小鼠各器官在扫描电镜下的微观形貌

2022-05-10 22:11:30 聚束科技（北京）有限公司

达尔文的《物种起源》中提到“生物是在遗传、变异、生存斗争中和自然选择中，由简单到复杂，由低等到高等，不断发展变化的。” 物竞天择、适者生存，生命伟大而辉煌。我们敬畏生命、尊重生命、探索生命。探索生命的过程漫长而繁琐，扫描电子显微镜因其景深大、分辨率高、成像直观、立体感强而成为生命科学领域的常用工具之一，科学家们经常用其观察生物样品表面形貌。

本篇文章我们分享的是关于小鼠各器官在扫描电镜下的微观形貌。

样品制备

样品浸于戊二醛中做前固定，用缓冲液漂洗数次，去除缓冲液，用锇酸做后固定，弃固定液漂洗后，再用梯度乙醇脱水，后用丙酮置换，树脂浸透包埋。将组织和包埋介质分离成处理成超薄切片，切片载体用导电胶粘于托盘上，后置于扫描电镜下观察。

制备完成的样品

NavigatorSEM优势

•以连续切片制样方式，可收集多至几百个切片

•一次性载入SEM，减少进出样操作时间，且可选择扫描任意切片

•样品可持续保存，随时重复拍摄、补拍

实验过程

使用仪器：聚束科技高通量（场发射）扫描电子显微镜NavigatorSEM-100

（1）点击触摸屏，将制备好的样品放入样品仓中，NavigatorSEM-100的全自动进样系统，可自动进样、快速抽真空。

（2）设置拍摄条件：

size ：12288*12288

pixel size ：5nm

在扫描电镜下观察小鼠肾脏、肝脏等细胞的微观结构，NavigatorSEM-100的全景高清光学导航，可以快速定位感兴趣的目标区域，在该区域使用ArrayScan对样品进行全自动不间断矩阵式扫描，连续拍摄多张高分辨图像。

样品制备

（1）全器官展示

我们从小鼠动物上获取不同组织的样品，进行处理后制作成切片，并用高通量扫描电镜设备进行拍摄。图中展示了鼠脑、心脏、肝、肾等部位采集的图像，可清楚地观察到NavigatorSEM-100高分辨率下拍摄的细胞内部的细胞器结构。图中黄色字体表示不同的细胞器结构：线粒体（Mi）、囊泡（Ve）、粗面内质网（rER）、线粒体（Mi）、高尔基体复合体（Go）、细胞核（Nu），核仁（No）等。

（2）完整切片展示

肝脏组织

肾脏组织

NavigatorSEM优势

•高通量电镜的光学导航功能，简单快捷，无需特殊调整, 方便用户在不同样品、不同区域间进行切换

•全面采集整个切片上的所有细节信息，任意区域放大可清晰观察肾脏组织上的亚细胞器超微结构

（3）各器官展示（点击图片可放大观看）

甲状腺

肾脏

胰岛

肝脏

（4）高通量（场发射）扫描电子显微镜NavigatorSEM与光学显微镜对比

■ 光学显微镜下肾脏组织

光学显微镜下的肾小球结构，图片放大后无法辨别肾小球的微结构

■ NavigatorSEM下肾脏组织

NavigatorSEM下肾小球结构，图像放大后可观察肾小球微观结构

NavigatorSEM优势

•分辨率更高，可清楚显示肾小球内部各细胞器的超微结构，区分细胞类型

•结合重金属离子染色方法，可精准定位病变组织中电子致密物沉积部位

（5）高通量（场发射）扫描电子显微镜NavigatorSEM与透射电镜对比

腮腺组织

同样品，同位置，NavigatorSEM成像质量更高

NavigatorSEM优势

•将超薄切片收集在条带上，NavigatorSEM每次可载入700多个切片，减少进出样及抽真空所需的时间
•NavigatorSEM采集的是切片样品的表面信息，不会受到铜网影响，可无遗漏采集

•NavigatorSEM制样上可兼容半薄切片，可置于硅片或胶带基底上

•可用于更大区域、更大体量组织3D重构

•成像速度快、信噪比佳

•软件自动化程度高

实验意义

因小鼠的基因和人类基因达到了极高的相似度，最高可以达到98%，在小鼠身上做实验获得的结果，和人类身上的很是相似，很多人类难以治愈的疾病，可以在小鼠身上找到相似性状，从而加以实验发现治病基因。使用扫描电镜对小鼠各器官细胞微观形貌的观察在临床病理上的研究有重要意义。

肝脏：肝脏是一种多倍体器官，由具有一个或两个细胞核的肝细胞组成，每个细胞核含有2,4,8或更多单倍体染色体组。肝脏承担着维持生命的重要功能，除了代谢功能之外，肝脏还负责肝脏还负责分泌胆汁、清除身体的毒素、表达血液中主要的载体蛋白以及免疫防御。病理检查是是反映肝脏病理学变化的最直接指标，由于肝脏容易取得生理状态下的样品，肝脏活检常成为临床诊断的直接证据。

肾脏活检: 部分肾小球疾病，如纤维素样肾小球病、薄基底膜肾病、Fabry病、免疫触须样肾小球病、Ⅲ型胶原肾小球病等，运用扫描电镜对其组织结构的改变和免疫复合物沉积情况做出基本判断，弥补了取材失误导致无法做出诊断的情况。

肿瘤疾病: 观察超微结构及寻找不同组织所特有的分化标记，达到诊断和鉴别肿瘤类型。甲状腺C细胞发生的甲状腺髓样癌，胞质内有不同电子密度的圆形分泌颗粒。病例细胞间质中沉积着淀粉样的原纤维物质。扫描电镜下滤泡型肿瘤的细胞为低立方高柱状，其胞质内存在疏密不同的胶体小滴。而嗜酸细胞性腺瘤在其胞质内可见其线粒体增生肥大，高尔基复合体和粗面内质网均不发达。在玻璃样变的梁状腺瘤的间质中则未发现淀粉原纤维，由此可见扫描电镜在肿瘤的诊断中极为重要。

血液疾病: 对白血病中分化较差的细胞作出准确的判断，可以对诊断和鉴别诊断的指标做出明确的界定；对特定的细胞运用超薄切片和样品包埋技术，可以充分发挥其高分辨率的特点，形态清晰，结构准确。