Ultramicrotome

Définition

L'ultramicrotome est un instrument similaire au microtome et utilisé pour les investigations biologiques à réaliser avec le microscope électronique à transmission. Avec lui, il est possible d'obtenir des coupes d'échantillon d'une épaisseur généralement comprise entre 50 et 100 nanomètres.

Un modèle d'ultramicrotome :

L'ultramicrotome LKB MOD. "Nova". 1) microscope stéréoscopique, 2) appareil d'éclairage (modifié), 3) porte-échantillon, 4) unité de commande, 5) porte-lame, 6) commande pour l'avancement manuel de l'échantillon.

Explications

L'ultramicrotome est un microtome qui permet des coupes (découper des échantillons en tranches ou en sections extrêmement minces) de quelques nanomètres d'épaisseur pour l'observation au microscope électronique à transmission (MET).

C'est en 1952 que Fernandez-Moran a introduit la cryo-ultramicrotomie, qui est une technique similaire, mais réalisée à des températures de congélation comprises entre -20 °C et -150 °C. Une cryo-ultramicrotomie peut être utilisée pour découper des spécimens biologiques ultrafins congelés. L'un des avantages par rapport aux techniques d'ultramicrotomie plus "traditionnelles" est la rapidité, car il est possible de congeler une section d'échantillon en 1 à 2 heures.

L'ultramicrotome est, dans sa structure de base, pas très différent d'un microtome commun. Cependant, la nécessité d'obtenir des profilés extrêmement fins signifie qu'il doit être construit dans toutes ses parties avec plus de précision et de robustesse.

Le développement de l'ultramicrotome est relativement récent et découle de diverses améliorations appliquées au microtome rotatif normal. Les premiers ultramicrotomes n'étaient pas motorisés et il a fallu tourner un volant, généralement situé sur le côté droit, pour produire le mouvement du bras. L'avancement de l'échantillon était également réalisé mécaniquement par la rotation d'une vis très fine, sur laquelle glissait le bras d'un levier, à l'autre extrémité de laquelle le bras porte-échantillon était fixé avec un mouvement démultiplié.

Le matériau (tissu) à découper doit être (comme également dans le cas de la microscopie optique) inclus dans un matériau apte à être découpé en fines tranches : on utilise généralement des résines époxy, comme l'Araldite ou l'Epon. La minceur des coupes rend difficile leur manipulation pour les préparer à une observation ultérieure.

Pour surmonter ce problème, il est commode qu'ils soient petits, et il est nécessaire de les faire flotter (au moment de leur fabrication) sur une surface liquide, sur laquelle ils s'étalent facilement. Ensuite, procédez comme suit : un plateau en plastique spécial est appliqué sur la lame (généralement avec de la paraffine ou de la cire pour les empreintes dentaires), qui est ensuite remplie d'eau additionnée d'acétone dans une proportion de 10 %. Au moment de la coupe, les sections glissent dessus, produisant un petit ruban. Celui-ci (ou même les profilés uniques) est fait adhérer sur un écran spécial (généralement en cuivre ou en nickel) par simple contact.

Les sections étant très petites, les phases de leur découpe sont vérifiées à l'aide d'un microscope stéréoscopique à faible grossissement, qui est monté au-dessus de la structure porte-lame.

La procédure de découpe étant une opération très délicate, il est conseillé que l'environnement dans lequel elle se déroule soit libre de courants d'air (qui pourraient déplacer l'eau dans les plateaux) et à une température constante, de sorte que la dilatation car l'avancement de l'échantillon est également constant.

Les coupes sont ensuite "colorées" par contraste à l'aide de sels de métaux lourds (ex : sels de plomb), et l'écran peut alors être observé au microscope électronique. Il faut se rappeler que ce dernier produit des images en noir et blanc, et c'est la raison pour laquelle il serait inutile d'utiliser tout type de colorant. La coloration de contraste a donc pour seul but d'augmenter le contraste très faible déjà présent, par leur nature même, dans les structures biologiques.

Avec l'ultramicrotome, il est également possible de réaliser des coupes plus épaisses (généralement d'une épaisseur comprise entre 200–300 nanomètres et 1 micron), communément appelées coupes semi- fines, qui sont recueillies à sec avec des pinces très fines et déposées sur une lame de microscope normale. les optiques et, convenablement colorées (par exemple avec du bleu de toluidine), peuvent être observées au microscope optique. Dans ce cas, l'avancement automatique de l'échantillon n'est pas utilisé, mais le mouvement nécessaire est produit au moyen d'une commande manuelle externe.

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