$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
İş akışı (Resim 1) başlar bir reçine blok içinde gömülü bir örnek ile burada açıklanan. Numune Hazırlama sırasında bazı ağır metal dokusu içine tanıttı olabilir, ama oldukça güçlü metallization için en iyi duruma getirilmiş iletişim kuralı kullanmak üzere gerekli değildir. Şekil 1A bitki kök (tere) blok standart olarak %1 OsO4 ile lekeli ve % 0.5 uranyl asetat kullanarak şekil 1B Arabidopsis kökte sadece zayıf ise % 1 uranyl asetat, metalize gösterir. Bazı ağır metallerin Floresans gidermek eğilimi olarak ikinci örnek türü Bağdaşık yaklaşımlar için uygundur. Bir adanmış substrat tutucu (Şekil 2) ile birkaç yüz bölümleri bir dizi olabilir (şekil 1 c) üretilen. Floresan etiketlemeyi sonra böyle diziler bir standart geniş alanlı FLM (şekil 1 d), yansıma sonra ağır metal çözümleri ile lekeli ve farklı çözünürlüklerde (şekil 1E-G) bir SEM görüntüsü.
Önemli diziler, tekrarlanabilir nesil için özellikle birkaç şeritler bir substrat üzerine microtome'nın bıçak tekneden yerleştirirken substrat tutucu (şekil 2A,) yazarın laboratuvarda özel olarak tasarlanmış ve bir Jumbo elmas araçlardır bir tekne mikroskop slaytlar (2B rakam) kapsayacak kadar büyük bıçak. Düz bir Menisküs, şerit, iyi gözlem izin gereklidir ve belgili tanımlık substrate plazma Temizleme tarafından elde edilebilir: distile su küçük damlacık bir objektif benzeri yapıda olduğu gibi şekil 2C (tedavi edilmemiş substrat), substrat üzerine oluşturması gerektiğini değil Ama ince bir film (2D rakam, aktif plazma yüzey). Bu koşullar altında kolayca bir ITO kaplı coverslip kuru bölümüne bağlı şeritler vardır (şekil 2E) görüntülenir ve gözlenen ve Asansör-dışarı-in belgili tanımlık substrate su sırasında kontrol.
Örneğin, standart geniş alan FLM (şekil 3A) ile bitki hücre duvarları etiketlemek için propidium iyodür ile lekeli diziler görüntüsü. Bölümleri yalnızca 100 olduğundan kalın, hatta burada gösterildiği gibi aşırı boyama nm tanıttı biraz bulanık. Kayıt olduktan sonra tamamen restore edilmiş hacmindeki kapalı iki hücre için yüksek çözünürlüklü düşsel 3D görüntü yığını (şekil 3B) üzerinden seçildi (Ayrıca bkz: Tamamlayıcı film S1). Ek uranyl asetat ve kurşun sitrat ile boyama ardından dizileri görüntüsü SEM'de 3 C rakam 60 nm görüntü piksel; kaydedilen genel bir bakış, gösterir Resmin merkezine karanlık meydanda nerede otofokus işlevleri idam edildi ve ek doz için hafif kirlenme yol konumunu gösterir. Uygun ROIs bu seri bölümler (dilim 51-248 435 dilimleri toplam) içinde FLM yığın içinde seçilen iki hedef hücreleri içeren bir 5 nm görüntü piksel boyutu ile sonra kaydedildi (şekil 3D; Ayrıca Tamamlayıcı film S2bakınız).
Burada açıklanan SEM dizide otomatik hiyerarşik görüntüleme yazılım/donanım platformu çözüm ZEISS Atlas 5 ile yapıldı. İlk olarak, Bütün dizi genel bir bakış ile SE dedektörü kullanılarak oluşturulmuş çok büyük (1.000 nm) görüntü piksel ve çok düşük Işınma Zamanı (şekil 4A). Sadece doku özetleyen bir yatırım Getirisi için dizinin tüm diğer bölümleri bulaşan ve ilk bölümüne yerleştirilir. Bu bölümde set sonra uzun bekleme süresi (4B rakam) kullanarak 60 nm görüntü piksel ile kaydedildi. Son olarak, iki hedef hücreleri artı bir "sahne yanlışlık için hesap için hücreleri çevreleyen tabaka" içeren bir site küme aşağıdaki parametrelerle kuruldu: ESB (enerji seçici Backscatter) dedektörü, 5 nm görüntü piksel, çok uzun (40 µs) durmak zaman ( Şekil 4 c). Böyle bir görüntüye zum hücre altı detay (şekil 4 d) boşluklar (V), mitokondri (M), çekirdek (N) ve endoplazmik retikulum (oklar) gibi gösterir. Ayrıca bir hedef hücre hücre altı en ayrıntısına kadar bütün dizi bir bakış yakınlaştırma için Tamamlayıcı film S3 bakın.
Burada (200 bölümler) gösterilen dizi artı bir ek 250 bölümlerden birini üretmek için yaklaşık 8 h aldı, LM (el ile) FLM kaydetmek ve bir gün için leke için bir gece. Boyama sonrası yaklaşık 1-2 h toplam bireysel diziler sayısına bağlı olarak alır. SEM kayıt için bir kaç saat Atlas koşmak ayarlamak için gerekli ve otomatik kayıt oldu 3-4 h orta çözünürlük (60 nm piksel boyut) bölüm kümesinin (200 bölümleri, 450 x 200 µm2) ve yaklaşık 5 gün yüksek çözünürlüklü (5 nm piksel boyutu) için yatırım Getirisi iki hedef hücreleri (200 bölümleri, 55 x 30 µm2) içeren. Burada gösterilen örnek düşük metal içeriği nedeniyle, çok yavaş bir tarama hızı (belgili tanımlık şimdiki elde edilebilir bulmak için) bir bekleme süresi 40 µs, yüksek çözünürlüklü yatırım Getirisi için örtük bir iyi sinyal-gürültü algılama erişmek için kullanılan gerektiğini unutmayın.
Birkaç adım vardır tüm iş akışında tuzaklar için eğilimli: ideal şeritler az ya da düz ve doğru sırada (5A rakam) yerleştirilmiş olmalıdır. Ancak, bent (şekil 5B), eğri (şekil 5 d) ya da kırık şeritler kez üretilmektedir. Bu yanlış düzeltme (önde gelen ve firar kenarları tam olarak paralel) veya non-birörnek uygulanan yapışkan nedeniyle, aynı zamanda asimetrik ya da düzensiz infiltre örneği neden olabilir. Özellikle zahmetli olduğu çok sert ve yumuşak olan bileşenleri. İkinci bileşenleri (şekil 5C) burada gösterilen bitki kökleri gibi hücre duvarına sızmak zor olabilir. Bu durumda, kıvrımlar (ok uçları) kolayca değişken sıkıştırma ve gevşeme kesit sırasında neden olabilir. ROIs şerit eğriliği karşılamak için döndürülebilir beri SEM Imaging otomatik için kıvrımlı şeritler, büyük bir sorun değildir.
Başka bir önemli adım protokolündeki boyama: yetersiz yıkama yol kalıntıları bölümüne (şekil 5E, F) ve en kötü durumda en ilginç alanı ( şekil 5Fiki hedef hücrelerde birini yuvarlağına) kapsamaktadır. Ayrıca, bıçak tekne içine, örneğin, bir kirli substrat taşıyıcı ile tanıtılan toz (şekil 5 d, güçlü ışık saçılma parçacıklar) ciddi sorunlara neden olabilir: FLM, toz-ebilmek var olmak son derece floresan (bkz bazı dilimler halinde tamamlayıcı film. S1) bazı kayıt algoritmalar fonksiyonu için böyle bir ölçüde. TrakEM17 "align" işlevinde ancak, Tamamlayıcı film S1içinde gösterildiği gibi yığınlar işleyebilir.

Şekil 1: iş akışı için Bağdaşık hiyerarşik düşsel. Bir örnek başlayan katıştırılmış bir reçine bloğunda (A, güçlü metalize örnek), örnek ilk kesilmiş (B, zayıf metalize örnek) ve sonra diziler seri bölümler (C) birkaç kurdela oluşan, buraya yerleştirilen bir Coverslip, ITO kaplı bir ultramicrotome kullanılarak üretilmektedir. Bir floresan boya boyama sonra yığınları görüntülerin bir geniş alanlı FLM (D) kaydedilir. Sonra daha fazla mermi ağır metal boyama tuzlar, yığınlar farklı çözünürlüklerde (görüntü piksel boyutları) bir SEM (E-G) görüntüsü. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 2: diziler hazırlanması için araçları. Substrat tutucu bir standart ultramicrotome(a)bağlı dolaşım yedi eksenli micromanipulators monte: dikey (1) ve yatay (2) hız ve substrat taşıyıcı (3), devirme vurgulanmış olan daireler, vidalar, yöneliktir . Geniş yüzeylerde (ok), burada bir slayt ölçekli alüminyum taşıyıcı (B) monte edilmiş plazma-harekete geçirmek silikon gofret bir parçası ile karşılamak için büyük boy bir tekne ile jumbo elmas bıçak. 20 µL distile su damlaları bir plazma-harekete geçirmek substrat (D) üstünde ya da bir tedavi edilmezse silikon gofret substrat (C) üzerine yerleştirilir. Dört şerit ITO kaplı bir coverslip alt amaçları tarafından bağlı bıçak tekne yüzer. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 3: SEM verilerle LM veri korelasyon. Genel bakışlar (A, C) ve hedef hücreler (B, D) kaydedilen FLM (A, B) ve SEM (C, D). (B) bir yazılım zoom ve (C) 60 nm görüntü piksel boyutu ve (D) ile kaydedilir iken özgün veri bir 1,388 x 1,040 piksel kamera yonga üzerinde 40 X objektif lens ile gerçek gösteren 5 nm görüntü piksel boyutu ile kaydedildi SEM çözünürlük artışı Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 4: hiyerarşik ZEISS Atlas 5 AT. kullanarak SEM görüntüleme Bir dizi genel bakış ile 1.000 nm Görüntü piksellerini SE dedektörü(a)kullanarak kaydetti. Doku her bölümünde yerleştirilir ve 60 nm görüntü piksel (B) ile kaydedilen yatırım Getirisi ile bölümü ayarlar. Hedef hücrelere yerleştirilir ve 5 nm görüntü piksel (C) ile kaydedilen bir seri yatırım Getirisi ile site belirler. Böyle yüksek çözünürlüklü görüntü (D) içine zum yapıldığında, hücre içi membran bölmeleri boşluklar (V), çekirdek (N), mitokondri (M) ve endoplazmik retikulum (oklar) gibi görünür hale gelir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 5: tipik sorunlar. 1. parça işleminden doğan: kesit sırasında coverslips ITO kaplı olan ideal düz(a)ama düzensiz sıkıştırma yerleştirilen şeritler bent (B) veya kıvrımlı şeritler (D) veya hatta kıvrımlar (C) neden olabilir. 2. neden substrat ve kurdeleler su, örneğin, kesit ve boyama sırasında işleyerek: ışık parçacıkları substrat (D) saçılma, RIM damlacıkları bölümü ( Eçemberde) veya kir bulaşmış dışarı nedeniyle yetersiz doku üzerinde (F) Boyama sonra yıkama. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Tamamlayıcı film S1: FLM görüntü yığını. 435 görüntüleri TrakEM17 kullanarak Fiji16 ' hizaladım ve film dosyası (.avi) olarak kaydedilmiş. Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.
Tamamlayıcı film S2: SEM görüntü yığını. 210 fotoğraf TrakEM17kullanarak Fiji16 ' uyumlu. Bu veri kümesinin özgün yığını (300 fotoğraf) 15 GB oldu. (Hizalama ve sadece iki hücre hedef için kırpma sonrası) 3,3 GB yığından küçültülmesi için o x ölçekli ve y 0.2 bir faktörle Fiji kullanarak ve sonra .avi film kaydedilir. Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.
Tamamlayıcı film S3: SEM seviyelerinde farklı çözünürlük ile yakınlaştırma Film içinde oluşturulan ve .mp4 biçiminde Atlas 5 yazılım ihraç. Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.