摘要
显微CT在生物软组织成像中常面临对比度不足的问题,临界点干燥
是提升图像质量的关键前处理步骤。本文系统介绍该技术的操作流程,并结合
昆虫肌肉、脑部及幼虫器官三大案例,为相关领域研究者提供可复用的实验方案。
显微CT成像的挑战与突破
传统的显微CT成像对骨骼、牙齿等高密度结构表现出色,但对于软组织结构,由于低原子序数元素的弱吸收特性,成像对比度常不理想。临界点干燥技术通过
温和去除样本中的液体,最大程度减少组织收缩与变形,显著提升信噪比,是获取高质量三维重建数据的必备步骤。
三大案例展示临界点干燥的实际应用
案例一:书蝎肌肉系统显微CT成像方法
样本类型
- 物种:书蝎(Neobisium sp.)
- 目标:肌肉系统三维结构可视化
Courtesy of Elisabeth Lipke and Dr. Peter Michalik, University of Greifswald, Germany.
推荐标准化实验流程 (基于Leica EM CPD300)
1、样本装载
2、固定与脱水
- 80% 乙醇,10分钟
- ✫ 90% 乙醇,10分钟
- ✫ 96% 乙醇,10分钟
- ✫ 100% 乙醇,2次,每次10分钟
3、染色
- 使用1% 碘乙醇溶液(溶于100%乙醇)过夜染色
- 100% 乙醇冲洗2次,每次10分钟
4、临界点干燥
- 使用Leica EM CPD300全自动程序处理
5、扫描
- 干燥样本粘附于样品台上
- 使用X射线显微CT系统扫描
案例二:苍蝇脑部神经结构显微CT成像方法
样本类型
物种:绿头苍蝇(Lucilia caesar)
目标:脑部神经解剖结构三维重建
Courtesy of Elisabeth Lipke and Dr. Peter Michalik, University of Greifswald, Germany.
推荐标准化实验流程 (基于Leica EM CPD300)
1、样本装载
2、固定与脱水
- Bouin固定液过夜固定
- 0.1 M磷酸缓冲液(含1.8%蔗糖,pH 7.2)冲洗3次,每次10分钟
- 乙醇梯度脱水:
- ✫ 60%、70%、80%、90%、96%、100%乙醇,每步10分钟
- ✫ 100%乙醇重复2次
3、染色
- 1% 碘乙醇溶液过夜染色
- 100% 乙醇冲洗2次,每次10分钟
4、临界点干燥
- 使用Leica EM CPD300全自动程序处理
5、扫描
- 干燥样本粘附于样品台上
- 使用X射线显微CT系统进行高分辨率扫描
案例三:红血虫幼虫器官系统显微CT成像方法
样本类型
- 物种:摇蚊幼虫(红血虫)
- 目标:幼虫内部器官系统三维重建
Courtesy of Elisabeth Lipke and Dr. Peter Michalik, University of Greifswald, Germany.
推荐标准化实验流程 (基于Leica EM CPD300)
1、样本装载
2、固定与脱水
- 2.5% 戊二醛(溶于0.1 M磷酸缓冲液)过夜固定
- 0.1 M磷酸缓冲液(含1.8%蔗糖,pH 7.2)冲洗3次,每次10分钟
- 乙醇梯度脱水:
- ✫ 60%、70%、80%、90%、96%、100%乙醇,每步10分钟
- ✫ 100%乙醇重复2次
3、染色
- 1% 碘乙醇溶液过夜染色
- 100% 乙醇冲洗2次,每次10分钟
4、临界点干燥
5、扫描
- 干燥样本粘附于样品台上
- 使用X射线显微CT系统扫描
技术总结
以上三种方法均采用:
- 标准化乙醇梯度脱水
- 碘乙醇染色增强对比
- Leica EM CPD300全自动干燥
- 显微CT系统扫描
流程可根据样本硬度、大小与结构复杂度进行微调,适用于绝大多数昆虫及软体生物样本的显微CT前处理。
仪器推荐:Leica EM CPD300
全自动操作,温控精准,样本放进去就不用管了,简直是实验室的“干燥神器”!
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