配备多光束Array Tomography的体电镜
体电镜技术

多光束Array Tomography

高效采集大量超微结构数据

  • 快速采集超微结构的细节
  • 无法用其他技术成像的样品尺寸也可轻松兼容
  • 从无到有的质变,实现具有定量意义的统计特征

配备多光束Array Tomography的体电镜

在序列切片成像(AT)中,使用扫描电子显微镜对连续切片进行成像,然后进行数字化重构以创建三维数据集。多光束扫描电子显微镜(蔡司MultiSEM)结合了多达91条电子束,显著提高了图像采集速度。多光束序列切片成像可对大于1立方毫米的体积进行纳米级分辨率成像,理想适配连接组学等领域。其甚至可用于绘制大体积神经元网络,如:整个小鼠大脑。

典型工作流程示意图

多光束Array Tomography的样品制备

1

将树脂包埋的样品切成一系列连续切片,每个切片的厚度通常为30–70 nm,并按切割顺序将切片置于样品台上。

多光束Array Tomography的图像采集

2

每个连续切片均在多光束扫描电子显微镜(蔡司MultiSEM)中成像。

处理和分割

3

对采集的电镜图像进行处理和对齐形成三维数据集。细胞区室可以被识别和分割。

三维可视化分析

4

可对经过分割的三维数据集进行可视化、研究和统计分析。

应用实例

以更大尺度了解大脑组织的神经元连接

从无到有的质变,实现定量意义的神经元连接统计特征

大脑是一个复杂的器官,具有数以百万计的神经元连接和信号传递路径。了解大脑组织的结构与功能之间的关系,有助于揭示复杂的神经元网络;长远来看,还可探索如何通过医疗手段治疗某些疾病。

大范围、高分辨率成像有助于探索大脑中的神经元连接。对于小型的大脑样品,采集完整三维数据集非常耗时,但使用合适的技术也可以实现。蔡司MultiSEM使用多条并行电子束,以突破传统的高速采集图像数据,这意味着小鼠的整个大脑也可以成像。

下图显示了使用配备61条电子束的蔡司MultiSEM 505,以不同的放大倍数对小鼠大脑的同一切片进行拍摄。样品由美国哈佛大学的J. Lichtman提供。

在6.5分钟内对30 nm厚大脑切片采集的1平方毫米的拼图图块,像素大小4 nm,切片使用高衬度染色方案制备,并使用ATUMtome(一种将切片收集在胶带上的超薄切片机)进行切片。
在6.5分钟内对30 nm厚大脑切片采集的1平方毫米的拼图图块,像素大小4 nm,切片使用高衬度染色方案制备,并使用ATUMtome(一种将切片收集在胶带上的超薄切片机)进行切片。

在6.5分钟内对30 nm厚大脑切片采集的1平方毫米的拼图图块,像素大小4 nm,切片使用高衬度染色方案制备,并使用ATUMtome(一种将切片收集在胶带上的超薄切片机)进行切片。

从前一个数据集中提取的七个典型的mFoV拼接成的单个六边形多光束观察视野(mFoV)。
从前一个数据集中提取的七个典型的mFoV拼接成的单个六边形多光束观察视野(mFoV)。

从前一个数据集中提取的七个典型的mFoV拼接成的单个六边形多光束观察视野(mFoV)。

从前一个数据集中提取的七个典型的mFoV拼接成的单个六边形多光束观察视野(mFoV)。

单个mFoV示例,由使用61条并行电子束采集的61个单独图块组成,从左到右覆盖范围超过100 µm,通常在数秒内就可完成采集。
单个mFoV示例,由使用61条并行电子束采集的61个单独图块组成,从左到右覆盖范围超过100 µm,通常在数秒内就可完成采集。

单个mFoV示例,由使用61条并行电子束采集的61个单独图块组成,从左到右覆盖范围超过100 µm,通常在数秒内就可完成采集。

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