux de tâches typique

Broyage FIB-SEM Cryo

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Une tranche est broyée dans un échantillon vitrifié et non coloré à l'aide d'un faisceau d'ions focalisé jusqu'à ce que la structure d'intérêt devienne visible.

Acquisition automatique au FIB-SEM Cryo

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La surface de l'échantillon nouvellement exposée de la structure d'intérêt est imagée. Ce processus de broyage et d'imagerie est répété jusqu'à ce que la structure soit complètement imagée. L'échantillon reste vitrifié pendant toute la durée du processus.

Traitement de la segmentation

3

Les images acquises au microscope électronique sont traitées et alignées numériquement dans un ensemble de données 3D. Les compartiments cellulaires peuvent être identifiés et segmentés.

Analyse de la visualisation en 3D

4

L'ensemble des données 3D segmentées peut être visualisé, étudié et analysé statistiquement.

Exemple d'application

Comprendre le processus de biominéralisation des cristaux de calcite dans une algue coccolithophoridée

S. Sviben & A. Scheffel, Institut Max Planck de physiologie végétale, et L. Bertinetti, Institut Max Planck des colloïdes et des interfaces, Potsdam-Golm, Allemagne

Formation des coccolithes dans le coccolithophore Emiliania Huxleyi

Visualisation des particules de calcite et de leur environnement ultrastructurel

L'environnement ultrastructurel des phases calciques solubles et amorphes des coccolithophores est difficile à imager avec les protocoles de préparation classiques à base d'eau. Le FIB-SEM utilisé dans des conditions cryogéniques permet d'obtenir des images d'algues marines vitrifiées dans un état proche de l'état natif, ce qui permet d'élucider l'ultrastructure en 3D.

Les cellules E. huxleyi ont été congelées à haute pression. Pendant le processus d'imagerie, l'échantillon a été maintenu dans un état de congélation ; l'ensemble des données FIB-SEM a été acquis à l'aide de ZEISS Crossbeam dans des conditions cryogéniques. La reconstruction 3D montre les coccolithes matures (jaune), un coccolithe en statu nascendi (bleu) et les corps lipidiques (rouge).

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