Препарирование биологических образцов для рентгеновского микроанализа

ПРЕПАРИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКОГО МИКРОАНАЛИЗА [c.265]

В гл. 4 и 5 рассматривается процесс детектирования и обработки сигналов вторичных электронов, отраженных электронов, катодолюминесценции и рентгеновского излучения, полученных в РЭМ—РМА. Вслед за этим материалом в гл. 6—8 обсуждаются различные методы количественного и качественного рентгеновского анализа. Методы препарирования таких твердых материалов, как минералы, металлы и керамики, для РЭМ и рентгеновского микроанализа даются в гл. 9. Методы препарирования образцов весьма критичны для большинства биологических объектов и других материалов, содержащих воду. Методики нанесения покрытий для биологических объектов и образцов в материаловедении рассматриваются в гл. 10. Методы препарирования биологических объектов для РЭМ обсуждаются в гл. 11, а для рентгеновского микроанализа — в гл. 12. [c.11]

Исследования могут производиться на двух уровнях по сложности. В качественном анализе пытаются определить, присутствует ли данный элемент в клетке или ткани. На рис. 12.1 показан пример качественного анализа, выполненного на куске древесины, пропитанной защитным средством, содержащим медь. В количественном анализе пытаются измерить, содержится ли в одной части клетки или ткани больше или меньше данного элемента, чем в другой. Конечная цель количественного анализа — определить настолько точно, насколько это возможно, какое количество данного элемента присутствует в данном объеме ткани. Большинство опубликованных работ по рентгеновскому микроанализу относится к первой категории, и при условии, что приняты соответствующие меры в процессе препарирования образца, эта методика может дать ценную биологическую информацию. Вторая категория точного количественного анализа является в какой-то мере более сложной и требует гораздо больше, чем просто оптимального препарирования образца. Необходимо, например, иметь точные стандарты, высокую стабильность прибора и электронно-вычислительные средства, способные анализировать большое количество повторяющихся данных. [c.268]

Криобиологические методики приобретают возрастающее значение в рентгеновских аналитических исследованиях биологических объектов. Они, вероятно, являются единственным способом, когда можно надеяться проанализировать растворенные ионы и элементы. Криофиксация является целиком физическим процессом и создает значительное механическое напряжение на иную мягкую биологическую ткань. Превращение воды из жидкого в твердое состояние останавливает физиологические процессы и сильно уменьшает движение растворенных веществ. Вероятно, это единственная процедура, в результате которой биологическая ткань сохраняется в почти естественном состоянии. Дополнительные преимущества, которые имеют место при работе с образцами при низкой температуре, заключаются в заметном уменьшении скорости загрязнений и уменьшении теплового повреждения образца под электронным пучком. В работе [277] сделан обзор некоторых низкотемпературных методик, используемых в растровой электронной микроскопии многие из которых пригодны для рентгеновского микроанализа. Необходимо также сделать ссылки на обзоры [427, 201] и книги [387, 320, 388, 205], каждая из которых содержит много статей, описывающих низкотемпературные методики. Теперь криобиологические процедуры будут рассмотрены в порядке их применения в процессе препарирования. [c.287]

Метод лиофильной сушки заключается в сублимации льда из клеток и тканей в вакууме и, таким образом, является важным способом препарирования для микроанализа биологических объектов. Этот способ отнюдь не является идеальным, и необходимо находить компромиссное решение проблем, связанных с неизбежным образованием и ростом кристаллов льда и с преимуществом, заключающимся в том, что имеется возможность избежать контакта ткани с любыми химикатами во время процесса препарирования. Более того, это не самый лучший способ для всех образцов. Оптимальная сохранность получалась только на образцах, в которых оставалась матрица ткани после завершения процесса сушки. Метод лиофильной сушки в сочетании с микроаналитическими исследованиями, вероятно, лучше всего применим к средам материалов, клеточным монослоям, изолированным клеткам и тонким жидким образцам. Высушенные в замороженном состоянии массивные материалы могут быть заполнены воском или смолой, и заполимеризовавшийся материал может нарезаться. Для анализа массивных объектов, по-видимому, лучше не использовать высушенные в замороженном состоянии объекты из-за возрастания размера области генерации рентгеновского излучения [295]. Метод лиофильной сушки, вероятно, не является наилучшим методом препарирования для анализа in situ межклеточных жидостей — такие исследования более правильно проводить при замораживании из гидратированного состояния. Метод лиофильной сушки биологических образцов для микроскопии и анализа является в общем эмпирическим процессом, и невозможно выработать правила, которые были бы применимы ко всем образцам, — для каждого образца требуется своя собственная процедура. Такие процедуры, вероятно, лучше описать после рассмотрения некоторых физико-химических аспектов замораживания и лиофильной сушки. Поэтому предлагается сначала рассмотреть некоторые теоретические аспекты лиофильной сушки и перейти к обсуждению некоторых практических аспектов, применимых ко всем образцам. Несмотря на то что о методе лиофильной сушки было уже много написано, недавно опубликованные статьи 442—445] содержат строгую теоретическую основу метода. [c.295]

Так как эти процедуры разработаны для микроанализа, то контраст от объекта обычно очень слабый. Тем не менее возможно ориентироваться при наблюдении клеток и тканей. При наличии небольшого опыта и с помощью сравнительных исследований, использующих материал, препарированный стандартным способом, может быть проведен анализ различных участков в клетке с пространственным разрешением 0,1—0,2 мкм. Процесс изотермической фиксации [457, 458] — разновидность высокотемпературного замораживания-замещения — использовался для фиксации биологического материала при относительно высоких температурах (253 К) без нарушения конфигурации льда или гидратированного состояния кристаллической матрицы. Несмотря на то что структурная сохранность оказывается достаточно хорошей, использование высоких концентраций Na l и DMSO в фиксирующей жидкости для получения необходимого согласованного локального прогиба помешало бы использованию этой методики в препарировании образцов для рентгеновского микроанализа. [c.304]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология