以电子显微镜观察活体单元的方法技术

本发明专利技术是有关一种以电子显微镜观察活体单元的方法，包含有下列步骤：Ａ．于一电子显微镜内的样品腔室中提供一活体环境，该活体环境内具有至少一活体单元及预定环境条件，可使该活体单元维持其基本生理功能，且该活体环境具有彼此相对的观窗口，该活体单元具有二种以上的对象分别可承受不同的临界电荷密度；Ｂ．以预定强度的粒子束透过该对观窗口照射于该活体单元于预定区域以及预定时间，并于该电子显微镜的成像装置上成像；其中，照射于被观测对象上的电荷密度是小于或等于该活体单元被照射区域中被观测对象的临界电荷密度。通过此可在不损伤活体单元的情形下，以电子显微镜来对活体单元进行观察。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是与电子显微镜的操作技术有关，特别是指一种。
技术介绍
现有技术中，在操作电子显微镜来观察物体时，通常是受限于电子显微镜内的样品腔室的真空环境，使得待观察的物体必须为非挥发性的固体方能进行观察。若是挥发性物体，例如液态或气态的流体物质，在置入真空样品腔室后会产生的大量气体，不仅会造成电子束无法通过物体进行绕射或成像的实验，亦会导致显微镜电子枪等高真空区域的真空度下降或造成污染，而损坏电子显微镜。由上可知，受限于真空环境的限制，传统电子显微镜只能在其样品腔室内观察固态物质的结构，或观察干燥脱水后的细胞，细菌，病毒等等生物组织，并不能观察流体样品或流体环境中具有生理功能的细胞，细菌，病毒等等，当然更无法在一大气压的流体环境下观察细胞核内DNA转录(transcription)RNA、RNA转译(translation)蛋白质(protein)、细胞质内微管体(microtubules)等生化反应过程，以及神经肌肉接合(neuromuscular junction)处的传导生理(physiology oftransduction)机制等等生命现象过程。此外，活体细胞或活体组织在受到放射线或电子束照射于一定的电荷密度(强度×照射时间)时，当该电荷密度大于活体细胞或活体组织可承受的临界电荷密度时，该活体细胞或活体组织即死亡或失能，而无法维持原有的功能。过大的电荷密度甚至会破坏该活体细胞或该活体组织，使其分解。因此，必须有一种装置可在其内部置入活体细胞或活体组织，并可将该装置置入于电子显微镜的样品腔室内进行观察，而其操作方法必须避免上述可能伤害活体细胞或活体组织的情形发生。有鉴于此，本案专利技术人乃经过不断的试作与实验后，终于发展出本方法，而可解决前述问题，达到观察活体细胞或其它种活体的目的。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种，其可在一活体环境下，以电子显微镜来对该活体环境内的活体单元进行观察，其中该活体单元可为活体细胞，或活体组织，或活体细胞内的物质，或活体细胞与活体细胞间的物质。本专利技术的次一目的在于提供一种，其可在不损伤欲观察的活体单元(或不使其失能)的情形下，以电子显微镜来对活体单元进行观察。为了达成前述目的，依据本专利技术所提供的一种，包含有下列步骤A.于一电子显微镜内的样品腔室中提供一活体环境，该活体环境内具有至少一活体单元及预定环境条件，该环境条件是指可使该活体单元维持其基本生理功能，且该活体环境的上下方具有彼此相对的至少一对观窗口，该活体单元具有二种以上的对象分别可承受不同的临界电荷密度；B.以预定强度的粒子束透过该对观窗口照射于该活体单元于预定区域以及预定时间，并于该电子显微镜的成像装置上成像；其中，该粒子束的预定强度与该预定时间的乘积即为预定电荷密度，该预定电荷密度小于或等于该活体单元被照射区域中被观测对象的临界电荷密度。通过由本专利技术的技术，不仅可让使用者操作电子显微镜来观察活体单元，并可在不损伤活体单元的情形下，以电子显微镜来对活体单元进行观察。附图说明为了详细说明本专利技术的构造及特点所在，兹举以下的一较佳实施例并配合图式说明如后，其中图1是本专利技术一较佳实施例的第一操作示意图；图2是本专利技术一较佳实施例的原理说明图，显示使用能量滤镜的操作状态；图3是本专利技术一较佳实施例的第二操作示意图；图4是本专利技术一较佳实施例的活体环境另一结构示意图；图5是本专利技术一较佳实施例的第三操作示意图；图6是本专利技术一较佳实施例的第四操作示意图。主要组件符号说明11，11’活体环境12，12’观窗口15缓冲层16外孔 18活体单元181对象181’粗糙内质网 181”平滑内质网 181高基氏体182粒腺体 19环境条件21薄膜90电子显微镜91样品腔室EE粒子束 具体实施例方式如图1至图3所示，本专利技术第一较佳实施例所提供的一种，主要包含有下列步骤A.于一电子显微镜90内的样品腔室91中提供一活体环境11，该活体环境11内部具有至少一活体单元18以及预定环境条件19，该环境条件是指可使该活体单元维持其基本生理功能的生理环境，例如可为预定压力的气体，或预定压力的蒸气，或预定压力的液体，或其混合物，该活体环境11于本实施例中是可为一盒体，且该活体环境11的顶面以及底面具有彼此相对的至少一对观窗口12，各该观窗口12于本实施例中是为一开口，其口径介于5μm-100μm之间。该活体环境11更于其上下方分别形成一缓冲层15，一对外孔16分别形成于上方缓冲层15的顶部以及下方缓冲层15的底部，该对外孔16是与该对观窗口12同轴。该活体单元18具有二种以上的对象181分别可承受不同的临界电荷密度，当所承受的电荷密度大于各该对象181所对应的临界电荷密度时，该对象181即失能或死亡，此处的失能是指无法再发挥其原有的功能，例如染色体失能即无法再进行细胞分裂。又，在成像时，本实施例中可使用暗视野(Dark field)成像、微分干涉差(Differential Interference Contrast，DIC)、与高感光影像板(Imageplate，IP)成像等技术，可在极短的曝光时间条件，取得到高清晰的影像，可避免前述活体单元18及其内部对象181不致因粒子束的照射而失能或死亡。同时亦可排除细胞因布朗运动(Brownian Motion)所产生失焦的问题。此外亦可使用环状暗视野(annular dark-field detector，ADF)与高角度环状暗视野(high-angle annular dark-field detector，HAADF)成像技术结合能量滤镜(Energy Filter)，或者是电子能损谱(Electron energy loss spectroscopy，EELS)分析器，以检索预定的粒子能量E1来成像，可达到更高解析的成像效果，例如可滤除不是来自于取像截面A-A(示于图2)所散射的粒子能量、滤除活体单元样品的背景信号(例如水分子的背景噪声)以增加影像清晰度、以及追踪特定散射能量的粒子，而使用能量滤镜的状态是如图2所示。B.以预定强度的粒子束EE透过该对外孔16及该对观窗口12照射于该活体单元18于预定区域以及预定时间，并于该电子显微镜90的成像装置(图中未示)上成像。其中，该粒子束EE的预定强度与该预定时间的乘积即为预定电荷密度，该预定电荷密度小于或等于该活体单元18被照射区域中被观测对象181的临界电荷密度。本实施例中，可照射多次而于预定次数(例如30-50次)，每次均照射预定区域以及预定时间并成像，该预定次数照射的电荷密度相加并扣除掉该环境条件所中和掉的电荷密度后，仍必须小于或等于该活体单元18被照射区域中被观测对象181的临界电荷密度。图3中的A区域是针对细胞内的粗糙内质网181’进行观察，而图3中的B区域则具有平滑内质网181”以及高基氏体181二种对象而可同时观察。当照射区域中有二以上的被观测对象181时，亦需控制该相加后的电荷密度并扣除掉该环境条件所中和掉的电荷密度后，仍小于或等于该活体单元18被照射区域中可承受最小临界电荷密度的对象181所对应的临界电荷密度。例如，欲观察一细胞中的粒腺体182(图3中的C区域)，则其相加后的照射的电荷密度并扣除掉该环境条件所中和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以电子显微镜观察活体单元的方法，其特征在于，包含有下列步骤：Ａ．于一电子显微镜内的样品腔室中提供一活体环境，该活体环境内具有至少一活体单元及预定环境条件，该环境条件可使该活体单元维持其基本生理功能，且该活体环境的上下方具有彼此相对的至少一对观窗口，该活体单元具有二种以上的对象分别可承受不同的临界电荷密度；Ｂ．以预定强度的粒子束透过该对观窗口照射于该活体单元于预定区域以及预定时间，并于该电子显微镜的成像装置上成像；其中，该粒子束的预定强度与该预定时间的乘积即为预定电荷密度，该预定电荷密度小于或等于该活体单元被照射区域中被观测对象的临界电荷密度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵治宇，谢文俊，
申请(专利权)人：李炳寰，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]