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多分辨率相关聚焦离子束扫描电子显微镜:在细胞生物学中的应用。

Multi-resolution correlative focused ion beam scanning electron microscopy: applications to cell biology.

机构信息

Laboratory of Cell Biology, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, NIH, Bethesda, MD 20892, USA.

Department of Cell and Molecular Biology, Northwestern University, Chicago, IL 60611, USA.

出版信息

J Struct Biol. 2014 Mar;185(3):278-84. doi: 10.1016/j.jsb.2013.11.008. Epub 2013 Dec 1.

DOI:10.1016/j.jsb.2013.11.008
PMID:24300554
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3943650/
Abstract

Efficient correlative imaging of small targets within large fields is a central problem in cell biology. Here, we demonstrate a series of technical advances in focused ion beam scanning electron microscopy (FIB-SEM) to address this issue. We report increases in the speed, robustness and automation of the process, and achieve consistent z slice thickness of ∼3 nm. We introduce "keyframe imaging" as a new approach to simultaneously image large fields of view and obtain high-resolution 3D images of targeted sub-volumes. We demonstrate application of these advances to image post-fusion cytoplasmic intermediates of the HIV core. Using fluorescently labeled cell membranes, proteins and HIV cores, we first produce a "target map" of an HIV infected cell by fluorescence microscopy. We then generate a correlated 3D EM volume of the entire cell as well as high-resolution 3D images of individual HIV cores, achieving correlative imaging across a volume scale of 10(9) in a single automated experimental run.

摘要

在大视场中高效关联成像小目标是细胞生物学中的一个核心问题。在这里,我们展示了聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)在解决这个问题方面的一系列技术进展。我们报告了该过程在速度、稳健性和自动化方面的提高,并实现了一致的 z 切片厚度约为 3nm。我们引入了“关键帧成像”作为一种新方法,可以同时对大视场进行成像,并获得目标子体积的高分辨率 3D 图像。我们展示了这些进展在 HIV 核心的细胞质融合中间体成像中的应用。使用荧光标记的细胞膜、蛋白质和 HIV 核心,我们首先通过荧光显微镜生成 HIV 感染细胞的“目标图”。然后,我们生成整个细胞的相关 3D EM 体积以及单个 HIV 核心的高分辨率 3D 图像,在单个自动化实验运行中实现了跨 10^9 体积尺度的关联成像。

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