透射电镜技术

(一)透射电镜 技术

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把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上,电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关,可形成明暗不同的影像,影像将在放大、聚焦后在成像器件(如荧光屏、胶片、以及感光耦合组件)上显示出来,形成可供肉眼观察的电子显微图像。

1.样品制备 在透射电镜技术中,样品制备是至关重要的环节之一,目前最常用的样品制备方法有负染色技术和超薄切片技术。由于超薄切片技术中的脱水、包埋等过程可能破坏外泌体的完整性,因此负染色技术得到更为广泛的推崇和应用。

(1)负染色技术:又称阴性染色术,是指通过重金属盐在样品四周堆积加强样品外周的电子密度,结果在图像中背景是黑暗的,样品呈“透明”光亮区,从而衬托出样品的形态和大小。

1)主要材料和设备:磷钨酸钠,1%戊二醛溶液,1×PBS,二级纯水,含碳支持膜的铜网。

2)操作流程:①用50μl 1×PBS重悬提取的外泌体沉淀物;②取5μl重悬液加在含碳支持膜的铜网上,在干燥的环境中充分吸附20 min;③滴加磷钨酸钠负染色剂;④用干净的镊子夹住网格置于1×PBS下清洗;⑤将网格转移至50μl的戊二醛溶液中放置5 min;⑥将网格转移至100μl的二级纯水中静置2 min,重复7次。

3)优缺点:操作简单,用时少,比较容易确认外泌体的存在。该法在非自然状态下成像,不能观察到外泌体的脂质双分子层,图像多变。

(2)超薄切片技术:应用超薄切片机制备可供透射电镜观察所用超薄切片的技术,包括取材、固定、脱水、浸透、包埋聚合、切片及染色等步骤。

1)主要材料和设备:2.5%戊二醛溶液,1%锇酸溶液,乙醇,丙酮,环氧树脂,0.1%柠檬酸铅,1×PBS;超薄切片机。

2)操作流程:①取材;②2.5%戊二醛溶液固定2 h;③1×PBS漂洗,1%锇酸溶液固定1 h;④1×PBS漂洗,乙醇脱水,丙酮脱水;⑤环氧树脂浸透,包埋聚合;⑥修块,超薄切片机切成厚度为10~100 nm 的薄片;⑦使用0.1%柠檬酸铅进行染色。

图示

图17-4 外泌体电镜图

3)优缺点:具有高对比度,可见外泌体的脂质双分子层。但操作复杂,耗时;无法测量外泌体直径。

2.注意事项

(1)需根据实际情况选择合适的放大倍数。

(2)样品制备是决定电镜图像质量好坏的关键步骤。

(3)形态观察具有主观性,对实验人员形态识别能力的要求较高。

3.透射电镜在外泌体鉴定中的应用 利用透射电镜进行外泌体形态观察,结果显示囊泡直径为30~100 nm,呈盘状(图17-4)。