用于對樹脂包埋的生物樣品進行大面積三維超微結構成像。蔡司Volutome掃描電子顯微鏡超薄切片機覆蓋了圖像處理、圖像分割和可視化過程，是一款包含軟硬件的端到端解決方案。傳統的SEM載物臺可輕松替換超薄切片機，將您的三維FE-SEM轉換為標準的多功能FE-SEM，使您的系統能夠適應多功能環境。

• 自動切割、圖像采集和預處理

• 出色的生物學樣品三維成像

• 從硬件到軟件的完整蔡司解決方案

產品優勢

借助自動切割、圖像采集和預處理以節省時間

連續切面成像需要在長時間內保持穩定的采集條件，而蔡司Volutome掃描電子顯微鏡超薄切片機可實現高度自動化和無人值守的切割和成像。這縮短了切割周期，蔡司專用探測器Volume BSD也提升了圖像采集速度。在圖像采集過程中，它還能同時對圖像進行預計算，用于拼接和Z軸序列圖像對齊——如此一來，您一鍵即可獲取所需的成像結果。

出色的生物學樣品三維成像

對樹脂包埋的樣品進行成像是一項具有挑戰性的任務。通常，高襯度的高質量圖像采集需要使用較高的加速電壓，而這可能會損壞您的敏感樣品；低電壓成像可以確保樣品的完整性，但會降低圖像襯度。蔡司Volume BSD是專為蔡司Volutome設計的新型高速高靈敏度探測器，即使在低電壓下也能確保高襯度成像。它與局部電荷補償器相結合，可在切面處對易荷電樣品進行電荷中和，從而實現輕松成像。

圖片說明：用蔡司Volutome和蔡司GeminiSEM采集的小鼠大腦組織；像素大小：3 nm。樣品由瑞士洛桑大學的Christel Genoud提供

一個解決方案，一個聯系對象

蔡司——您值得信賴的體電鏡合作伙伴

蔡司Volutome提供包含軟硬件的完整集成式連續切面解決方案，非常適合希望精簡設備供應商數量的用戶。無論您對超薄切片機、探測器、FE-SEM或是應用程序有任何疑問，都可以放心地聯系蔡司。

圖片說明：小鼠大腦神經元的三維重構。樣品由瑞士洛桑大學的Christel Genoud提供

蔡司Volutome背后的硬件

蔡司Volutome的硬件組件協同運作，從樣品對齊、刀具方法到圖像采集等各個方面皆促進了工作流程的順利推進。

腔室內超薄切片機

借助Volutome，您可輕松將您的蔡司Sigma或蔡司GeminiSEM轉變為連續切面成像系統。

校準鏡座和樣品載具

在將樣品安裝到超薄切片機之前，將樣品插入一個專門設計的樣品載具，并通過蔡司體視顯微鏡進行居中對齊。

光源

樣品一旦放入超薄切片機，光源便會使刀具在樣品表面的反射清晰可見，依此可以判斷鉆石刀與樣品之間何時已足夠接近。

蔡司控制器

通過蔡司控制器，樣品可準確移向刀具，其過程可通過體視顯微鏡的雙目鏡或屏幕上的數字顯示進行監控。

BSE探測器

蔡司Volume BSD是您用于連續切面成像的理想型探測器，專為在低加速電壓和高掃描速度下的成像而設計。

蔡司局部電荷補償器

消除荷電效應

樹脂包埋生物樣品的高質量成像

樣品荷電，尤其是包含大面積裸露樹脂的樣品，會導致圖像質量顯著下降和失真。對此，通常的解決方案是施加可變壓力來減輕荷電問題，但代價是信噪比和分辨率有所降低。

蔡司局部電荷補償器可消除樣品荷電，氣體注入系統準確定位在樣品上方，氮氣會直接引導至切面表面，同時腔室保持在高真空狀態——如此，便可消除荷電并保證高圖像質量。在切割周期中，該針會自動縮回，因此工作流程不會中斷，并可保持高采集速率。

步驟1

入射電子束的電子與樣品相互作用，產生荷電效應。二次電子從樣品中釋放出來，在表面上產生負荷電。探測器將被電子掩蓋。

步驟2

通過Focal CC針，氮氣施加到樣品上，并在樣品表面上方形成局部氣云。來自樣品表面的入射和背散射電子使氮氣分子電離。

步驟3

正電荷的氮氣分子中和了樣品表面，因此大大降低了荷電效應。

大體積成像

在更廣的環境中揭示樣品的超微結構

示意圖顯示了大面積成像的拼圖和拼接原理

蔡司Volutome提供穩固的載物臺解決方案。超薄切片機載物臺減少了漂移效應，可實現長時間大體積成像。您可以通過采集分辨率高達32k × 32k像素的單幅二維圖像，來獲得這些大體積圖像。

對于需要突破單幅二維成像界限的應用，可將多個單幅圖像拼接在一起，創建一個更大的拼接圖像。當需要跨x、y和z軸范圍追蹤細胞或細胞結構時，拼接成像大有裨益。在這一方面，它在連接組學中的應用十分重要：神經元網絡和神經之間的連接必須在廣泛、連續的范圍內進行全面研究。

從圖像采集到三維結果

用于連續切面成像的蔡司軟件

蔡司軟件將各個Volutome硬件組件相結合，使連續切面工作流程更加流暢且易于使用。切割操作和成像過程由蔡司ZEN core控制——其工作臺提供直觀的結構來控制設置、樣品和刀具方法以及切割和圖像采集的參數。

一旦采集到數據且預計算已應用于拼接和z軸序列圖像對齊，便可用蔡司arivis Pro顯示和處理結果。

通過蔡司arivis系列的軟件，您可以對數據進行注釋、分割和分析，從圖像中獲取更多信息，使您的結果更加完善。

蔡司Volutome應用案例

連續切面掃描電子顯微鏡應用案例

神經科學

神經科學領域的研究人員不斷努力，以進一步了解神經元連接和信號通路。連續切面成像是對具有長而細的突起（如樹突和軸突）的神經元進行成像和跟蹤的理想解決方案。蔡司Volutome能夠以高分辨率在所有三個維度上采集大型拼接圖像。樣品可切割為薄至25 nm、像素尺寸小至3 nm的切片，以便在較長距離內準確追蹤樹突和軸突。

小鼠大腦組織的三維重構

• 像素大小：6 nm

• 切割厚度：25 nm

• 尺寸：43 µm × 43 µm × 45 µm（1800個切片）

• EHT：1.2 kV/ Ip：90 pA

• 駐留時間：分別為0.8和1.6 µs

• 通過蔡司GeminiSEM 460采集

細胞生物學

高分辨率成像對于顯示細胞和細胞成分的超微結構至關重要。大面積裸露的樹脂樣品極易產生電荷。局部電荷補償器可以避免產生荷電效應，從而獲得高質量的圖像。蔡司Volume BSD的靈敏度可在不影響圖像襯度或采集時間的情況下實現低電壓成像。在這種條件下，研究人員可以輕松識別和分析各種細胞成分，如線粒體和高爾基體，甚至囊泡。

轉基因干細胞

• 像素大小：10 nm

• 切割厚度：30 nm

• 尺寸：51 µm × 51 µm × 15 µm（~550個切片）

• EHT：1.5 kV / Ip：100 pA

• 駐留時間：2.8 µs

• 通過蔡司GeminiSEM 460采集

植物學

植物學需要了解受干旱、氣候變化、污染和基因因素影響的微觀關系。這些因素會影響植物的健康狀態，從而影響農作物產量和食物生產，并最終影響人類的健康。由于植物樣品具有細胞壁和液泡等解剖結構，對其進行成像可能并不容易。在進行連續切面成像時，生物樣品必須包埋在樹脂中。使用Volume BSD在低電壓下進行高速采集，以及使用局部電荷補償器，可以實現高襯度的植物成像。

擬南芥葉

• 像素大小：6 nm

• 切割厚度：40 nm

• 尺寸：36 µm × 36 µm × 16 µm（400個切片）

• EHT：1.5 kV / Ip：110 pA

• 駐留時間：1 µs

• 通過蔡司GeminiSEM 460采集

組織成像

體電鏡能夠對更大的樣品尺寸進行成像，讓較大組織切片的可視化成為眾多不同學科領域生命科學家的常規應用。無論是處理腫瘤和活體組織檢查、器官，還是組織切片、類器官、模式生物的胚胎等等，連續切面成像均可在更廣的三維環境中對大體積樣品進行成像和分析。您可以研究健康或病態下的樣品，或是檢查代謝變化、基因因素、藥物治療等的影響。

小鼠骨骼肌

• 像素大小：3 nm

• 切割厚度：100 nm

• 尺寸：18 µm × 15 µm × 25 µm（250個切片）

• EHT：2 kV /孔徑：20 µm，大束流

• 駐留時間：1 µs

• 通過蔡司GeminiSEM 360采集