ZEISS Microscopy - 体積電子顕微鏡法ソリューション(ボリュームEM、vEM)
EM images acquired by Yannick Schwab and Anna Steyer, EMBL, Heidelberg.
ボリュームEMテクノロジーの概要

超微細構造に新たな光を当てる

超微細構造の3Dイメージング用ボリュームEMのテクニックをご覧ください

ボリュームEM(vEM)と総称されるSEM技術・方法により、複雑な超微細構造の情報が取得できます。学会および商業団体との連携や協力によって科学が進歩し、電子顕微鏡の使用経験が少ない、または未経験の場合でもより簡単に利用できるようになりました。

vEMは神経生物学、がん研究、発生生物学、植物学その他の分野において、新発見を生み出してくれるテクノロジーです。

ライフサイエンス研究において典型的な電子顕微鏡画像を可視化する場合、異なる2種類の画像が想起されます。1つは、花粉粒から昆虫の頭部、感染した組織表面の細菌まで、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて生体表面のトポグラフィーの詳細を描出する画像です。もう1つは、組織や細胞における薄切片の二次元情報を提供し、細胞、オルガネラ、高分子複合体などの超微細構造を明らかにするものです。従来、このような超分解能2Dイメージングには透過型電子顕微鏡(TEM)が使用されており、また比較的ボリュームの小さい3Dイメージングもある程度TEMで行われていました。

さまざまなSEMのテクニックにより、細胞内部の超微細構造に関する説得力ある情報を得られることは、あまり広く知られていません。また、SEMは大ボリューム3Dイメージングの可能性を拡大しており、これによって科学者は、視野の制限、試料のボリュームサイズが小さすぎるなどの典型的な実験の限界を解消し、より大きな3D画像で超微細構造の細部への理解を深めることができるようになりました。

vEMにおいては、このような最新の方法が使いやすくなり、より多くの科学者がこれまでどのイメージング法では為し得なかった、各部分や生物学プロセス解明の機会を得られるようになりました。

3D EMの静かな革命

Science誌(AAAS)のポスター

Science誌(AAAS)でのボリュームEMのポスターを見る

生命は3次元の現象です。多くの科学者は、走査型電子顕微鏡(SEM)が魅力的なトポグラフィー画像を取得していると考えていますが、SEMは細胞内構造を3Dで解明する機会も提供しています。ボリュームEM技術・方法により、複雑な超微細構造の情報が取得できます。

このポスターはScience誌(AAAS)とZEISSが共同で作成したもので、最も重要なvEMの方法の特徴を表しています。

From 3D Light to 3D Electron Microscopy

Science誌(AAAS)の電子書籍

「From 3D Light to 3D Electron Microscopy」電子書籍

このScience誌(AAAS)の新しい電子書籍(全28ページ)は、ライフサイエンス研究向け体積電子顕微鏡法(vEM)および体積光線・電子相関顕微鏡法(vCLEM)の詳細に関するものです。

この分野の導入として、記事をお読みのうえ、vEMおよびvCLEMのワークフローに関する動画をご覧ください。学界や産業界における電子顕微鏡のエキスパートによるディスカッションから、新たな学びを得ることができるでしょう。

ボリュームEMの比較テクニック

表中の値は、異なる次元の方法を比較するための一般的なガイダンスとして提供されています。ユーザーの実施方法や用途により、比較する値は代わる可能性があります。

Array Tomography(AT)
マルチビームAT
SBF-SEM
FIB-SEM
クライオFIB-SEM

ボリュームサイズ

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分解能(Z)

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取得速度1

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使いやすさ2

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装置のラインアップ

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画像処理3

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非破壊4

ZEISSのソリューション

1 前提:比較は同じボリュームサイズの結果に基づいています。

2 試料のハンドリングを含む完全なワークフロー。

3 大容量データの処理を含みます。

4 イメージング後にセクションを保存して再利用できます。

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    上段:HeLa細胞全体の3Dスタック画像Malachite Greenプロトコルに従って細胞を樹脂包埋した後、ZEISS FIB-SEMを使用して5×5×8 nmのボクセルサイズでイメージングしました。EM画像ご提供:Yannick Schwab and Anna Steyer, EMBL, Heidelbergソフトウェアベースの画像処理、再構成、ビジュアライゼーションは、arivis Vision4DおよびAPEERで行いました。制作:Science誌(AAAS)Mica Duran