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超薄切片法は、試料を超薄切片と呼ばれる非常に薄いスライスに切断する方法であり、透過型電子顕微鏡(TEM) でさまざまな倍率で研究および記録できます。主に生物試料に使用されますが、プラスチックや軟質金属の切片も作成できます。標準電子顕微鏡の 50 ～ 125 kV の電子は 150 nm よりはるかに厚い生物材料を通過できないため、切片は非常に薄くする必要があります。最高の解像度を得るには、切片を 30 ～ 60 nm にする必要があります。これは、0.1 mm の太さの人間の髪の毛を直径に沿って 2,000 枚のスライスに分割するか、赤血球 1 個を 100 枚のスライスに切断するのとほぼ同じです。[1]
超薄切片法
標本の超薄切片は、「超薄切片作製装置」と呼ばれる特殊な器具を使用して作製されます。超薄切片作製装置には、ほとんどの生物学的超薄切片作製に用いられるダイヤモンド ナイフ、または最初の切片作製に用いられるガラス ナイフのいずれかが取り付けられています。超薄切片作製プロセスには、他にも多数の機器が関与します。標本ブロックの超薄切片作製領域を選択する前に、技術者は 0.5 ～ 2 μm の半薄切片または「厚切片」を調べます。これらの厚切片は調査切片とも呼ばれ、光学顕微鏡で観察して、標本の適切な領域が薄切片作製に適した位置にあるかどうかを判断します。50 ～ 100 nm の厚さの「超薄切片」は、TEM で観察できます。
超薄切片法で得られた組織切片は、ナイフの切断力によって圧縮されます。さらに、ブロックの切断面を干渉顕微鏡で観察すると、切片が平坦でないことがよくあります。包埋媒体としてエポンまたはベストパルを使用した場合、通常、隆起部と谷部の高さは 0.5 μm を超えず、通常の切片の厚さの 5～10 倍になります (1)。
調査する標本から少量のサンプルを採取します。標本は、動物や植物の組織などの生物学的物質、または岩石、金属、磁気テープ、プラスチック、フィルムなどの無機物質から採取できます。[3]サンプルブロックは、最初に1 mm×1 mmのサイズのブロック面を作成するためにトリミングされます。「厚い」セクション (1 μm) が光学顕微鏡で観察するために採取されます。TEM 用にセクションを作成する領域が選択され、ブロック面は、1 辺が 0.7 mm 以下のサイズに再度トリミングされます。ブロック面は通常、正方形、台形、長方形、または三角形です。最後に、ウルトラミクロトームを使用してガラスまたはダイヤモンドナイフで薄いセクションが切断され、ボートまたはトラフに保持された水にセクションが浮かんでおかれます。次に、セクションを水面から引き上げ、銅、ニッケル、金、またはその他の金属グリッドにマウントします。加速電圧が 50kV ～ 120kV の透過型電子顕微鏡の場合、理想的な切片厚は約 30 ～ 100 nm です。
進歩
1952 年、ウンベルト フェルナンデス モランは、同様の技術であるクライオ ウルトラミクロトミーを導入しました。これは、-20 ～ -150°C の凍結温度で行われます。クライオ ウルトラミクロトミーは、極薄の凍結生物標本を切断するために使用できます。より「伝統的な」ウルトラミクロトミー プロセスに対する利点の 1 つは、1 ～ 2 時間で標本を凍結して切断できるため、速度が速いことです。