等离子体聚焦离子束扫描电子显微镜

为什么使用 PFIB SEM 进行体积电子显微镜检查? 

等离子体聚焦离子束减薄扫描电子显微镜(等离子体-FIB SEM)结合了室温或低温条件下较高的溅射效率和纳米成像分辨率。这可以在 3D 成像过程中快速获取目标。多种离子(Xe、O、Ar 和 N)是位点特异性、去除大体积材料的通用选择。 例如,O+ PFIB 为环氧或丙烯酸基树脂包埋样本提供了出色的数据采集效率和图像质量。与基于 Ga 的 FIB 不同,LR-White、HM20 和 EPON 树脂等多种材料多种材料可轻松生成无窗帘表面。出色的树脂和样本处理兼容性可进行靶向 FIB-SEM 断层成像,并对感兴趣区域(ROI)进行直接的树脂内相关成像。相关光学和电子显微镜 (CLEM) 可进一步增强 ROI 靶向性。切片的数据管理是自动化的。

EPON 中含有突触囊泡和线粒体(有色)HPF 的小鼠神经元的 3D 体积。

PFIB SEM 如何用于体积电子显微镜?

Thermo Scientific Helios 5 Hydra DualBeam 是一种用于高通量细胞 FIB-SEM 断层成像的多功能工具,与常用的样本包埋剂和制备方案兼容。4 种离子(Xe、O、Ar 和 N)可独立用于 2D 和 3D 的自上而下的横截面分析的位点特异性、大体积材料去除。通过选择与每个单独样本要求相匹配的离子束,对于复杂的样本可以实现出色的表面纹理,包括样本-基质界面和牙科(矿化组织)材料。

 

由于更宽的准直光束输送的电流比 Ga-FIB 高 2.5 μA,等离子体 FIB 能够高效进行大体积样本的连续切片。较高的溅射效率增强了性能,产生了更平滑的切割面并减少了窗帘状伪影,进一步提高了样本处理量,并能快速处理感兴趣区域。因为将更高的电流、更高的溅射速率和更少的损伤结合一起,因此其有望在观察纳米级特征的同时处理数百微米大小的体积。

用于大型平面减薄和成像的 PFIB 旋转减薄方法

Helios 5 Hydra DualBeam 上的可选自旋减薄方法可进行直径达 1 mm 的大面积平面减薄,并能够在水平面上对大面积进行 3D 表征成像。旋转减薄仪的运行过程是全自动的,并且使用了 Auto Slice & View 软件,易于设置。在一次旋转减薄仪实验中,可以选择多个区域来采集图像。根据实验的特异性,每个感兴趣区域可以在不同的成像设置下成像。 

 

使用旋转减薄仪,样本可以通过 PFIB 减薄近掠射角的角度;因此不需要切片后视图分析所需的典型样本制备(例如,保护性封盖、开沟槽或使用基准标记)。有了如此大的减薄区域,可以选择多个区域并成像。可以很轻易地识别稀疏特征,并且可从多个区域收集具有统计学相关性的 3D 数据。

相关显微镜结合使用 PFIB SEM 和荧光光学显微镜

Thermo Scientific iFLM 相关系统是用于 Helios 5 Hydra PFIB 内部冷冻相关成像的集成宽视野光学显微镜,使您能够在单个显微镜内结合荧光成像和离子减薄,在室温或低温条件下进行相关光学和电子显微镜 (CLEM) 检查。


PFIB SEM 3D 样本图

使用旋转减薄法观察到的小鼠海马

旋转减薄方法能对大面积进行减薄,以揭示高分辨率的样本细节,可用于进一步分析,以重点关注感兴趣区域。小鼠海马器官型脑片培养物 HPF 冷冻树脂 EPON。承蒙 S. Watanabe(美国约翰霍普金斯大学)和 J. Wang(赛默飞世尔科技)提供。


使用 PFIB SEM 进行体积电子显微镜检查的科学家

“我们在了解如何提高作物对环境压力和疾病的适应力方面感到越来越吃力。 新型 Hydra vEM 具有出色的性能,我们也得以能够比较轻松地重建整个植物细胞和组织的精细结构。由于这项技术,我们能够在时间和空间上“冷冻”生物体,并构建精细的 3D 模型,进而有助于我们解决关键的粮食安全挑战。”

 

Kirk J. Czymmek,主要研究者,先进生物成像实验室主任,Donald Danforth 植物科学中心


PFIB SEM 相关资源

Thermo Scientific Helios 5 Hydra DualBeam 是一种多功能 PFIB SEM,具有多种离子种类,适用于体积电子显微镜分析。

在制备生物标本进行分析时,样本制备方法和树脂类型决定了亚细胞结构和荧光信号的保存程度。

在本应用指南中,我们描述了用于大面积平面减薄的旋转减薄方法,其使用氧气 PFIB 处理并研究大面积区域(可达 1 mm)。