体積電子顕微鏡

体積電子顕微鏡法（Volume EM）は、厚さが500 nmを超えるサンプルの3D再構成を生成するために使用される電子顕微鏡法です。電子顕微鏡の初期の役割は、2次元スライス（TEM）または試料表面（二次電子を用いたSEM）のイメージングでしたが、サンプルの深さ方向にもますます拡大しています。^{[ 1 ]}これらの体積EMワークフローの初期の例は、サンプルを連続的に切断した断面のTEM画像を単純に積み重ねることでした。次の発展は、 異なる傾斜角で撮影された一連の画像の逆投影による厚いセクション（200～500 nm）の体積の仮想再構成、つまりTEMトモグラフィーでした。^{[ 2 ]}

TEMトモグラフィー（z軸方向にマイクロメートルまたはミリメートル）よりも深い体積EMデータセットを取得するには、サンプル深さ全体にわたって撮影された一連の画像を使用できます。たとえば、上記のように連続切片のリボンをTEMで画像化できます。より厚い切片を使用する場合は、連続TEMトモグラフィーを使用してz分解能を上げることができます。最近では、SEMアレイ断層撮影として知られるシリコンウェーハ上に収集されたより大きな一連の切片の後方散乱電子（BSE）画像を取得できます。^{[ 3 ] [ 4 ]}別のアプローチは、各切片を取り除いた後に、切片の代わりにブロック表面を画像化するためにBSE SEMを使用することです。この方法では、SEMチャンバーに設置された超ミクロトームによりワークフローの自動化を高めることができます。試料ブロックをチャンバーにロードし、システムをプログラムしてサンプルを連続的に切断して画像化します。これは、連続ブロック面SEMとして知られています。^{[ 5 ]}関連する方法では、超ミクロトームの代わりに集束イオンビームミリングを使用して切片を除去します。これらの連続イメージング法では、出力は基本的に試料ブロックを通る一連の画像であり、デジタル的に順次整列させてボリュームEMデータセットに再構築することができます。これらの方法で利用可能なボリュームが増加したことで、電子顕微鏡の能力が拡大し、脳内の神経接続のマッピング^{[ 1 ]や細胞小器官間の膜接触部位[ 6 ]}など、新たな疑問に取り組むことができるようになりました。^{[ 7 ]}