
摘要
顯微CT在生物軟組織成像中常面臨對比度不足的問題,臨界點干燥是提升圖像質量的關鍵前處理步驟。本文系統介紹該技術的操作流程,并結合昆蟲肌肉、腦部及幼蟲器官三大案例,為相關領域研究者提供可復用的實驗方案。
顯微CT成像的挑戰與突破
傳統的顯微CT成像對骨骼、牙齒等高密度結構表現出色,但對于軟組織結構,由于低原子序數元素的弱吸收特性,成像對比度常不理想。臨界點干燥技術通過溫和去除樣本中的液體,最大程度減少組織收縮與變形,顯著提升信噪比,是獲取高質量三維重建數據的必備步驟。
三大案例展示臨界點干燥的實際應用
案例一:書蝎肌肉系統顯微CT成像方法
樣本類型
物種:書蝎(Neobisium sp.)
目標:肌肉系統三維結構可視化

Courtesy of Elisabeth Lipke and Dr. Peter Michalik, University of Greifswald, Germany.
推薦標準化實驗流程
(基于Leica EM CPD300)
1
樣本裝載
使用微孔樣本罐,置于“濾片與多孔罐支架”中。
2
固定與脫水
70% 乙醇中固定,過夜
乙醇梯度脫水:
? 80% 乙醇,10分鐘
? 90% 乙醇,10分鐘
? 96% 乙醇,10分鐘
? 100% 乙醇,2次,每次10分鐘
3
染色
使用1% 碘乙醇溶液(溶于100%乙醇)過夜染色
100% 乙醇沖洗2次,每次10分鐘
4
臨界點干燥
使用Leica EM CPD300全自動程序處理

5
掃描
干燥樣本粘附于樣品臺上
使用X射線顯微CT系統掃描
案例二:蒼蠅腦部神經結構顯微CT成像方法
樣本類型
物種:綠頭蒼蠅(Lucilia caesar)
目標:腦部神經解剖結構三維重建

Courtesy of Elisabeth Lipke and Dr. Peter Michalik, University of Greifswald, Germany.
推薦標準化實驗流程
(基于Leica EM CPD300)
1
樣本裝載
樣本單獨放置于“節肢動物支架”的腔室中。
2
固定與脫水
Bouin固定液過夜固定
0.1 M磷酸緩沖液(含1.8%蔗糖,pH 7.2)沖洗3次,每次10分鐘
乙醇梯度脫水:
? 60%、70%、80%、90%、96%、100%乙醇,每步10分鐘
? 100%乙醇重復2次
3
染色
1% 碘乙醇溶液過夜染色
100% 乙醇沖洗2次,每次10分鐘
4
臨界點干燥
使用Leica EM CPD300全自動程序處理

5
掃描
干燥樣本粘附于樣品臺上
使用X射線顯微CT系統進行高分辨率掃描
案例三:紅血蟲幼蟲器官系統顯微CT成像方法
樣本類型
物種:搖蚊幼蟲(紅血蟲)
目標:幼蟲內部器官系統三維重建

Courtesy of Elisabeth Lipke and Dr. Peter Michalik, University of Greifswald, Germany.
推薦標準化實驗流程
(基于Leica EM CPD300)
1
樣本裝載
樣本單獨放置于“節肢動物支架”腔室中。
2
固定與脫水
2.5% 戊二醛(溶于0.1 M磷酸緩沖液)過夜固定
0.1 M磷酸緩沖液(含1.8%蔗糖,pH 7.2)沖洗3次,每次10分鐘
乙醇梯度脫水:
? 60%、70%、80%、90%、96%、100%乙醇,每步10分鐘
? 100%乙醇重復2次
3
染色
1% 碘乙醇溶液過夜染色
100% 乙醇沖洗2次,每次10分鐘
4
臨界點干燥
使用Leica EM CPD300全自動程序處理
5
掃描
干燥樣本粘附于樣品臺上
使用X射線顯微CT系統掃描
技術總結
以上三種方法均采用:
標準化乙醇梯度脫水
碘乙醇染色增強對比
Leica EM CPD300全自動干燥
顯微CT系統掃描
流程可根據樣本硬度、大小與結構復雜度進行微調,適用于絕大多數昆蟲及軟體生物樣本的顯微CT前處理。
儀器推薦:Leica EM CPD300
全自動操作,溫控精準,樣本放進去就不用管了,簡直是實驗室的“干燥神器”!
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