Applications séquentielles de microscopie électronique de lecture de face de case

La microscopie électronique séquentielle de lecture de case-face (SBEM) est un type de microscope électronique de lecture qui a un ultramicrotome monté à l'intérieur de son puits à dépression.

Crédit : Les sciences de la vie/Shutterstock.com

La microscopie conventionnelle ne peut pas résoudre quelques structures cellulaires, et ne capte pas les caractéristiques en trois dimensions de l'échantillon. La connectivité des réseaux locaux des neurones est un exemple de l'information qui pourrait être détruit dans un tissu biologique sous un microscope électronique ou un photomicroscope.

La microscopie électronique séquentielle de lecture de case-face (SBEM) a été inventée en 2004 par Winfried Denk du Max Planck Institute à Heidelberg. Elle a été initialement développée pour analyser la connectivité des axones dans le cerveau, mais les scientifiques ont depuis trouvé des possibilités d'application larges pour beaucoup de types d'échantillons biologiques.

Dans SBEM, l'échantillon est fixe et souillé et la surface est imagée par le dépistage des électrons rétrodiffusés. Alors une partie mince environ de 30 nanomètre est coupée de la face de la case et elle est imagée de nouveau.

Neurologie

SBEM est une application importante utilisée en neurologie pour comprendre les réseaux neuronaux dans le cerveau. Les approches neuves suivantes ont été mises en application :

  • Représentation in vivo : Des aspects variés de la structure cellulaire et du fonctionnement ont été étudiés utilisant SBEM, y compris la différenciation de cellule souche, transformation, axones, fonctionnel et le neuroplasticity structurel, les réseaux, la guérison, et l'accroissement ont été effectués utilisant SBEM.
  • Mitochondries de cerveau : SBEM a été employé pour étudier les structures mitochondriales en tissus cérébraux mammifères, y compris la forme, le numéro des mitochondries, le volume, la taille, et l'emplacement. La haute résolution de la technique active l'identification de toutes les structures dans les mitochondries, ainsi que des anomalies de structure.

Chromosomes humains

La structure des chromosomes humains dans la marge de 30 nanomètre est mal comprise. Les techniques telles que la microscopie électronique de boîte de vitesses (TEM) et la microscopie électronique de lecture (SEM) ne peuvent pas sonder la structure interne d'un chromosome.

Cependant, SBEM a été employé pour concevoir les chromosomes en cellules de mitotique. Les résultats ont montré les signes clairs de structure interne. Les images étaient assez détaillées pour indiquer les pores internes du chromosome. La définition a été limitée environ à 11 nanomètre.

Structures musculaires cardiaques

Les études de SBEM des muscles cardiaques indique les détails structurels du tissu et les images des myocytes cardiaques actuels dans le myocarde, ainsi que les structures cellulaires et les interconnexions de mappage entre les tubules transverses et le réticulum sarcoplasmique. Il fournit également l'information quantitative comprenant des volumes occupés par les structures variées.

Ophthalmologie

États dégénératifs de la rétine souvent actuelle avec les modifications phénotypiques subtiles avant que la maladie soit entièrement manifestée. Pour observer ces événements, la haute résolution des vastes zones de la rétine est nécessaire.

SBEM peut être employé à l'image de grands volumes de tissu rétinien à la définition nécessaire. Dans une étude par Mustafi et autres, les chercheurs ont recensé les changements phénotypiques précédant le début de la maladie des modèles de souris des dystrophies rétiniennes humaines variées.

Science des matériaux

SBEM est très utilisé en structures biologiques de représentation dues à leur complexité. Cependant, il a également l'installation pour résoudre des problèmes dans la science des matériaux, telle qu'optimiser des membranes de microfiltration utilisées en réutilisant des eaux usées et en analysant les couches métalliques.

SBEM peut également être employé pour analyser les structures cristallines 3D des matériaux et être combiné avec le rayon X dispersif d'énergie, et pour concevoir des textures de produit chimique du nanoscale 3D.

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Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Catherine Shaffer

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Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer is a freelance science and health writer from Michigan. She has written for a wide variety of trade and consumer publications on life sciences topics, particularly in the area of drug discovery and development. She holds a Ph.D. in Biological Chemistry and began her career as a laboratory researcher before transitioning to science writing. She also writes and publishes fiction, and in her free time enjoys yoga, biking, and taking care of her pets.

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