本报告描述了利用全自动连续切片方案通过序列断层成像对高分辨率三维亚细胞结构分析进行优化,在基底上实现高切片密度。
序列断层成像(AT)是生物标本的三维图像重建技术。它包括利用扫描电子显微镜(SEM)对超薄连续切片的有序阵列进行成像,并能对生物结构进行高分辨率、定量分析。序列断层成像比传统共焦显微镜具有更高的空间分辨率。该方法可以揭示细胞和蛋白质结构的其他信息,明确了解不足或尚未解析的特征。
采用可以实现均匀超薄连续切片的全自动超薄切片机,序列断层成像的工作流程得到了更好的优化,从而可以利用SEM进行有序的阵列图像采集。消除在切片带收集过程中由于人工处理而可能出现的伪影后可以保持较高的切片质量。
小鼠淋巴结中T细胞的阵列断层扫描图像。
介绍
序列断层成像(AT)是一种用于细胞和蛋白质结构分析的高分辨率三维图像重建方法(见图1)。它利用扫描电子显微镜(SEM)对超薄(>20nm)的有序阵列,即在硅基质载体上收集的树脂包埋生物标本连续切片,进行成像[1]。采用序列断层成像,可实现对许多不同类型的组织和蛋白质进行定量和体积结构分析。由于比传统的共聚焦显微镜具有更好的横向和空间分辨率,因此它能够更好地帮助观察和理解细胞和蛋白质结构。此外,采用序列断层成像,可通过部分自动化的方式检查细胞和蛋白质结构,从而提高产量。
淋巴结是淋巴系统的一部分,一般呈肾形,分布在动物或人的全身。淋巴结由淋巴管连接,清除周围组织中的异物,帮助启动免疫反应。淋巴结是研究免疫细胞(淋巴细胞、树突状细胞和巨噬细胞)相互作用,以及癌细胞扩散(肿瘤转移)的理想对象[2,3]。精确检查淋巴结对这类免疫和癌症研究具有重要意义。
已利用全自动连续切片方案通过序列断层成像对小鼠的淋巴结进行了研究。
采用能够在排列整齐的阵列中实现均匀、超薄、高质量切片的全自动超薄切片机,连续切片提高了序列断层成像(三维图像数据采集)整个工作流程的效率(见图1)。徕卡显微系统公司的ARTOS 3D超薄切片机就是该连续切片方案的典型示例。该设备可自动产生数百个均匀的连续切片,并且由于采用了特殊设计的金刚石刀,避免了收集过程中切片带出现褶皱。另外,因在向基底载体上收集切片的过程中实现了较高的切片密度,从而节省了SEM设置的时间。
此外,在利用玻璃基底制成的透明切片载体进行相关光电关联显微技术(CLEM)[4]研究时,序列断层成像显示出其独特的优势,可以节省试样制备的时间。