Transmisyjna mikroskopia elektronowa pozwala na obrazowanie zmian zachodzących w komórkach i lepsze zrozumienie m.in. mechanizmów sterujących namnażaniem i zachowaniem drobnoustrojów. Obserwacja pojedynczych bakterii oraz wirusów i ich reakcji na nowoczesne systemy dostarczania leków umożliwia dynamiczny rozwój nieznanych dotąd metod radzenia sobie z patogenami. Niestety tradycyjna mikroskopia elektronowa nie należy do najłatwiejszych technik obserwacji świata w mikroskali. Powodów takiego stanu rzeczy jest wiele – od wieloetapowej preparatyki próbek, poprzez skomplikowaną obsługę mikroskopu, do wysokich kosztów i rozmiarów urządzenia. Wyeliminowanie tych trudności umożliwiłoby wielu naukowcom szybszy dostęp do niezbędnych informacji. Wychodząc naprzeciw tym wymaganiom, firma Delong Instruments stworzyła jedyne na świecie niskonapięciowe transmisyjne mikroskopy elektronowe, mieszczące się na biurku. To prawdziwa rewolucja w obrazowaniu materiałów biologicznych.

Jak niskoenergetyczne elektrony pomagają biologom

Transmisyjne mikroskopy elektronowe pozwalają oglądać nawet najmniejsze struktury biologiczne. Niestety wykorzystują one elektrony wysokoenergetyczne, które słabo oddziałują z materiałami składającymi się głównie z węgla, przez co kontrast otrzymanych obrazów nie należy do najlepszych. Aby poprawić jakość obrazowania, konieczne jest barwienie próbek związkami zawierającymi cięższe pierwiastki, w ten sposób zwiększając interakcję elektronów z obrazowanym materiałem. Jednak barwienie to dodatkowy krok w już i tak skomplikowanym procesie przygotowania próbek do mikroskopii transmisyjnej. Czy da się uzyskiwać obrazy o wysokim kontraście bez konieczności barwienia? Odpowiedź brzmi tak, a wszystko dzięki zastosowaniu niskoenergetycznych elektronów (o energiach rzędu 5 kV lub 25 kV). Elektrony te – dzięki niższym energiom – są bardziej podatne na interakcję z obrazowanym materiałem, dostarczając zdjęć o wysokim kontraście, nie tracąc przy tym zdolności rozdzielczej – struktury o rozmiarach kilkunastu nanometrów nadal są doskonale widoczne.

Transmisyjne niskonapięciowe mikroskopy elektronowe produkowane przez firmę Delong Instruments używają do obrazowania właśnie elektronów o takich energiach. Pozwala to nie tylko na polepszenie kontrastu uzyskiwanych obrazów, ale posiada również kolejną znaczącą zaletę – mikroskopy te są znacząco mniejsze od swoich wysokonapięciowych kuzynów – zajmują tyle miejsca, co mikroskopy optyczne!

Tajemnice mikroświata na wyciągnięcie ręki

Mikroskopy LVEM5 oraz LVEM25, pomimo małych rozmiarów, umożliwiają oglądanie nawet najmniejszych części tkanek czy komórek. Zdolności rozdzielcze na poziomie 1 nm oraz powiększenia do 1 300 000 razy pozwalają na uzyskiwanie obrazów z niespotykaną dotąd ilością widocznych detali. Wszystko to dzięki zaawansowanej technologii, pozwalającej na miniaturyzację komponentów tych urządzeń, takich jak działo elektronowe czy detektor elektronów. Czy jednak urządzenia te są tak samo trudne w obsłudze jak wysokonapięciowe mikroskopy? Okazuje się, że nie. Wraz z miniaturyzacją urządzeń firma Delong Instruments postanowiła maksymalnie uprościć ich obsługę tak, aby użytkownik po kilku godzinach nauki był w stanie samodzielnie uzyskiwać wysokiej jakości obrazy. Jest to bardzo ważny aspekt, biorąc pod uwagę fakt, że nawet bardzo doświadczony operator mikroskopu nie wie, które fragmenty próbki są najbardziej interesujące – w przeciwieństwie do osoby, do której próbki należą.

Co jednak w przypadku gdy tryb transmisyjny nie jest wystarczający lub przygotowana próbka nie jest z tym trybem kompatybilna, np. przez swoją grubość? Okazuje się, że i z tym problemem mikroskop LVEM5 radzi sobie doskonale. Umożliwia on pracę również w trybie skaningowej mikroskopii elektronowej, co jest szczególnie przydatne dla próbek o grubości większej niż 100 nm. Możliwość obrazowania w trybie zarówno transmisyjnym, jak i skaningowym z tego samego miejsca na próbce, bez konieczności jej przenoszenia z jednego mikroskopu do drugiego, to gwarancja uzyskania informacji o powierzchni próbki oraz o tym, co dzieje się w jej wnętrzu w przeciągu kilku minut.

W praktyce zarówno mikroskop LVEM5, jak i LVEM25 mogą stanąć w dowolnym laboratorium. Nie ma konieczności kosztownej przebudowy pomieszczeń, podłączenia wody chłodzącej czy zakupu stołów antywibracyjnych. Mikroskopia transmisyjna nigdy nie była tak prosta i tak dostępna. Czasy, gdy dostęp do mikroskopu elektronowego był mocno ograniczony, preparatyka próbek zajmowała kilka dni, a samo urządzenie wymagało ogromnych nakładów finansowych powoli odchodzą w zapomnienie. Prawdziwa rewolucja w obrazowaniu materiałów biologicznych odbywa się na naszych oczach. A wszystko to dzięki niskoenergetycznym elektronom i wyjątkowej konstrukcji pierwszych i jedynych na świecie niskonapięciowych mikroskopów elektronowych, mieszczących się na biurku.

Misja: transmisja!
Możliwości badawcze transmisyjnej mikroskopii elektronowej w naukach biologicznych są ogromne. Jednak dostęp do tradycyjnych mikroskopów transmisyjnych jest mocno ograniczony i kosztowny. Dzięki mikroskopom LVEM5 oraz LVEM25 obserwacja wirusów, cienkich skrawków tkanek, bakterii, zaglądanie do wnętrza komórek, obrazowanie najnowszych leków i metod ich dostarczania jest teraz prostsze i szybsze niż kiedykolwiek. Potencjał niskoenergetycznych elektronów czeka, by być w pełni wykorzystanym. Czy Twoje laboratorium się do tego przyczyni?

Autor: Robert Buda, Product Manager, Pik Instruments