ZEISS Volutome
Produit

ZEISS Volutome Ultramicrotome en chambre pour l'imagerie MEB par coupes sériées (Serial Block-Face)

Imagez en 3D et sur de grandes surfaces l'ultrastructure d'échantillons biologiques enrobés de résine. ZEISS Volutome est une solution de bout en bout comprenant l'équipement autant matériel que logiciel pour le traitement d'image, la segmentation et la visualisation. L'ultramicrotome est facilement remplaçable par une platine MEB conventionnelle : votre MEB à émission de champ 3D se transforme alors en un MEB à émission de champ standard et polyvalent, pour un système adapté à un environnement lui aussi polyvalent.

  • Découpe, acquisition d'images et prétraitement automatisés
  • Superbe imagerie 3D d'échantillons biologiques
  • Une solution ZEISS intégrale, équipement matériel et logiciel compris

Acquisition des données volumétriques grâce au sectionnement et à l'imagerie automatisés

Découvrez ZEISS Volutome en action

Gagnez du temps grâce à l'automatisation de la coupe, de l'acquisition d'images et du prétraitement

L'imagerie par coupes sériées nécessite des conditions d'acquisition stables sur une longue période. ZEISS Volutome automatise à l'extrême la coupe et l'imagerie, sans surveillance requise. Le cycle de coupe et l'acquisition des images sont accélérés grâce au détecteur dédié ZEISS Volume BSD. Pour leur acquisition, les images sont simultanément précalculées pour l'assemblage et l'alignement de la pile z : les résultats sont à portée de main en un seul clic.

Tissu cérébral de souris acquis avec ZEISS Volutome et ZEISS GeminiSEM ; taille des pixels : 3 nm. Avec l'aimable autorisation de Christel Genoud, Université de Lausanne, Suisse.

Superbe imagerie 3D de vos échantillons biologiques

Les échantillons enrobés de résine sont difficiles à imager. Les images de haute qualité avec un bon contraste nécessitent normalement des tensions d'accélération plus élevées qui pourraient endommager les échantillons fragiles. À l'inverse, l'imagerie à faible kV qui garantirait leur intégrité produit des images moins contrastées. ZEISS Volume BSD est le nouveau détecteur haute vitesse et haute sensibilité spécialement conçu pour ZEISS Volutome ; il obtient des images très contrastées même à faible kV. Associé au mode Focal Charge Compensation, il image facilement les échantillons susceptibles d'être chargés en neutralisant la charge sur la face du bloc.

Légende : tissu cérébral de souris acquis avec ZEISS Volutome et ZEISS GeminiSEM ; taille des pixels : 3 nm. Avec l'aimable autorisation de Christel Genoud, Université de Lausanne, Suisse.

reconstruction en 3D de neurones cérébraux de souris. Avec l'aimable autorisation de Christel Genoud, Université de Lausanne, Suisse.

Une solution, un interlocuteur

ZEISS, votre partenaire de confiance en microscopie électronique volumétrique

ZEISS Volutome est la solution d'imagerie par coupes sériées intégrale et intégrée. Du matériel au logiciel, elle est idéale pour les utilisateurs qui souhaitent réduire le nombre de leurs fournisseurs d'équipement. Que vous ayez des questions sur l'ultramicrotome, le détecteur, le MEB à émission de champ ou les applications, ZEISS est votre interlocuteur de choix.

Légende : reconstruction en 3D de neurones cérébraux de souris. Avec l'aimable autorisation de Christel Genoud, Université de Lausanne, Suisse.

Le matériel derrière ZEISS Volutome

Les composants matériels de ZEISS Volutome travaillent en symbiose pour rationnaliser le flux de tâches, de l'alignement de l'échantillon à l'acquisition de l'image en passant par l'approche de la lame.

  • Image de la chambre ouverte Volutome

    Ultramicrotome en chambre

    Avec Volutome, transformez en toute simplicité votre ZEISS Sigma ou ZEISS GeminiSEM en un système d'imagerie par coupes sériées.

  • Accessoires ZEISS Volutome : Statif d'ajustement et porte-échantillon Stemi 305

    Statif d'alignement et porte-échantillon

    Avant de monter l'échantillon dans l'ultramicrotome, celui-ci est inséré dans un porte-échantillon spécialement conçu et centré à l'aide d'un microscope stéréo ZEISS. 

  • Photo du produit ZEISS Volutome : éclairage pour l'ajustement de l'échantillon à la lame

    Sources de lumière

    Une fois l'échantillon placé dans l'ultramicrotome, des sources lumineuses rendent le reflet de la lame sur la surface de l'échantillon clairement visible et vous indiquent quand la lame est proche de l'échantillon.

  • Image de ZEISS Volutome controller

    ZEISS Controller

    Grâce à ZEISS Controller, vous déplacez l'échantillon vers la lame avec précision. À piloter soit à travers les jumelles d'un microscope stéréo, soit numériquement par écran interposé.

  • Image de ZEISS Volume BSD

    Détecteur BSE

    ZEISS Volume BSD est un détecteur optimisé pour l'imagerie par coupes sériées, spécialement conçu pour l'imagerie avec de faibles tensions d'accélération et des vitesses de balayage rapides. 

ZEISS Focal Charge Compensation

Élimination des effets de charge

Arabidopsis thaliana capturée sans Focal CC à gauche et avec Focal CC (à droite). Sans Focal CC, l'image est détériorée par les effets de charge. Avec l'aimable autorisation du Prof S. C. Zeeman, ETH, Zurich, Suisse.
Arabidopsis thaliana capturée sans Focal CC à gauche et avec Focal CC (à droite). Sans Focal CC, l'image est détériorée par les effets de charge. Avec l'aimable autorisation du Prof S. C. Zeeman, ETH, Zurich, Suisse.
Arabidopsis thaliana capturée sans Focal CC à gauche et avec Focal CC (à droite). Sans Focal CC, l'image est détériorée par les effets de charge. Avec l'aimable autorisation du Prof S. C. Zeeman, ETH, Zurich, Suisse.

Imagerie de haute qualité d'échantillons biologiques enrobés de résine

Le phénomène du chargement des échantillons entraîne une dégradation importante de la qualité de l'image ainsi que sa distorsion, en particulier pour les échantillons contenant de grandes régions de résine brute. La charge est en général atténuée par l'application d'une pression variable, au détriment du rapport signal sur bruit et de la résolution.

Le mode ZEISS Focal Charge Compensation (Focus CC) élimine la charge sur l'échantillon. Un système d'injection de gaz est placé précisément au-dessus de l'échantillon. L'azote est guidé directement sur la surface du bloc tandis que la chambre est maintenue sous vide poussé. Cela permet d'éviter le chargement et de garantir une qualité d'image élevée. L'aiguille se rétracte automatiquement pendant le cycle de coupe. Le flux de tâches n'est donc pas interrompu et des taux d'acquisition élevés sont maintenus.

Illustration de Focal CC étape 1

Étape 1

Les électrons du faisceau d'électrons primaires interagissent avec l'échantillon en créant des effets de charge. Des électrons secondaires sont libérés de l'échantillon et génèrent une charge négative sur la surface. Le détecteur sera submergé par les électrons.

Illustration de Focal CC étape 2

Étape 2

Par l'intermédiaire de l'aiguille de Focal CC, de l'azote gazeux est appliqué sur l'échantillon, formant un nuage de gaz local au-dessus de la surface de l'échantillon. Les électrons primaires et rétrodiffusés de la surface de l'échantillon ionisent les molécules d'azote.

Illustration de Focal CC étape 3

Étape 3

Les molécules d'azote chargées positivement neutralisent la surface de l'échantillon. Les effets de charge sont ainsi minimisés.

Illustration du principe de juxtaposition et d'assemblage pour l'imagerie de grandes zones.
Illustration du principe de juxtaposition et d'assemblage pour l'imagerie de grandes zones.

Illustration du principe de juxtaposition et d'assemblage pour l'imagerie de grandes zones.

Illustration du principe de juxtaposition et d'assemblage pour l'imagerie de grandes zones.

Imagerie grand volume

Révélez l'ultrastructure de votre échantillon dans un contexte plus large

ZEISS Volutome offre une solution robuste pour les platines. La platine ultramicrotome réduit les effets de dérive et permet l'imagerie de grands volumes sur une longue période. Vous pouvez accéder à ces grands volumes en acquérant des images 2D simples avec une résolution maximale de 32k × 32k pixels.

Pour les applications qui nécessitent de repousser les limites de la simple imagerie 2D, vous avez la possibilité d'assembler plusieurs images simples pour créer une mosaïque plus grande. Ce procédé est particulièrement intéressant pour suivre des cellules ou des structures cellulaires sur une large plage en x, y et z. La connectomique en est un exemple frappant : le réseau neuronal et les connexions entre les nerfs doivent être étudiés de manière exhaustive sur de vastes volumes continus. 

De l'acquisition des images aux résultats en 3D
De l'acquisition des images aux résultats en 3D

De l'acquisition des images aux résultats en 3D

Logiciels ZEISS pour l'imagerie par coupes sériées

Le logiciel ZEISS combine les différents composants matériels de Volutome pour rendre le flux de tâches de l'imagerie par coupes sériées fluide et facile à utiliser. L'opération de coupe ainsi que le processus d'imagerie sont contrôlés par ZEISS ZEN core. Les boîtes à outil ZEN core fournissent une structure d'utilisation intuitive permettant de contrôler la configuration, l'approche de l'échantillon à la lame et les paramètres de coupe et d'acquisition d'images.

Une fois les données collectées et le pré-calcul appliqué pour l'assemblage et l'alignement de la pile z, ZEISS arivis Pro assure la visualisation et le traitement des résultats.

Pour aller plus loin, les logiciels de la gamme ZEISS arivis vous permettent d'annoter, de segmenter et d'analyser vos données afin de tirer de vos images le plus d'informations possible. 

ZEISS Volutome en action

Exemples d'applications de l'imagerie MEB par coupes sériées (Serial Block-Face)

Tissu cérébral de souris traité, segmenté et visualisé avec ZEISS arivis (rouge : vaisseaux sanguins, cyan : noyaux, bleu : neurones). Avec l'aimable autorisation de Christel Genoud, Université de Lausanne, Suisse.

Neurosciences

Les neuroscientifiques cherchent sans relâche à mieux comprendre les connexions neuronales et les voies de signalisation. L'imagerie par coupes sériées est la solution adaptée pour imager et suivre les neurones présentant des protubérances longues et fines, telles que les dendrites et les axones. ZEISS Volutome permet d'acquérir de grandes images mosaïques dans les trois dimensions à haute résolution. Réalisez des coupes aussi fines que 25 nm avec des pixels ne mesurant pas plus de 3 nm afin de suivre les dendrites et les axones avec précision sur de longues distances.

Reconstruction en 3D du tissu cérébral de la souris

  • Taille des pixels : 6 nm
  • Épaisseur de coupe : 25 nm
  • Dimensions : 43 µm × 43 µm × 45 µm (1800 coupes)
  • EHT : 1,2 kV / Ip : 90 pA
  • Temps d'attente : 0,8 et 1,6 µs, respectivement
  • Image capturée avec ZEISS GeminiSEM 460
Cellules souches génétiquement modifiées coupées et imagées avec ZEISS Volutome dans un ZEISS GeminiSEM 460 pour étudier les changements morphologiques. Divers composants cellulaires, tels que les mitochondries ou les noyaux, peuvent être facilement identifiés et analysés. Les composants cellulaires ont été annotés, segmentés et visualisés avec ZEISS arivis.
Cellules souches génétiquement modifiées coupées et imagées avec ZEISS Volutome dans un ZEISS GeminiSEM 460 pour étudier les changements morphologiques. Divers composants cellulaires, tels que les mitochondries ou les noyaux, peuvent être facilement identifiés et analysés. Les composants cellulaires ont été annotés, segmentés et visualisés avec ZEISS arivis.

Avec l'aimable autorisation de Graff-Meyer et Marc Buehler, Institut Friedrich Miescher pour la recherche biomédicale, Bâle, Suisse.

Avec l'aimable autorisation de Graff-Meyer et Marc Buehler, Institut Friedrich Miescher pour la recherche biomédicale, Bâle, Suisse.

Biologie cellulaire

L'imagerie à haute résolution est nécessaire pour visualiser l'ultrastructure des cellules et des composants cellulaires. Les échantillons présentant de grandes surfaces de résine brute sont particulièrement susceptibles de subir des effets de charge. Le mode Focal Charge Compensation évite les effets de charge et permet d'obtenir des images de grande qualité. La sensibilité de ZEISS Volume BSD permet de réaliser une imagerie à faible kV sans compromis en termes de contraste de l'image ou de temps d'acquisition. Dans ces conditions, divers composants cellulaires peuvent être identifiés et analysés, tels que les mitochondries, l'appareil de Golgi et même les vésicules.

Cellules souches génétiquement modifiées

  • Taille des pixels : 10 nm
  • Épaisseur de coupe : 30 nm
  • Dimensions : 51 µm × 51 µm x 15 µm (~550 coupes)
  • EHT : 1,5 kV / Ip : 100 pA
  • Temps d'attente : 2,8 µs
  • Image capturée avec ZEISS GeminiSEM 460
Feuille d'Arabidopsis thaliana préparée selon le protocole développé par NCMIR. Avec l'aimable autorisation du Prof S. C. Zeeman, ETH, Zurich, Suisse.

Biologie végétale

La science des plantes consiste à comprendre les relations microscopiques touchées par la sécheresse, le changement climatique, la pollution et les facteurs génétiques. Celles-ci se traduisent par des états de santé et des maladies chez les plantes qui ont un impact sur le rendement des cultures, la production alimentaire et, en fin de compte, le bien-être de l'homme. Imager des échantillons de plantes peut s'avérer difficile en raison de leur anatomie, comme les parois cellulaires et les vacuoles. Pour l'imagerie par coupes sériées, les échantillons biologiques doivent être enrobés dans de la résine. L'acquisition à faible kV et à grande vitesse réalisée avec Volume BSD et l'utilisation de Focal Charge Compensation permettent d'obtenir une imagerie des plantes très contrastée sans compromis.

Feuille d'Arabidopsis thaliana

  • Taille des pixels : 6 nm
  • Épaisseur de coupe : 40 nm
  • Dimensions : 36 µm × 36 µm × 16 µm (400 coupes)
  • EHT : 1,5 kV / Ip : 110 pA
  • Temps d'attente : 1 µs
  • Image capturée avec ZEISS GeminiSEM 460
Ultrastructure 3D d'un muscle squelettique de souris préparé selon le protocole de préparation des échantillons de Hua (Hua et al., 2015, Nat. Comm). Avec l'aimable autorisation de l'Unité de neurologie expérimentale, Université de Milano-Bicocca, Monza, Italie.
Ultrastructure 3D d'un muscle squelettique de souris préparé selon le protocole de préparation des échantillons de Hua (Hua et al., 2015, Nat. Comm). Avec l'aimable autorisation de l'Unité de neurologie expérimentale, Université de Milano-Bicocca, Monza, Italie.
Ultrastructure 3D d'un muscle squelettique de souris préparé selon le protocole de préparation des échantillons de Hua (Hua et al., 2015, Nat. Comm). Avec l'aimable autorisation de l'Unité de neurologie expérimentale, Université de Milano-Bicocca, Monza, Italie.

Imagerie de tissus

La microscopie électronique volumétrique permet d'imager des échantillons de taille beaucoup plus importante. Cette méthode fait de la visualisation de grandes coupes de tissus une application plus courante pour les scientifiques du vivant dans de nombreuses disciplines. Que vous travailliez avec des tumeurs et des biopsies, des sections d'organes ou de tissus, des organoïdes, des embryons d'organismes modèles, pour ne citer que quelques exemples, l'imagerie par coupes sériées permet d'imager et d'analyser de grands volumes d'échantillons dans un contexte 3D plus large. Étudiez vos échantillons dans des états sains ou malades, ou examinez les effets des changements métaboliques, des facteurs génétiques, des traitements médicamenteux, etc.

Muscle squelettique de souris

  • Taille des pixels : 3 nm
  • Épaisseur de coupe : 100 nm
  • Dimensions : 18 μm × 15 μm × 25 μm (250 coupes)
  • EHT : 2 kV / ouverture : 20 μm, courant élevé
  • Temps d'attente : 1 µs
  • Image capturée avec ZEISS GeminiSEM 360

Téléchargements

    • ZEISS Volutome

      Volume Data Acquisition through Automated Sectioning and Imaging

      Pages: 23
      Taille du fichier: 12 MB

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