【摘要】 在SEM/FIB组合系统中，材料去除和FIB铣削用于打开SEM成像的三维空间。

在SEM/FIB组合系统中，材料去除和FIB铣削用于打开SEM成像的三维空间。应用包括精确的特定位置横截面、TEM样品制备和全自动切片，用于在纳米级上对感兴趣区域进行3D重建[1]。在材料科学和半导体工业中，FIB/SEM技术被广泛应用于纳米级材料结构和成分的成像和分析。然而，最近人们越来越关注SEM/FIB技术在生命科学应用中的能力。感兴趣的焦点话题是细胞与基质的粘附、生物相容性（植入物）、可视化超微结构的特定部位感兴趣区域的三维重建（例如，三维脑映射[2,3]）。对于电子显微镜，生物样品的常规制备是使用切片机用玻璃刀或金刚石刀切割嵌入环氧树脂中的非常薄的组织切片。使用这种制备技术，只能切割软材料，并且硅结构或硬材料与软生物组织之间的界面无法接近。与TEM截面的厚度相比（d≤ 100 nm）典型的生物膜是大的。单个细胞的大小为10-20µm。对于整个细胞的3D重建，必须制备和分析大约100-200个TEM切片。可靠的连续切片需要约40 nm或更厚的薄片厚度，限制了用于三维重建的zresolution。厚度低于约40 nm时，引入切割人工制品的风险会增加。相反，使用SEM/FIB技术，嵌入在环氧树脂中的生物样品表面附近的特定位置感兴趣区域可以直接横截面和成像，以便在完全自动化的过程中进行三维重建。通过低千伏表面成像，检测嵌入在环氧树脂中的染色组织的低损耗背散射电子，获得灰度和可比图像信息反演后的类TEM对比度。z分辨率由远小于40nm的FIB切片厚度给出。在本文中，我们将展示应用实例，展示SEM/FIB方法在生物样品分析和3D重建中的优势（如图1和图2）。

图一 低千伏透镜内背散射电子成像:嵌入环氧树脂的肾脏组织的纤维横截面(60米宽，30米深)(样本由意大利贝加莫马里奥内格里研究所提供)。

图二 基于低千伏低损耗疯牛病图像的肾脏组织三维重建

 

参考文献

  1. H. Hoffmeister, A. Schertel, A. Thesen, P. Gnauck, Proc. M&M 2006, Microsc. Microanal. 12, Supp. S02, 1244CD (2006).
  2. J. DeFelipe, Front. Neurosci. 2, 1: 10-12 (2008)
  3. G. Knott, H. Marchman, D. Wall, B. Lich, J. Neurosci. 28, 2959-2964 (2008)