冷凍蝕刻-電鏡樣品的特殊制備技術
錄入時間:2009-6-25 17:11:57
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冷凍蝕刻(Freezeetching)技術是從50年代開始發展起來的一種將斷裂和復型相結合的制備透射電鏡樣品技術，故而亦稱冷凍斷裂(Freezefracture)或冷凍復型(Freezereplica)。它的優點在于：①樣品通過冷凍，可使其微細結構接近于活體狀態；②樣品經冷凍斷裂蝕刻后，能夠觀察到不同劈裂面的微細結構，進而可研究細胞內的膜性結構及內含物結構；③冷凍蝕刻的樣品，經鉑、碳噴鍍而制備的復型膜，具有很強的立體感且能耐受電子束轟擊和長期保存。它的缺點是：冷凍也可造成樣品的人為損傷；斷裂面多產生在樣品結構最脆弱的部位，無法有目的地選擇。目前，冷凍蝕刻裝置的型號很多，但主要分為兩種類型：一種是專用冷凍蝕刻裝置，如EIKO公司生產的FD2A型、FD3型，BALZERS公司生產的BAF300型；另一種是真空噴鍍儀的冷凍蝕刻附件，如日立公司生產的HFZ1型，它與FE1型加溫蝕刻裝置一起安裝在HUS5型真空噴鍍儀中使用。以上兩種類型各有優缺點，專用裝置優點在于操作方便，能連續制樣，效率高。缺點是價格貴；附件裝置價格雖便宜，但不能連續操作，效率低。 冷凍蝕刻的操作方法按以下步驟進行。 1.預處理取新鮮組織塊，大小為15～3～5mm，用25％戊二醛固定1～3小時。為防止冰晶形成，用30％甘油生理鹽水浸泡8～12小時。 2.冷凍斷裂是在冷凍條件下使樣品變得又硬又脆，用刀劈裂樣品，暴露觀察面。因為是用刀劈裂的樣品，斷裂往往發生在細胞被凍結后較脆弱的部位，多數是沿細胞及細胞器的膜裂開。由于斷裂面是凸凹不平的，所以圖像立體感強。冷凍斷裂時，刀的作用在于劈裂，而不是切割，所以刀刃不必鋒利，但不能有缺口、油污和水份，還需保持清潔干燥。冷凍復型的斷裂操作要在真空中進行，是因為真空對熱傳導性差，能使樣品較長時間維持在較恒定溫度下進行斷裂操作，同時也便于進行下步的蝕刻處理。儀器中進行斷裂的最佳條件：真空度為133×10-5～3×40-3Pa(1×10-5～3×10-5Torr)，樣品升溫至-100℃～-110℃。 3.蝕刻就是在真空中使冷凍樣品表面上的冰升華。目的是為了暴露出樣品斷裂面上的超微結構，便于噴鍍。一般認為最佳蝕刻深度約為30nm。若蝕刻深度不夠，結構被冰掩蓋不能充分暴露出來，圖像模糊；若蝕刻深度過大，超微結構因其基礎支持不足而倒塌，從而破壞了超微結構。蝕刻深度是由蝕刻速度和蝕刻時間決定的，而蝕刻速度是受真空度、溫度、水蒸汽壓所影響。一般蝕刻條件：真空度為133×10-3～133×10-4Pa(10-5～10-6 Torr），溫度降至-100℃，在此條件下，蝕刻速度大約為2nm/s。 4.噴鍍即在樣品斷裂面上噴鍍一層鉑膜及碳膜。鉑膜厚度為2～5nm。為使圖像具有立體感，噴鉑的方向與樣品成45度角。為加固鉑膜強度，再噴鍍一層碳，噴碳的方向與樣品面成90度角。 5.剝離清洗噴鍍后，將樣品取出放入10～30％次氯酸鈉腐蝕液中，樣品漸冒氣泡并與復型膜分離。隨后用蒸餾水仔細清洗復型膜。 6.撈膜將清洗后的復型膜撈在不加支持膜的400目載網上，待干后電鏡觀察。 圖12-14 馬傳染性貧血病毒感染驢白細胞的冷凍蝕刻圖像。箭頭所指為病毒粒子，比例尺為100nm
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