Биологические материалы, рентгеновский анализ

Преимущества исследования и анализа замороженных объектов в растровой электронной микроскопии и рентгеновском микроанализе обсуждались в работах [200, 276, 277]. Основными проблемами, связанными с низкотемпературным способом нанесения покрытий, являются проблемы загрязнения и поддержания температуры образца ниже 143 К в процессе нанесения покрытия. Основным источником загрязнений являются остаточные пары воды, которые легко взаимодействуют с металлами при нанесении покрытия. Как было установлено [300], если только не соблюдать меры предосторожности в процессе нанесения покрытия, испаряемый алюминий осаждается в виде серого зернистого слоя на тонкие срезы замороженного биологического материала, находящиеся при температуре ниже 123 К-Подобное явление иногда наблюдалось при нанесении покрытия из золота на поверхность разлома замороженного массивного материала. Такие эффекты полностью исключаются, если нанесение покрытия происходит в устройстве, соединенном с микроскопом через шлюз [301—303, 295]. [c.211]

Как указывалось ранее, биолог должен выбрать компромисс между свойствами образца и условиями, в которых должен проводиться анализ. Оказывается, компромисс за счет рабочих характеристик приборов дает малый выигрыш, и это означает, что мы должны внимательно рассматривать способы препарирования биологического материала. Большая часть разработанных процедур основывается на методах, используемых в просве-чиваюш,ей электронной микроскопии. Это неоптимальное наследие, так как просвечивающая электронная микроскопия полагается на адекватную сохранность макромолекул, в то время как в рентгеновском микроанализаторе определяются элементы и он, таким образом, лучше всего подходит для анализа неорганических материалов. Тщательные исследования, проведенные в работе [184], показывают, что на всех этапах стандартных гистологических методов имеют место огромная потеря и перераспределение почти всех элементов. Потеря вещества также далеко неоднородна, например, большое количество калия удаляется, а количество удаляемого фосфора различно и зависит от строения ткани. Концентрации элементов, которые могут быть введены в ткань в процессе препарирования, должны быть одинаковы. Методы препарирования при рассмотрении делятся на две группы (проводимые при обычной температуре и проводимые при низкой температуре) и представлены в поряде проведения процедуры препарирования от лживого объекта до образца, исследуемого внутри рентгеновского микроанализатора. Мы кратко обсудим высокотемпературный метод препарирования — микроозоление . Для достижения необходимого представления о состоянии и перспективе методов препарирования мы в первую очередь рассмотрим виды аналитических исследований в применении к биологическим системам, типы исследуемых образцов, а также стратегию и критерии препарирования. [c.267]

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]

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]

Рентгеновская эмиссионная спектроскопия [108] является методом анализа, позволяющим количественно определять и идентифицировать некоторые элементы, присутствующие в биологическом материале в большом количестве, причем исследуемый материал при этом не разрушается. Рентгеновский микроанализ с применением электронно-лучевого зонда используют для определения количества и местоположения некоторых элементов in situ. Разрешение анализа позволяет применять его по отношению к отдельным бактериальным клеткам и спорам [112]. Этот метод также требует сложного оборудования и специальной подготовки персонала, поэтому он доступен обычно лишь научно-исследовательским лабораториям. [c.368]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология