【科研干貨】生物樣品超薄切片技術與電鏡觀察(一)——樣品制備
生物樣品超薄切片技術 一、超薄切片技術——為什么做超薄切片 1、為了使電子束穿透樣品,超薄切片的厚度通常為70nm左右,約等于紅細胞直徑的1% 2、在制樣過程中,樣品的超微結構必須得到完好的保存,應嚴格防止樣品結構和性質發(fā)生改變以及樣品遭受污染等,因此超薄切片室必須非常潔凈;3、樣品應牢 固地置于直徑為3mm的專用載網(wǎng)上,以便能經(jīng)受電子束的轟擊,并防止在裝卸過程中的機械振動而損壞;4、樣品必須干燥且導電。 二、生物樣品超薄切片技術——制樣流程 A.接近正方體形狀的樣品顆粒,約1mmx1mmx1mm; B.接近長方體形狀的樣品條,約1mmx1mmx3mm; C.薄片狀樣品,約1mmx2mmx3mm。 ④操作輕柔——輕柔的操作可減少人為機械損傷,盡量避免金屬器具對組織細胞的夾持、擠壓和牽拉。另外,組織細胞一定要用緩沖液清洗。 固定劑的主要作用是使蛋白質、脂質等生物大分子發(fā)生某種交聯(lián)。理想的固定劑應使細中各種成分都得到良好固定,但實際上,至今還沒有一種能夠把細胞中的物質全部固定的全能固定劑,不同固定劑對細胞成分的固定具有選擇性。 3、浸洗:醛類固定液固定后,組織中的殘留醛易與四氧化鋨反應產(chǎn)生細微的小顆粒沉淀,所以浸洗要徹底。浸洗液溫度應大致與固定液溫度相同。浸洗時間對不同的樣品有不同的要求,但一般樣品浸洗為2-3次,每次5-10min,并不是時間越長越好。 7、切片:制作超薄切片,需要使用專門的超薄切片機來完成。切片厚度一般為70nm左右,約等于紅細胞直徑的1%。超薄切片室必須非常潔凈且相對封閉,進入之前要換干凈的鞋子和工作服,盡可能減少人員往來走動。 點擊上方二維碼
與電鏡觀察(一)
——樣品制備
超薄切片技術是生物電鏡技術中最基本、應用最多的樣品制備技術,也是一個電鏡實驗室存在與發(fā)展必備的基本技術。它不僅越來越廣泛地應用于不同的模式生物、不同個體的發(fā)育階段、不同個體的器官組織及不同生理和病理情況下的超微結構研究,而且也是不斷發(fā)展的各種新技術的基礎。它可以幫助科學家們更好地研究生物體的結構和功能。這種技術可以將生物體切成非常薄的切片,使得科學家們可以更加清晰地觀察生物體的內(nèi)部結構。
在本文中,我們將探討超薄切片技術制備流程、常用固定劑的介紹以及它在生物學研究中的應用。透射電鏡觀察對樣品的要求:
樣品類型:
①材料樣品:有機高分子材料和無機粉體材料、金屬材料和其他無機材料高分子聚合物(如聚丙烯、高密度聚乙烯、尼龍等);工業(yè)材料如聚合物(橡膠和塑料)以及韌性、硬質或脆性材料(金屬或陶瓷);
②生物樣品:如細胞、組織、病毒、蛋白質等。
1、取材:生物樣品的采集亦稱取材。對取材過程的基本要求是:確保樣品盡可能接近自然生活狀態(tài),同時確保定位準確。注意生物樣品的特殊性。
①定位準確——取材最重要的操作是定位準確,注意組織取材的極性和方向性。
②取材快捷——取材操作要快捷。樣品在離體后以最快的速率浸入初固定液,以免長時間缺血缺氧引起組織細胞自溶,并防止微生物繁殖導致樣品腐敗,破壞精細結構。
③樣品尺寸合適——對樣品尺寸的限制主要是基于對固定液穿透能力的考慮,體積一般以約1mm3的為宜。
⑤溫度合適——對于原位固定取材的組織、離體的新鮮組織或培養(yǎng)的細胞,緩沖液和固定液的溫度應接近生理溫度。取材后0.5 h左右可將固定的樣品置入4℃冰箱保存。
2、固定:將新鮮的活組織從生物體取下后,立即投入固定劑中,借助化學藥品的作用,使細胞保持原有形態(tài)和結構,更好地保存其超微結構。生物樣品的固定技術包括化學固定與物理固定(冷凍固定)兩大類。
固定劑的種類:
①醛類固定劑:醛類固定劑包括戊二醛、丙烯醛、甲醛、多聚甲醛等。
②四氧化鋨固定液。
③其它固定液:包括高錳酸鉀、四氧化釕、單寧酸等。
4、脫水:脫水是用有機溶劑逐漸將樣品中游離水完全取代的過程,其最終的有機溶劑必須能較好地與水和包埋劑混溶。
脫水的目的:
①避免樣品中的水分在鏡筒高真空下汽化引起污染并破壞真空;
②包埋用試劑大都是非水溶性的,組織內(nèi)存在的游離水會影響包埋劑的浸透;
③采用能與水和包埋劑混溶的有機溶劑替代其它脫水劑。
脫水劑:所有可以脫水的有機溶劑之總稱,有乙醇、丙酮和環(huán)氧丙烷。電鏡常用的脫水劑為乙醇和丙酮。
脫水步驟:30%乙醇、50%乙醇、70%乙醇、90%乙醇、100%乙醇2次、100%丙酮2—3次(5—10 min/次)。
5、浸透:是用包埋劑逐漸取代組織中脫水劑,使細胞內(nèi)外空隙被包埋劑填充。經(jīng)過脫水的組織,先放入不同比例的包埋劑與脫水劑混合液中浸透,然后放入純包埋劑中浸透,浸透時間根據(jù)不同樣品和不同包埋劑確定。
6、包埋:是將浸透好的組織放在填有包埋劑的平板模具或膠囊中。然后,通過加熱聚合將極小的組織固定在凝固的包埋劑中,得到樣品包埋塊,以便進行超薄切片。通常包埋劑分為環(huán)氧樹脂類和水溶性樹脂。
8、染色:利用某些金屬鹽類與細胞中各種成分不同程度的結合的特性,對切片樣品進行電子染色處理,增加圖像的反差。常用染色劑有乙酸雙氧鈾、鉛鹽類染色劑(如檸檬酸鉛)、高錳酸鉀、硝酸鑭、釕紅等。
影響生物組織樣品制備成功率最重要的是取材?。。?br/>本文部分內(nèi)容摘自《生命科學中的電子顯微鏡技術》高等教育出版社
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