Methods of Preparation for Electron Microscopy: An Introduction for the Biomedical Sciences

در سال 1939، زمانی که آزمایشگاه اپتیک الکترونی زیمنس و هالسکه شروع به ساخت اولین میکروسکوپ‌های الکترونی کرد، متخصصان بیولوژیکی و پزشکی ابزار غیرمنتظره‌ای را در اختیار داشتند که بیش از وضوح تصویر میکروسکوپ نوری را بیش از حد مجاز می‌دانست. صد برابر کاربرد فوری و گسترده این ابزار جدید به دلیل مشکلات شدید ذاتی در آماده سازی نمونه برای بررسی ساختارهای سلولی پیچیده شد. میکروتکنیک‌های بکار رفته در میکروسکوپ نوری دیگر کاربردی نبودند، زیرا حتی نازک‌ترین لایه‌های پارافین نیز نمی‌توانستند توسط الکترون‌ها نفوذ کنند. بسیاری از پژوهشگران بیولوژیکی و پزشکی با صلاحیت ابراز نگرانی کردند که اجسام در خلاء بالا به دلیل کم آبی کامل اصلاح می شوند و انرژی الکترون جذب شده در نهایت باعث تخریب ستون فقرات کربن اولیه می شود. همچنین سوال برانگیز به نظر می رسید که آیا امکان تهیه مقاطع نازک تقریباً 0.5 11 متری از نمونه های بیولوژیکی ناهمگن وجود دارد یا خیر. بنابراین، ناگهان یک ابزار کاملاً منحصر به فرد در اختیار داشت که در مقایسه با میکروسکوپ نوری، وضوح 10-100 برابر بالاتر را می داد، اما یک روش آماده سازی مناسب وجود نداشت. این نگرش شک‌آمیز نسبت به کاربرد میکروسکوپ الکترونی در زیست‌شناسی و پزشکی به طور همزمان توسط نظر کلی شیمی‌دانان کلوئیدی تأیید شد، که فرض کردند در ناحیه زیر میکروسکوپی ساختارهای زنده هیچ بلوک ساختمانی پایداری وجود ندارد که بتوان با این دستگاه آشکار کرد. p>

In 1939, when the electron optics laboratory of Siemens & Halske Inc. began to manufacture the first electron microscopes, the biological and medical profes­ sions had an unexpected instrument at their disposal which exceeded the reso­ lution of the light microscope by more than a hundredfold. The immediate and broad application of this new tool was complicated by the overwhelming prob­ lems inherent in specimen preparation for the investigation of cellular struc­ tures. The microtechniques applied in light microscopy were no longer appli­ cable, since even the thinnest paraffin layers could not be penetrated by electrons. Many competent biological and medical research workers expressed their anxiety that objects in high vacuum would be modified due to complete dehydration and the absorbed electron energy would eventually cause degrada­ tion to rudimentary carbon backbones. It also seemed questionable as to whether it would be possible to prepare thin sections of approximately 0. 5 11m from heterogeneous biological specimens. Thus one was suddenly in posses­ sion of a completely unique instrument which, when compared with the light microscope, allowed a 10-100-fold higher resolution, yet a suitable preparation methodology was lacking. This sceptical attitude towards the application of electron microscopy in bi­ ology and medicine was supported simultaneously by the general opinion of colloid chemists, who postulated that in the submicroscopic region of living structures no stable building blocks existed which could be revealed with this apparatus.