生物样本透射电镜_生物样本TEM测试

简介

透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope, TEM)是一种高分辨率的成像工具,其分辨率最高可达0.1-0.2 nm,是研究生物样本超微结构的核心手段。在生物科学研究领域,TEM可用于观察细胞的整体形态及亚细胞结构,包括(植物)细胞壁、细胞膜、细胞核以及各类细胞器的形态变化;同时,可用于分析外源物质(如病原微生物、纳米颗粒等)与细胞的相互作用,包括外源物质的进入方式、在细胞内的分布情况,以及细胞在外界刺激下的生物学反应(如自噬、凋亡、坏死等)。


本测试项目主要用于分析生物样品(如细胞、生物组织)的内部形貌。实验流程包括样品的包埋、超薄切片、染色等前处理工序,最终通过透射电镜对样品的内部组织形貌进行观察。


**预约前须知及前处理要求**


**1. 样品提供要求**

请提供新鲜且迅速取材的细胞或组织样本,置于1.5 ml尖底离心管中。加入预冷的固定液(终浓度为2.5%戊二醛和2%多聚甲醛),固定液量需覆盖样品的4/5管身,确保样品完全浸没。样本需在4°C环境下固定12小时或过夜后寄送,寄送时请勿弃掉固定液。


**2. 具体取材与固定方法**

*   **细胞类样本:** 细胞数量需在$10^6$以上。使用新鲜培养液收集细胞,通过细胞刮刀刮取或酶消化法获取。加入预冷的固定液(终浓度为2.5%戊二醛和2%多聚甲醛)固定30分钟,随后以1500-3000 rpm离心5-10分钟。收集管底沉淀(量约为黄豆或绿豆粒大小),弃去上清液,沿管壁缓慢加入4°C的新鲜固定液,置于4°C冰箱过夜。

*   **组织类样本:** 需新鲜取材且位置准确。组织块大小尽量控制在1-2mm³(长1-5mm×宽1mm×高1mm)。离体后请立即投入4°C预冷的固定液中,随后置于4°C冰箱固定过夜。

*   **细菌类样本:** 吸取OD值在0.5-0.8之间的培养物,加入预冷的固定液(终浓度为2.5%戊二醛和2%多聚甲醛)固定30分钟,随后以3000-5000 rpm离心5-10分钟。弃去上清液,收集管底菌体沉淀(量约为黄豆大小)。可用预冷的pH 7.2 PB缓冲液洗涤1-2次,弃去上清液后,沿管壁缓慢加入4°C预冷的固定液,置于4°C冰箱过夜。


**3. 其他注意事项**

*   **样本标识:** 样本编号请使用清晰的字母或数字标记,并确保样本量充足。

*   **容器要求:** 细胞、细菌、真菌类样品必须使用尖底离心管,固定液量请严格参考要求。

*   **特殊需求:** 若样品性质特殊,需要特定的固定或前处理方式,请在预约前与技术人员沟通确认。


常见问题

1、 为什么通过光镜(免疫荧光等)和分子实验(ELISA/WB等)观察到自噬、凋亡等现象,摸索出信号最强的时间点取材,结果电镜下细胞不是结构烂就是没有期待的结构呢?可能的原因有哪些? 答:光镜和分子水平的变化与超微结构变化不完全平行!是基本上从来都不准确同步的,所以已经做了其他实验后想来看自噬和凋亡的,不一定能看到,铁死亡、外泌体等都有这个问题。 可能的原因有: 1.光镜分辨率不够,看上去阳性的东西,可能根本不在预期结构上。比如,线粒体相关的某标记物,光镜下看到胞质里阳性颗粒很多了,结果电镜下完全没有。精细实验后发现标记的其实是某些溶酶体。 2.生理或病理过程本身的原因。比如有老师来看凋亡,给了荧光照片,胞核标记物超级清楚,结果电镜下细胞很烂。也有给了WB结果,选的阳性最强的时段取材,结果电镜下细胞完好。他们都是同一板细胞分取的。可能分子结果反映的是表达没有,表达了不见得正在发挥作用,形态还是好的。荧光都看到了,那细胞崩裂已经开始,镜下就好不了。 2、 动物普通组织取材、送样 取材原则:切薄并尽快投入固定液;注意下述要求。 1. 请尽快固定。动物组织最好在离体后1 min内开始固定。 2. 非灌注的组织,厚度不超过4 mm,请用恰当方式(比如切宽薄片)体现位置和层次关系。尽量不要事先切成很小的颗粒。 3. 请用锋利薄刀片切组织,朝一个方向划,不要来回切割,不要挤压、拉扯。 4. 含有食物残渣(如消化道)、大量血液(如心肌)或其它黏附物(如乳腺等)的组织,请用生理盐水快速漂洗,再投入固定液。 5. 请保证固定液量充足。固定液和组织的体积比不小于20 : 1。 6. 最初的30 min以后,最好在4 ℃的固定液中浸泡,严禁结冰(太靠近冰箱后壁或冰袋运输都可能使组织结冰。冬季宁可常温送样)。 备注: (1)组织尺寸和容器关系(只装一个的参考标准): 芝麻到绿豆大小(如小鼠肾上腺):请用1.5 ml EP管; 黄豆大小(小鼠肾脏):请用5 ml离心管; 铺展面积类似蚕豆大小的组织片:请用平底的25 ml广口瓶; (2)每个容器含有N个组织时:容器体积要适当增大,组织不要相互挤压变形。 3、 培养细胞常规简易取材、送样? 1. 最好刮取细胞,收集在离心管中,1500 rpm离心5 ~ 10 min(该参数可按自己的经验调整,目的是不损伤细胞结构的情况下去掉培养液成分)。 2. 弃上清,加入固定液重悬细胞。 3. 细胞悬液尽快(1分钟内,久了离心难以紧固)转移至1.5 ml尖底EP管,立即以10000 r/min离心12 min(该参数适用于一般小型台式离心机,不可随意更改,务必使细胞离紧不散);离紧后的细胞约半颗绿豆大小,切不可太大。 4. 静置15 min,然后小心弃上清,再沿管壁缓慢加入室温或4 ℃固定液(不可冲击、吹散细胞)。 5. 在4 ℃保存或运输。严禁结冰(太靠近冰箱后壁或冰袋运输都可能使组织结冰。冬季宁可常温送样)。 备注: (1)对细胞表面结构没有特殊观察要求的动物细胞,均可按本法操作,比如精子、血液、脱落细胞等。薄壁细菌也可按本法处理。 (2)观察细胞连接的实验,严禁用消化的方法收集细胞。 (3)不耐受高速离心的样品,请以悬液送样。尽可能装满,以减少运输途中的震荡。 (4)厚壁真菌等离心紧固后不易渗透的样品,也请以悬液送样,要求同上。 4、 固定液类型及介绍? 大多数动物组织和培养细胞,提供2%多聚甲醛-2.5%戊二醛固定液。专门观察神经髓鞘的,提供3%戊二醛+Plus辅剂(临用前5 min内混合);观察厚壁真菌或细菌芽孢等,提供K-T固定液。具体根据样本类型选择合适的固定液,并非完全统一。 以下是改写内容: **1. 关于光镜/分子实验结果与电镜超微结构不一致的问题** 在实际研究中,通过光学显微镜(如免疫荧光等)或分子生物学实验(如ELISA、Western Blot等)观察到自噬、凋亡等现象,并据此选取信号最强的时间点进行取材,但在透射电镜(TEM)下却可能观察到细胞结构破坏严重或缺乏预期的超微结构。这种情况在铁死亡、外泌体等研究中也较为常见。 其主要原因在于:光镜/分子水平的变化与超微结构的改变并不完全平行,两者在时间与空间上往往不具备严格的同步性。具体分析如下: (1)分辨率差异:光镜的分辨率有限,荧光阳性信号并不一定对应于预期的超微结构。例如,某种线粒体相关标记物在光镜下显示胞质内有大量阳性颗粒,但电镜下并未发现相应结构,经精细实验证实,该标记物实际上定位在某些溶酶体中。 (2)生理或病理过程的动态特性:分子表达量与形态学改变之间存在时间差。例如,WB结果显示蛋白表达量在某一时间点达到峰值,但此时细胞形态可能依然完好,因为蛋白的表达并不意味着其已发挥生物学功能并引起形态改变。反之,当荧光标记物清晰可见时,细胞可能已经进入崩裂阶段,导致电镜下观察到结构严重受损。 **2. 动物普通组织取材与送样要求** 取材原则:组织应切薄并尽快投入固定液中。具体要求如下: (1)固定时效:组织离体后,建议在1分钟内开始固定。 (2)组织尺寸:非灌注组织厚度应控制在4 mm以内。请通过切宽薄片等方式明确组织的位置和层次关系,尽量避免将组织预先切成细小颗粒。 (3)操作规范:使用锋利薄刀片进行切割,沿单一方向划切,严禁来回切割,避免对组织产生挤压或拉扯。 (4)预处理:含有食物残渣(如消化道)、大量血液(如心肌)或其他黏附物(如乳腺)的组织,在投入固定液前,请先用生理盐水快速漂洗。 (5)固定液用量:确保固定液量充足,固定液与组织的体积比应不低于 20:1。 (6)保存温度:组织在最初固定30分钟后,建议置于4 ℃固定液中浸泡。严禁组织结冰(避免靠近冰箱后壁或使用冰袋直接接触),冬季送样可选择常温运输。 备注: - 容器选择参考(单件组织): - 芝麻至绿豆大小(如小鼠肾上腺):使用1.5 ml EP管; - 黄豆大小(如小鼠肾脏):使用5 ml离心管; - 蚕豆大小的组织片:使用平底25 ml广口瓶。 - 若一个容器中放置多个组织,请相应增大容器体积,确保组织之间无挤压变形。 **3. 培养细胞常规简易取材与送样流程** (1)细胞收集:建议采用刮取法收集细胞至离心管中,以1500 rpm离心5~10 min(该参数可根据实际经验微调,旨在去除培养液成分且不损伤细胞结构)。 (2)固定预处理:弃上清液,加入固定液重悬细胞。 (3)离心沉淀:将细胞悬液尽快(1分钟内)转移至1.5 ml尖底EP管中,立即以10,000 r/min离心12 min(此参数适用于一般小型台式离心机,请勿随意更改,确保细胞离心紧固)。离心后的细胞沉淀体积约半颗绿豆大小,不可过多。 (4)更换固定液:静置15 min后,小心弃去上清液,沿管壁缓慢加入室温或4 ℃固定液,避免液体冲击导致细胞沉淀吹散。 (5)保存与运输:于4 ℃保存或运输。严禁结冰(避免靠近冰箱后壁或使用冰袋直接接触),冬季送样可选择常温运输。 备注: - 适用范围:对细胞表面结构无特殊观察要求的动物细胞(如精子、血液、脱落细胞等)及薄壁细菌均可采用此方法。 - 禁忌事项:观察细胞连接(Cell Junction)的实验,严禁使用消化法收集细胞。 - 特殊样本:不耐受高速离心的样品,请以悬液形式送样,并尽可能装满容器以减少运输震荡。 - 渗透性差样本:厚壁真菌等离心紧固后不易渗透的样品,请以悬液形式送样。 **4. 固定液类型及选择** 根据样本类型选择合适的固定液,并非统一使用。常见方案如下: - 通用方案:大多数动物组织和培养细胞使用 2%多聚甲醛-2.5%戊二醛固定液。 - 神经髓鞘观察:使用 3%戊二醛 + Plus辅剂(临用前5 min内混合)。 - 厚壁真菌或细菌芽孢:使用 K-T固定液。