SBF-SEMとは？
高解像度の三次元画像を再現できる装置
シリアルブロックフェイスSEM（SBF-SEM）とは、生体標本を高解像度で大量の 3 次元再構成を生成できる、体積電子顕微鏡技術です。SBF-SEM は、連続層の比較的厚い試料の自動イメージングを容易にします。その結果、一連の画像を組み合わせて標本の体積表現を生成し、その微細構造について比類のない洞察を得ることができます。
通常、樹脂に埋め込まれた標本は、SEM チャンバー内に組み込まれたブロックフェースイメージングユニット内に配置されます。ブロックフェースイメージングユニットのダイヤモンド ナイフは、ブロックの表面から極薄層を除去します。各セクショニングの後、走査電子ビームを使用して、新しく露出されたブロック面が画像化されます。この反復プロセスは、所望の量の標本が捕捉されるまで継続されます。取得した画像をデジタル的に積み重ねて位置合わせして、3 次元モデルを形成できます。
SBF-SEM システムどんな構造？
ダイヤモンド ナイフ
ダイヤモンド ナイフは、SBF-SEM システム内に組み込まれたブロックフェースイメージングユニットの非常に重要な部品です。このナイフは、数十ナノメートルの厚さにスライスできるほど、刃先が 1 ～ 2 nm の曲率半径で鋭利になっています。そのため、切断面は変形や損傷がほとんどなく、滑らかです。ダイヤモンドの表面は、デブリの生成を防ぐために特殊な方法で処理されています。
精密 Z ステージ
精密 Z ステージとは、試料ブロックを固定しダイヤモンド ナイフで切断する際に、サンプルを正確に位置決めするため重要なプラットフォームです。ステージは、切断中にかかる下向きの力に耐えるために、高い剛性を持っています。また、ステージの動きはフィードバック ループで制御されており、一定のステップ幅とドリフトの補正が可能です。
SBF-SEM の歴史
この技術のアイデアは、1980 年代に Steve Leighton氏 と Alan Kuzirian氏 という二人の研究者によって提案されました。彼らは、SEMの真空チャンバー内にブロックフェースイメージングユニットを組み込む装置を開発し、「三次元顕微鏡法」という特許を取得しました。
2000 年代に入ると、Winfried Denk氏 と Heinz Horstmann氏 という二人の研究者が、神経組織の研究のために SBF-SEM の最初の実用モデルを作りました。
彼らは、ブロックフェースイメージングユニットと SEM を一体化させることで、試料の切断面を自動的に連続撮影し、詳細な三次元構造を再現することができるシステムを発表しました。
