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Microscope électronique
Comment utiliser un microscope électronique ?
Notre expérience corporelle quotidienne nous apprend à mieux connaître le monde qui nous entoure. La vision joue un rôle important dans cette exploration de notre espace sensoriel. Avec l’aide d’un microscope électronique, nous avons la possibilité de découvrir des objets ou des éléments de plus en plus petits qui ne peuvent pas être visibles à l’œil nu.
On remarque également cette particularité sur l’innovante loupe éléctronique.
Dans ce guide Player-Top, vous allez découvrir le mode de fonctionnement de ce genre d’appareil ainsi que son utilisation.
Qu'est-ce qu’un microscope électronique ?
Le microscope électronique utilise un faisceau d'électrons pour créer une image de l'échantillon. Par rapport aux autres modèles de microscopes, ce genre d’appareil est capable de grossissements beaucoup plus élevés.
Le microscope électronique bénéficie d’un plus grand pouvoir de résolution qu'un microscope optique. Ceci lui permet de voir des objets beaucoup plus petits dans des détails plus fins.
Un microscope électroniquecomporte des pièces d'équipement importantes et coûteuses. Ces dernières sont généralement isolées dans une petite pièce spécialement conçue et nécessitant du personnel qualifié pour les faire fonctionner.
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Comment préparer les échantillons pour le microscope électronique ?
Les matériaux qui seront visualisés dans un microscope électronique nécessitent généralement un traitement pour produire un échantillon approprié.
Ceci est principalement dû au fait que tout l'intérieur d'un microscope électronique est sous vide poussé afin de permettre au faisceau d'électrons de se déplacer en ligne droite.
La technique requise varie en fonction de l'échantillon, de l'analyse requise et du type de microscope éléctronique wifi.
La cryofixation
C’est lacongélation rapide d'un échantillon. Généralement, cette congélation s’effectue à des températures d'azote liquide ou inférieur, de sorte que l'eau forme de la glace. Cette technique permet de préserver l'échantillon de manière instantané. Ainsi, il conserve son état de solution avec le minimum d'artefacts.
Un champ entier appelé microscopie cryoélectronique a dérivé de cette technique. Avec le développement de la microscopie cryoélectronique, il est maintenant possible d'observer pratiquement n'importe quel spécimen biologique proche de son état natif.
Pour voir les fonctionnalités des microscopes et jumelles éléctroniques, vous pouvez suivre ce lien et y découvrir les divers avantages d’en disposer.
La fixation
C’est le terme général utilisé pour décrire le processus de conservation d'un échantillon à un moment donné et pour empêcher toute nouvelle détérioration. Avec cette méthode, les éléments conservent le plus que possible leur état quand ils étaient vivants.
Dans la fixation chimique pour le microscope électronique, le glutaraldéhyde est souvent utilisé pour réticuler les molécules de protéines. Le tétroxyde d'osmium, quant à lui, est utilisé pour préserver les lipides.
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La déshydratation
C’est élimination de l'eau des échantillons. L'eau est généralement remplacée par des solvants organiques tels que l'éthanol ou l'acétone. Ces substances servent de tremplin pour le séchage total des échantillons SEM.
On peut également appliquer d’autres techniques comme l'infiltration avec la résine et l'enrobage ultérieur pour les échantillons TEM.
L’enrobage
Il s’agit de l’infiltration du tissu avec de la cire. C’est une méthode pratique pour la microscopie optique. Quant à la résine, on utilise pour le microscope électronique. On peut citer différents types de résine comme l'araldite ou LR White.
Ces substances peuvent être polymérisées en un bloc durci pour la section suivante.
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Le sectionnement
On parle ici de la production de fines tranches de l'échantillon. Les sections peuvent avoir une épaisseur de quelques micromètres, mais pour la microscopie électronique, elles doivent être très minces de sorte qu'elles soient semi-transparentes aux électrons, typiquement autour de 90 nm.
Ces coupes ultra-minces pour la microscopie électronique sont découpées sur un ultramicrotome avec un couteau en verre ou en diamant.
Les couteaux de verre peuvent facilement être fabriqués en laboratoire et sont beaucoup moins chers que le diamant, mais ils s’émoussent très rapidement et doivent donc être remplacés fréquemment.
La coloration
Pour la coloration, on utilise des métaux lourds tels que le plomb et l'uranium pour disperser les électrons d'imagerie et donner ainsi un contraste entre différentes structures. En effet, de nombreux matériaux sont presque « transparents » au faisceau d'électrons.
En colorant les échantillons avec des métaux lourds, vous allez pouvoir ajouter une densité d'électrons qui entraîne plus d'interactions entre les électrons dans le faisceau primaire et ceux de l'échantillon.
Ceci fournit à son tour un contraste dans l'image résultante. En biologie, les spécimens peuvent être colorés « en bloc » avant d'être noyés et/ou plus tard, directement après la coupe, par une brève exposition des coupes aux solutions des taches de métaux lourds.
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La fracture-gel et la congélation-mordançage
Il s’agit d’une méthode de préparation particulièrement utile pour examiner les membranes lipidiques et leurs protéines incorporées en vue « face sur ». On passe à la congélation rapide et la cryofixation de la suspension de tissus frais ou de cellules.
Les éléments seront par la suite fracturés en cassant ou en utilisant un microtome tout en maintenant à la température de l'azote liquide.
La surface froide et fracturée est généralement « attaquée » en augmentant la température à environ -95 °C pendant quelques minutes pour laisser de la glace de surface se sublimer et révéler des détails microscopiques.
Pour le MEB, l'échantillon est fin prêt pour l'imagerie. Pour le TEM, il peut ensuite être ombragé par rotation avec du platine évaporé à faible angle, avec une température d’environ 6 ° dans un évaporateur sous vide poussé.
Une seconde couche de carbone, évaporée perpendiculairement au plan de surface moyenne, est généralement réalisée pour améliorer la stabilité du revêtement de réplique. Par la suite, l'échantillon est ramené à la température et à la pression ambiante.
Une fois que c’est fait, la réplique métallique « ombrée » extrêmement fragile de la surface de fracture est libérée du matériel biologique sous-jacent par une digestion chimique minutieuse. Ceci est réalisé avec des acides, une solution d'hypochlorite ou un détergent SDS.
La réplique flottante est soigneusement lavée des produits chimiques résiduels, soigneusement recueillie sur une grille EM, séchée puis visualisée dans le TEM.
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Le sputter coating
Il s’agit d’un revêtement ultramince de matériau électriquement conducteur, déposé par le revêtement sous vide faible de l'échantillon.
Cette technique empêche l’électron de se charger avec l'accumulation de champs électriques statiques due à l'irradiation électronique requise pendant l'imagerie.
Le sputter coatingaugmente également la quantité d'électrons secondaires qui peuvent être détectés à partir de la surface de l'échantillon dans le SEM. Il améliore également le rapport signal sur bruit.
Vous avez le choix entre différents revêtements comme l'or, l'or/palladium, le platine, le chrome et bien d’autres éléments.
