Usos seriales de la microscopia electrónica de la exploración de la cara de la cuadra

La microscopia electrónica serial de la exploración de la cuadra-cara (SBEM) es un tipo de microscopio electrónico de exploración que tenga un ultramicrótomo montado dentro de su cámara de vacío.

Haber: Ciencias de la vida/Shutterstock.com

La microscopia convencional no puede resolver algunas estructuras celulares, y no captura las características tridimensionales de la muestra. La conectividad de redes locales de neuronas es un ejemplo de la información que se podría perder en un tejido biológico bajo un microscopio electrónico o un microscopio liviano.

La microscopia electrónica serial de la exploración de la cuadra-cara (SBEM) fue inventada en 2004 por Winfried Denk del Max Planck Institute en Heidelberg. Fue desarrollada originalmente para analizar la conectividad de axones en el cerebro, pero los científicos han encontrado desde entonces la aplicabilidad amplia para muchos tipos de muestras biológicas.

En SBEM, la muestra es fija y manchado y la superficie es reflejada por la detección de electrones retrorreflejados. Entonces una sección fina de cerca de 30 nanómetro se corta de la cara de la cuadra y es reflejada otra vez.

Neurología

SBEM es un uso importante usado en neurología para entender las redes neuronales dentro del cerebro. Se han ejecutado las nuevas aproximaciones siguientes:

  • Proyección de imagen in vivo: Los diversos aspectos de la estructura y de la función de célula se han estudiado usando SBEM, incluyendo la diferenciación de célula madre, transformación, axones, funcional y el neuroplasticity, las redes, la cura, y el incremento estructurales se han realizado usando SBEM.
  • Mitocondrias del cerebro: SBEM se ha utilizado para estudiar las estructuras mitocondriales en tejidos cerebrales mamíferos, incluyendo forma, el número de mitocondrias, el volumen, la talla, y la situación. La alta resolución de la técnica habilita la identificación de todas las estructuras dentro de las mitocondrias, así como defectos estructurales.

Cromosomas humanos

La estructura de cromosomas humanos dentro del alcance de 30 nanómetro es mal entendida. Las técnicas tales como microscopia electrónica de la microscopia electrónica (TEM) y de la exploración de transmisión (SEM) no pueden sondar la estructura interna de un cromosoma.

Sin embargo, SBEM se ha utilizado para visualizar los cromosomas en células mitotic. Los resultados mostraron signos sin obstrucción de la estructura interna. Las imágenes eran bastante detalladas revelar los poros internos del cromosoma. La resolución fue limitada a cerca de 11 nanómetro.

Estructuras musculares cardiacas

Los estudios de SBEM de músculos cardiacos revelan los detalles estructurales del tejido y las imágenes de los miocitos cardiacos presentes en el miocardio, así como correlacionan las estructuras y las interconexiones celulares entre los túbulos transversales y el retículo sarcoplásmico. También da la información cuantitativa incluyendo los volúmenes ocupados por las diversas estructuras.

Oftalmología

Condiciones degenerativas de la retina a menudo presente con los cambios fenotípicos sutiles antes de que la enfermedad se manifieste completo. Para observar esas acciones, la alta resolución de las áreas extensas de la retina es necesaria.

SBEM se puede utilizar a la imagen los volúmenes grandes de tejido retiniano en la resolución necesaria. En un estudio de Mustafi y otros, los investigadores determinaron los cambios fenotípicos que precedían el inicio de la enfermedad en los modelos del ratón de diversos dystrophies retinianos humanos.

Ciencia material

SBEM es ampliamente utilizado en las estructuras biológicas de la proyección de imagen debido a su complejidad. Sin embargo, también tiene utilidad para resolver problemas en ciencia material, tal como membranas óptimas de la microfiltración usadas en el reciclaje de las aguas residuales y analizar capas metálicas.

SBEM se puede también utilizar para analizar las estructuras cristalinas 3D de materiales y combinar con la radiografía dispersiva de la energía, y para dirigir texturas de la substancia química del nanoscale 3D.

Fuentes:

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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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