Ultramicrotom
Ultramicrotomul este un instrument similar microtomului și utilizat pentru investigațiile biologice care trebuie efectuate cu microscopul electronic de transmisie . Cu acesta este posibil să se obțină secțiuni de probă cu o grosime cuprinsă în general între 50 și 100 nanometri .
Structura
Acest aparat nu este, în structura sa de bază, foarte diferit de un microtom comun. Cu toate acestea, necesitatea de a obține secțiuni extrem de subțiri înseamnă că trebuie să fie construită în toate părțile sale cu o precizie și o rezistență mai mari.
Se compune dintr-o bază de metal greu pe care este instalat un braț în care este poziționată proba de tăiat (prin intermediul unei cleme reglabile speciale) și un suport pentru lamă. Brațul trebuie să se balanseze vertical astfel încât proba să treacă peste lama de tăiat. Această mișcare de oscilație este produsă de un motor electric echipat cu o came specială, pentru a transforma mișcarea de rotație a arborelui său în mișcarea oscilantă a brațului.
Cu toate acestea, din moment ce la fiecare coborâre a brațului, proba (fixată pe el) trebuie să avanseze cu suficient cât să poată fi tăiată următoarea secțiune, brațul însuși, pe lângă mișcarea deja descrisă, trebuie să facă altul spre venire pe. Totuși, acesta din urmă trebuie să fie minim, deoarece grosimea feliilor care trebuie obținute este extrem de mică.
Pentru a realiza această deplasare, prin urmare, se utilizează un sistem care exploatează expansiunea termică a metalelor. Brațul, de fapt, este acoperit cu o rezistență care se încălzește atunci când trece un mic curent electric. Acest lucru determină extinderea sa și, prin urmare, alungirea necesară pentru a transporta proba mai departe cu fiecare pasaj de pe lamă. Această alungire este minimă și cu siguranță imperceptibilă pentru ochi, dar trebuie să fie absolut liniară, astfel încât secțiunile obținute să aibă o grosime cât mai constantă posibil. Prin urmare, prelungirea brațului este exploatată numai în intervalul de timp în care are o progresie liniară. După aceasta, există un sistem în mașină care îl avertizează pe operator că a fost atins punctul de expansiune maximă, dincolo de care secțiunile nu mai sunt produse. Brațul poate fi apoi readus la dimensiunea inițială prin utilizarea unui sistem de răcire a ventilatorului, adică prin trecerea aerului.
În fața brațului există o structură metalică solidă unde lama este fixă, care poate fi deplasată și poziționată cu o precizie extremă prin intermediul șuruburilor de reglare și oprire.
Lama
Deoarece secțiunile trebuie să fie foarte subțiri (deoarece altfel fasciculul de electroni al microscopului electronic nu ar putea trece prin ele) este de asemenea necesar ca lama să fie perfect ascuțită. Deoarece acest lucru este practic imposibil de realizat prin ascuțirea oțelului așa cum ați face pentru un microtom normal, se folosesc lame de cristal . De fapt, dacă este rupt, cristalul produce fragmente cu o muchie de tăiere perfectă, capabilă să permită secționarea dorită. Lamele sunt obținute din bare de cristal special (dintr-un amestec cât mai omogen și condimentat posibil), fracturându-le cu dispozitive speciale capabile să producă suprafețe ascuțite cât mai drepte posibil.
Deoarece lamele de cristal tind să-și piardă rapid capacitatea de tăiere, au fost introduse de mult lame speciale cu muchii de tăiere cu diamant care, pe lângă faptul că oferă o durabilitate mai mare, permit și reascuțirea.
Utilizare
Materialul ( țesătura ) care trebuie tăiat trebuie să fie inclus (ca și în cazul microscopiei optice) într-un material capabil de a fi tăiat în felii subțiri: în general se folosesc rășini epoxidice , cum ar fi Araldite sau Epon . Slăbiciunea secțiunilor face dificilă manipularea acestora pentru a le pregăti pentru observarea ulterioară.
Pentru a depăși această problemă, este convenabil ca acestea să fie mici și este necesar să le plutească (în momentul producerii lor) pe o suprafață lichidă, pe care să se răspândească ușor. Apoi procedați astfel: peste lamă se aplică o tavă specială din plastic (în general cu parafină sau ceară pentru amprente dentare), care este apoi umplută cu apă cu adaos de acetonă în proporție de 10%. La momentul tăierii secțiunilor alunecați peste aceasta, producând o mică panglică. Aceasta (sau chiar secțiunile individuale) este făcută să adere la un ecran special (în general în cupru sau nichel ) printr-un simplu contact.
Deoarece secțiunile sunt foarte mici, fazele tăierii lor sunt verificate cu ajutorul unui microscop stereoscopic cu mărire redusă, care este montat deasupra structurii suportului lamei.
Deoarece procedura de tăiere este o operațiune foarte delicată, este recomandabil ca mediul în care are loc să fie lipsit de curenți de aer (care ar putea deplasa apa din tăvi) și la o temperatură constantă, astfel încât expansiunea pentru avansarea proba este de asemenea constantă.
Secțiunile sunt ulterior „colorate” folosind săruri de metale grele (de exemplu săruri de plumb ), iar ecranul poate fi apoi observat cu microscopul electronic. Trebuie amintit că acesta din urmă produce imagini alb-negru, și acesta este motivul pentru care ar fi inutil să se utilizeze orice tip de colorant. Prin urmare, „colorarea” contrastului are ca unic scop creșterea contrastului foarte slab deja prezent, prin însăși natura lor, în structurile biologice.
Cu ultramicrotomul este, de asemenea, posibil să se efectueze secțiuni mai groase (de obicei, cu o grosime cuprinsă între 200-300 nanometri și 1 micron ), denumite în mod obișnuit secțiuni semi- fine, care sunt colectate uscate cu o pensă foarte fină și depuse pe o lamă de microscop normală. și, colorate corespunzător (de exemplu cu albastru de toluidină), pot fi observate cu microscopul optic. În acest caz, avansarea automată a eșantionului nu este utilizată, dar mișcarea necesară este produsă printr-o comandă manuală externă.
fundal
Dezvoltarea ultramicrotomului este relativ recentă și derivă din diferite îmbunătățiri aplicate microtomului rotativ normal. Primii ultramicrotomi nu au fost motorizați și a fost necesar să rotiți o roată de mână, situată de obicei pe partea dreaptă, pentru a produce mișcarea brațului. Avansarea eșantionului a fost realizată și mecanic prin rotația unui șurub cu un pas foarte subțire, pe care a alunecat brațul unei pârghii, la celălalt capăt al căruia brațul suportului de eșantion a fost fixat cu o mișcare de-înmulțit.
Bibliografie
- Monesi V., Istologia , Padova, Piccin, 1977
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Ultramicrotom
linkuri externe
- Universitatea din Milano: Ghid practic de microscopie electronică de transmisie. , pe users.unimi.it .