Ультрамикротомы

Ультрамикротом - прибор для получения чрезвычайно тонких срезов образца. Такие тонкие срезы необходимы для прохождения электронного пучка через материал при исследовании в просвечивающем электронном микроскопе. Толщина срезов настолько мала, что ультрамикротомия считается одним из наиболее сложных этапов подготовки образцов.

Некоторые сложные образцы невозможно исследовать без пробоподготовки. Мягкие полимеры сжимаются, биологические ткани деформируются, а хрупкая керамика ломается если резать ножом. При сверхтонком размере образца, необходимом для электронной микроскопии, даже малейший дефект может привести к непригодности среза, поэтому необходимо использовать ультрамикротом.

В этих прецизионных инструментах используются алмазные или стеклянные ножи для резки срезов толщиной от единиц нанометров до сотни нанометров. В то время как ультрамикротомы позволяют производить наноразмерные срезы, подготовка сложных материалов, таких как эластомеры, многослойные композиты, биологические ткани, требует более сложного процесса, чем просто помещение образца в устройство. Чтобы получить качественные, воспроизводимые срезы, пользователи должны точно настраивать условия резки, контролировать факторы окружающей среды и адаптировать метод подготовки образцов для каждого материала.

Ультрамикротом - это узкоспециализированный инструмент, предназначенный для вырезания ультратонких срезов для просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и других методов получения изображений с высоким разрешением, например, атомно-силовой микроскопии. В отличие от стандартных микротомов, которые режут с точностью до микрометра, ультрамикротомы достигают нанометровой точности, используя острый нож и систему сверхточной подачи.

Резка включает в себя несколько ключевых этапов сначала производится крепление залитого в смолу образца или замороженного образца для крио-ультрамикротомии. В ходе контакта с ножом режущая кромка равномерно перемещается по образцу, образуя ультратонкие срезы. Далее осуществляется сбор срезов - срез плавает на поверхности жидкости, обычно воды, чтобы предотвратить повреждение перед переносом на ПЭМ-сеточку EMCN, Agar, TedPella или другую твердую подложку.

Такие системы, как PowerTome PTPCZ от RMC Boeckeler или Leica EM Enuity спроектированы с наномасштабной точностью и сочетают надежную механическую систему с эргономичным управлением для усовершенствованного отбора образцов. Ультрамикротом используется для подготовки сложных образцов, каждый материал которых уникален и требует точной настройки методов резки. 

Ключевые факторы для получения высококачественных срезов из сложных образцов с помощью ультрамикротома

• Оптимизация параметров резки, точная настройка параметров ультрамикротома - это первый шаг к получению качественных, воспроизводимых срезов.
• Скорость резки: медленный, контролируемый ход от 0,1 до 0,5 мм в секунду сводит к минимуму разрывы и деформации.
• Угол наклона ножа: регулировка в диапазоне от 45 до 55 градусов снижает степень сжатия при обработке мягких образцов и уменьшает образование сколов при обработке хрупких.
• Скорость подачи: при снижении скорости подачи прикладывается меньшее усилие, что снижает вероятность образования трещин в хрупких материалах.
• Выбор ножа, подходящего для конкретного материала. Выбор подходящего ножа для ультрамикротома гарантирует ровный срез без повреждения образца. Алмазные ножи Diatome или Syntek для ультрамикротома отличаются высочайшей точностью и долговечностью, что делает их идеальными для обработки хрупких материалов, таких как керамика, нанокомпозиты, ткани. Стеклянные ножи хорошо подходят для обработки биологических образцов и образцов из полимеров, но быстро затупляются и требуют частой замены. Стеклянные ножи изготавливаются из стеклянных полос различной ширины с помощью специальных устройств GKM2 RMC Boeckeler или EM KMR3 Leica. Ультрамикротомы RMC Boeckeler и Leica UC Enuity поддерживают все основные типы ножей, что позволяет им работать с широким спектром материалов.

• Крионожи Diatome, SYM в применении крио-приставок LN Ultra и UC Enuity cryo предотвращают деформацию чувствительных к температуре образцов, стабилизируя мягкие или гидратированные материалы для получения срезов нативного материала, без применения дополнительного контрастирования биологических образцов. Крио-ультрамикротомия стабилизирует образцы, замораживая их перед нарезанием. Этот метод особенно полезен для тканей, которые разрушаются при комнатной температуре, каучуков, которые сжимаются или растягиваются при разрезании, образцов на липидной основе. Крио-ультрамикротомия, замораживая образец, позволяет получать более четкие и однородные ультратонкие срезы.
• Обеспечение надлежащего сбора срезов. Даже идеально выполненный срез может быть испорчен при неправильном обращении с ним во время сбора. Большинство ультрамикротомов оснащены желобом для ножа, в котором плавают секции, что снижает механическую нагрузку и предотвращает скручивание.

• Перенос на сеточки ПЭМ для электронной микроскопии - готовые ультратонкие срезы необходимо поместить на медную или никелевую сеточку с помощью специальных инструментов, чтобы избежать повреждений.

Существует методика автоматизированного сбора серийных срезов для работы большими объемами материала и последующей трехмерной томографии в сканирующем электронном или высокоскоростном электронном микроскопе HEM60. В исследованиях, требующих сотни или тысячи срезов, ультрамикротомы могут оснащаться специальным устройством AtumTome для сбора срезов на ленту или ASH2 для сбора срезов на стекла. Такие системы, в комбинации с ультрамикротомом PT3D PowerTome, обеспечивают точное последовательное срезание и автоматизированный сбор большого объема образца. При правильной настройке ультрамикротома срезы остаются неповрежденными для последующей визуализации и анализа в СЭМ или ТЭМ.

Решение распространенных проблем при ультрамикротомии

• Если наблюдаются дефекты сжатия, т.е. срезы кажутся сплющенными в этом случае, скорее всего нож ультрамикротома оказывает слишком сильное давление. Можно уменьшить скорость, отрегулировать угол наклона ножа или переключиться на криосекционирование.
• Следы «ударов»: бороздки на срезах указывают на вибрацию или неравномерную твердость смолы используемой для заливки блока образца. Проверка крепления или установка нового ножа часто улучшают результаты.
• Разрыв и растрескивание: хрупкие образцы ломаются под воздействием нагрузки. Алмазный нож для ультрамикротома, меньшая скорость подачи и полимерная подложка сводят повреждения к минимуму.

Используя передовые модели, такие как PTPCZ PowerTome и Leica UC Enuity, в которые встроен стереомикроскоп и/или видеодисплей высокой четкости, операторы могут наблюдать за процессом секционирования в режиме реального времени, что сокращает количество ошибок и повышает воспроизводимость.

Серия PowerTome имеет несколько моделей ультрамикротомов RMC Boeckeler. Модель PTXL обеспечивает увеличенный ход по осям X и Y для точного срезания крупных или неправильной формы образцов. PTPCZ объединяет видео высокой четкости с мониторингом процесса резки в режиме реального времени, что идеально подходит для наблюдения, обучения и документирования. PT3D поддерживает полное перемещение образца на 1 мм и управление зоной резания Visutrac™, разработанное для 3D-реконструкции и матричной томографии. Благодаря модульной конструкции, каждая модель обеспечивает гибкость как для текущих, так и для будущих применений, например, дополняя крио-насадкой LN Ultra и ATUMtome для автоматизированного сбора срезов в больших объемах. Эти инструменты обеспечивают получение качественных и воспроизводимых срезов для электронной микроскопии. При правильном подходе и использовании ультрамикротома даже самые сложные образцы могут быть успешно подготовлены для получения изображений с высоким разрешением.

Производители ультрамикротомов

• Leica Microsystems;
• RMC Boeckeler Instruments;
• Katana;
• Zeiss Volutome.

Вы можете купить ультрамикротом в Москве в компании Лабтех по наименьшей цене.