Quá trình tạo mẫu bằng tia ion hội tụ trong môi trường lạnh
Chụp cắt lớp điện tử lạnh (cryo-ET) cung cấp thông tin về hoạt động bên trong của tế bào, nhưng kết quả rõ ràng, đáng tin cậy phụ thuộc vào việc chuẩn bị cryo-lamella chất lượng cao. Chùm ion hội tụ Thermo Scientific Arctis Cryo-Plasma (Cryo-PFIB) được thiết kế đặc biệt để sản xuất cryo-lamellae tự động, công suất cao từ các tế bào lạnh. Hệ thống Autoloader của nó cung cấp một kết nối trực tiếp, độc đáo giữa quá trình chuẩn bị mẫu cryo-FIB-SEM và kính hiển vi điện tử truyền qua cryo (cryo-TEM) trong quy trình chụp cắt lớp.
Mối tương quan với kính hiển vi ánh sáng và tái định vị trong TEM
Kính hiển vi huỳnh quang trường rộng tích hợp “on-board” (iFLM) cho phép quan sát cùng một khu vực mẫu bằng chùm ánh sáng, ion hoặc electron. TomoGrid được thiết kế đặc biệt đảm bảo căn chỉnh chính xác các tấm cryo-lamellae với trục nghiêng chụp cắt lớp, từ phay ban đầu cho đến chụp ảnh TEM có độ phân giải cao.
Hệ thống tương quan iFLM cho phép chụp ảnh huỳnh quang tại điểm trùng khớp electron/ion. Có thể thực hiện chuyển đổi giữa nhắm mục tiêu iFLM và phay ion mà không cần di chuyển bàn cấy. Khả năng nghiêng 180° của CompuStage cho phép chụp ảnh bề mặt trên và dưới của mẫu, điều này có thể hữu ích cho các mẫu dày.
TomoGrids được thiết kế đặc biệt cho quy trình chụp cắt lớp lạnh và có hai mặt phẳng hướng vào nhau. Các mặt này ngăn chặn sự lệch trục trong quá trình tải vào cryo-TEM và luôn đảm bảo hướng chính xác của trục lamella so với trục nghiêng TEM. Với TomoGrids, toàn bộ khu vực lamella có sẵn có thể được sử dụng để thu thập dữ liệu.
Tấm mỏng chất lượng cao với độ dày phù hợp
Arctis Cryo-PFIB duy trì môi trường làm việc cực kỳ sạch sẽ trong vài ngày, đảm bảo chuẩn bị lamella chất lượng cao, nhất quán. Nguồn chùm ion plasma có thể chuyển đổi giữa các ion xenon, oxy và argon, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất các tấm mỏng rất mỏng với chất lượng bề mặt được tối ưu hóa
Công nghệ PFIB cho phép các ứng dụng không được bao phủ bởi hệ thống FIB nguồn ion kim loại lỏng (LMIS). Ví dụ, có thể sử dụng các đặc tính nghiền khác nhau của ba chùm ion có sẵn để tạo ra mẫu chất lượng cao đồng thời tránh được hiệu ứng cấy gali. Vỏ hệ thống được thiết kế chú trọng đến an toàn sinh học và giải pháp khử nhiễm bằng nhiệt có sẵn tùy chọn cho các phòng thí nghiệm có mức độ an toàn sinh học cao hơn
Buồng mẫu nhỏ gọn của Arctis Cryo-PFIB được thiết kế đặc biệt để vận hành lạnh. Dung tích nhỏ cho phép một môi trường hoạt động đặc biệt sạch sẽ giúp giảm thiểu sự ngưng tụ nước. Độ sạch được thiết kế sẵn này được tăng cường hơn nữa bằng cách làm lạnh mẫu thông qua các dây bện và che chắn mẫu bằng hệ thống lạnh chuyên dụng, đảm bảo môi trường làm việc thường xuyên cho phép chuẩn bị mẫu theo mẻ trong nhiều ngày.
Tự động hóa thông lượng cao và khả năng kết nối cho chụp cắt lớp lạnh
Bộ nạp tự động cho phép tải và dỡ mẫu bằng robot cho tối đa 12 lưới (TomoGrids hoặc AutoGrids), tạo điều kiện chuyển sang cryo-TEM đồng thời giảm thiểu rủi ro hư hỏng và nhiễm bẩn mẫu. Trong giao diện người dùng dựa trên web mới, các lưới được tải trước tiên được ánh xạ và kiểm tra. Sau đó, các vị trí của phiến kính được chọn và các thông số phay được xác định. Công việc phay được thực hiện tự chủ. Tùy thuộc vào mẫu vật, nguồn plasma cho phép tốc độ nghiền cao để loại bỏ vật liệu khối lượng lớn, nhanh chóng.
Hộp nạp tự động cung cấp một môi trường được bảo vệ cho các mẫu cryo-lamellae mỏng. Phần lớn tránh được các bước thao tác mẫu thủ công rủi ro có thể làm hỏng hoặc làm nhiễm bẩn mẫu. Cassette được nạp vào một hộp gắn vào Bộ nạp tự động, có thể được hoán đổi giữa Arctis Cryo-PFIB và Krios hoặc Glacios Cryo-TEM.
Chụp cắt lớp lạnh
Chụp cắt lớp điện tử lạnh (cryo-ET) cung cấp cả thông tin cấu trúc về từng protein cũng như sự sắp xếp không gian của chúng trong tế bào. Điều này làm cho nó trở thành một kỹ thuật thực sự độc đáo và cũng giải thích tại sao phương pháp này lại có tiềm năng to lớn như vậy đối với sinh học tế bào. Cryo-ET có thể thu hẹp khoảng cách giữa kính hiển vi ánh sáng và các kỹ thuật có độ phân giải gần nguyên tử như phân tích hạt đơn.
MicroED
MicroED là một kỹ thuật mới với các ứng dụng trong việc xác định cấu trúc của các phân tử nhỏ và protein. Với phương pháp này, các chi tiết nguyên tử có thể được chiết xuất từ các tinh thể nano riêng lẻ (kích thước <200nm), ngay cả trong hỗn hợp không đồng nhất.