2024/11/1 13:42:00

扫描电镜是用于观察组织表面形貌的电子显微镜,生物组织因为含水量较大,在进行扫描电镜观测之前需要对其进行干燥处理,原因有以下几点:

第一,生物组织所含水分在高能电子束的作用下电离放电,引发束流波动,降低图像分辨率,严重的导致无法成像;

第二,生物组织在高真空环境中易发生形态损伤,如褶皱、变形;

第三,生物组织中的水分会影响电镜真空状态,损伤电镜灯丝、物镜、光阑等电子元件。

生物组织常规的干燥方法有自然干燥、烘箱干燥、乙醇干燥、叔丁醇干燥、真空冷冻干燥和临界点干燥等。可以根据其特性选择相应的干燥方法,目的在于保存组织结构完整清晰(体积无变化、结构无皱缩、表面无干裂)的基础上缩短干燥处理的时间和程序。

 

一、自然干燥法

自然干燥法是指取材好的组织直接至于自然环境中,常温常压下进行干燥的方法。

该方法适用于水分含量极少或有坚硬外壳的组织,如干种子、花粉、头发、含水量极低的昆虫等。此类组织取材后,直接镀膜即可上扫描电镜观察。

 

二、烘箱干燥法

烘箱干燥法是指将组织放置于80℃以下的烘箱内进行干燥后镀膜观察的方式。采用此方法的前提是组织表面不会因为脱水产生皱褶。

此方法在一定程度上可以缩短干燥的时间,但要注意根据组织的特性选择合适的温度,防止高温度损伤。此方法对于耐高温且不易形变的组织较为适用,比如淀粉粒、孢子等。

 

三、叔丁醇干燥法

叔丁醇干燥法是利用叔丁醇凝固点23.5℃,在低真空环境下即可升华的特性,将叔丁醇作为置换剂,置换生物组织中的水分后,在低真空下进行干燥的方法。叔丁醇凝固后,在低真空下由固态直接升华为气态,避免气液两态的表面张力引发的组织表面损伤,且叔丁醇凝固点较高,对组织无损伤,可代替临界点干燥对大多数生物组织进行干燥,但是幼嫩的组织仍不适用于此方法。

具体流程如下:固定后的组织经乙醇逐级脱水后,于叔丁醇中替换三次,每次时间与脱水时间相同(也可以直接采用叔丁醇逐级脱水,避免叔丁醇替代乙醇不完全)。替代完成后,更换叔丁醇,保证溶液体积刚好浸没组织,置于真空皿中进行干燥即可。

注意:乙醇脱水和叔丁醇替代一定要彻底,否则会影响干燥效果,造成褶皱。

 

 四、真空冷冻干燥法

真空冷冻干燥法是指将新鲜的组织直接置于真空冷冻干燥仪中进行干燥的方法,此方法适用所有生物组织,但是要注意会引发冰冻损伤。

对于在清洗和脱水过程中会发生位移或者丢失的组织表面物质,可以采用此方法干燥后进行观察。

 

五、临界点干燥法

临界点干燥法通常需要利用临界点干燥仪,将经过有机试剂(通常是乙醇)替代的组织,置于仪器中,利用加压降温的方式,将CO2液化,逐渐替代组织中的乙醇后,于临界点干燥的方法。在某一温度下,CO2的气相和液相状态下的表面张力等于零,在此条件下使样品干燥,能够保此持样品的结构不产生变形。该温度即为CO2的临界点温度。该方法适用于所有生物组织,经过临界点干燥后的组织收缩率在5%以下。

但是要注意,由于所有的组织皆置于一个干燥仓内,容易造成样品之间的污染,所以对于表面有附作物,并且容易脱落的组织,需要用滤纸包裹后在进行干燥,或者选择其他干燥方法,如叔丁醇干燥或冷冻干燥。

临界点干燥的流程如下:组织经戊二醛固定后,先用双蒸水漂洗,防止戊二醛残留;再经乙醇梯度脱水,依据组织大小,脱水时间在10-30分钟之间;经100%乙醇脱水三次后将组织置于已加入100%乙醇的干燥仓内,赶紧仓盖,设置程序后开始干燥(在设置程序是需根据组织大小选择合适的清洗次数,即CO2替换次数,越大的组织,清洗次数越多。同时也要增加临界温度的时间,保证组织内部的全部CO2气化)。

 

 

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