免费下载《如何提高超薄切片机的切片质量并实现自动对齐功能》
简介
透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）等电子显微镜技术，广泛应用于获取生物或非生物材料样品的结构信息。在电子显微镜（EM）应用中，较厚的样品被切割成厚度小于100纳米的超薄切片。
该样品制备方法有助于获取高分辨率的电子显微镜图像，并且能够进一步通过计算重建从多个连续切片中收集的信息，从而获得较厚样品的概览（体积电子显微镜学）。
超薄切片技术是获取样品切片的最常用方法。在室温条件制备时，将样品小块嵌入环氧树脂中，然后通过修剪去除多余的树脂，并使用玻璃刀或金刚石刀将样品切成厚度为50-100纳米之间的薄片。
切片过程涉及多个手动制备步骤。在本应用说明中，我们将概述该过程，并解释新的自动化解决方案，如何完全消除复杂的手动设置需求。
样品块的修整
为了获得具有特定厚度的均匀切片，必须执行多个手动步骤，并具备相应的技能和专业知识。
粗修
在切割感兴趣区域之前，必须对样品进行初步修整，以露出目标点，并去除过量的无样品聚合物或非目标样品区域。通常，修整的结果是形成（堆叠的）金字塔形状，其尺寸逐渐减小（图1）。
图1：经过粗修和精修后的样品块。放大图显示了聚合物块前端上的样品面。聚合物块前端面使用铣削装置，以45°的形状进行修整。使用超薄 切片机和具有45°边缘的切片刀对块面进行修整，形成金字塔形状。
首先，粗修是通过手动使用刀片或使用EM RAPID来制备金字塔截体。EM RAPID的高速金刚石铣削头，可以以特定角度朝向样品，同时样品在四轮中能够进行90°旋转（图2）。
图2：使用EM RAPID铣削装置对样品块进行粗修。左：修整前的样品块。中：铣削第二个区域。右：最终粗修后的样品。
精修
接下来，将样品块安装在超薄切片机上，并使用修块刀减小样品区域并塑造其形状，以形成最终的切面。精修的目的是将样品感兴趣区域包含在小于1平方毫米的矩形或梯形区域内，并使上下边缘与切片刀完全平行（图3），这将在后续步骤中允许切片彼此粘附形成带状。带状切片可以整体收集，使用户能够按照切片的顺序进行拍摄，这对于阵列断层扫描应用尤其重要。
图3：使用金刚石修块刀进行精修。左：粗修后的样品块。中：精修前样品块的前端。下方可见一把45°金刚石修块刀。右：样品块面的前端和右侧已经进行了精修。
样品与切片刀之间对齐
在对样品块进行修整以获得平坦且暴露的块面后，将其正确对齐到切片刀边缘至关重要。最终目标是使样品与切割平面之间的距离尽可能小，以避免样品材料损失和切片不完整。
完美对齐样品和切片刀是一项具有挑战性的任务。它需要精密地手动调整样品倾斜、旋转和切片刀角度，同时需要正确地控制样品进给（进刀）。
这对于新手或不常使用超薄切片机的用户来说尤其困难。不仅存在损坏昂贵切片刀的风险，而且还可能损坏样品，无法用于切片。即使经验丰富的操作人员也需要小心谨慎，以确保在较薄样品（如细胞单层）切片过程中，不会因初始位置未对齐，而损失太多材料。
