Volume EM手法

マルチビームArray Tomography

高スループットで大容量の微細構造データを処理

微細構造の詳細を超高速で取得
他のテクノロジーでは不可能な試料サイズに対応
これまで達成不可能であった定量的な有意性により統計的特性が明らかに

マルチビームArray Tomographyを用いたVolume EM

Array Tomography（AT）では、連続切片をSEMでイメージングし、その後デジタルで再構成して3Dデータを作成します。マルチビームSEM（ZEISS MultiSEM）が最大91の電子ビームを組み合わせることで画像取得のスピードを大幅に加速させます。マルチビームATは、1立方ミリメートル以上のボリュームをナノメートルレベルの分解能でイメージングできるため、コネクトミクス等の分野に最適です。さらに、マウスの脳全体など、大きな神経回路網のマッピングにも使用できます。

ワークフローの略図

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樹脂包埋試料を切削し、切片を並べます。各切片の厚さは通常30～70 nmで、切削順に切片を試料キャリアに貼り付けます。

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連続する各切片は、マルチビーム走査電子顕微鏡（ZEISS MultiSEM）でそれぞれイメージングされます。

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取得した電子顕微鏡画像が処理され、デジタルに調整されて3Dデータセットになります。細胞コンパートメントを特定し、セグメント化することができます。

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セグメント化された3Dデータセットは、視覚化および調査を行い、統計的に分析することができます。

アプリケーション例

脳組織の神経ネットワークを大きなスケールで理解する

これまで達成不可能であった定量的な有意性により神経回路の統計的特性が明らかに

脳は、数百万の神経ネットワークとシグナル伝達経路を有する複雑な器官です。脳組織の構造と機能との関係を理解することは、複雑な神経回路網の解明だけでなく、長期的には特定の疾患に対する医療介入による治療法の解明にも役立ちます。

脳内の神経回路を調べるためには、大規模な高分解能イメージングが有用です。小さな脳の試料では、全体の3Dデータを取得するのにかなりの時間がかかりますが、正しいテクノロジーを使えば実現可能です。ZEISS MultiSEMでは、複数の電子ビームを並用することで、かつてない速度での画像データ取得とともに、マウス脳全体のイメージングも可能となります。

下に示すのは、ZEISS MultiSEM 505を用いて、マウス脳の同じ切片を61の電子ビームで、異なる倍率でイメージングした画像です。試料ご提供：J. Lichtman, Harvard University, USA