• Applied Microscopy
• /
• 제46권2호
• /
• pp.100-104
• /
• 2016

Electron microscopy is currently the only available technique with a spatial resolution sufficient to identify fine neuronal processes and synaptic structures in densely packed neuropil. For large-scale volume reconstruction of neuronal connectivity, serial block-face scanning electron microscopy allows us to acquire thousands of serial images in an automated fashion and reconstruct neural circuits faster by reducing the alignment task. Here we introduce the whole reconstruction procedure of synaptic network in the rat hippocampal CA1 area and discuss technical issues to be resolved for improving image quality and segmentation. Compared to the serial section transmission electron microscopy, serial block-face scanning electron microscopy produced much reliable three-dimensional data sets and accelerated reconstruction by reducing the need of alignment and distortion adjustment. This approach will generate invaluable information on organizational features of our connectomes as well as diverse neurological disorders caused by synaptic impairments.

• Applied Microscopy
• /
• 제41권3호
• /
• pp.147-154
• /
• 2011

후방산란전자(BSE)는 입사전자빔이 시료와 충돌하면서 발생한다. BSE 이미징은 시료의 화학적 특성을 구분할 수 있는 조성대비를 제공한다. 집속이온빔장치(FIB)는 전계방사형 주사전자현미경(FESEM)과 결합할 수 있으므로 이중빔 체계(FIB-FESEM)가 구현된다. 갈륨(Ga) 이온빔으로 10~100 nm 두께로 시료를 절삭할 수 있으므로 FIB-FESEM은 플라스틱으로 포매된 블록의 면을 z축 고해상도를 유지하며 연속적으로 이미징할 수 있다. BSE이미지의 대비를 반전시키면 투과전자현미경의 이미지와 유사하다. 연속블록면 이미징의 또 다른 방안으로써 특수한 초박절편기가 FESEM 내부에 장착된 것이 $3View^{(R)}$로 상용화되어 있다. 이로써 플라스틱으로 포매된 시료의 내부 구조를 넓은 면적을 연속적으로 이미징 할 수 있으므로 3차원 재구성도 용이하게 된다. 이러한 FESEM에 기반한 두 가지 방식은 복잡한 생물계의 총체적인 이해를 위하여 세포 및 세포 수준 이하의 구조물 간의 공간적 연관성을 규명하는 데 활용될 수 있다.

• Applied Microscopy
• /
• 제47권3호
• /
• pp.171-175
• /
• 2017

Negative staining has been traditionally used for exosome imaging; however, the technique is limited to surface topology only and can cause staining artifacts. Therefore, to analyze the internal structure of exosomes, we employed a method of block preparation, thin sectioning, and electron tomography. In addition, an automatic serial sectioning technique with 15-nm thickness through focused ion beam was employed to observe the three-dimensional structure of exosomes of various sizes. Cryo-transmission electron microscopy revealed the near-to-native structure of exosomes.

• Applied Microscopy
• /
• 제46권4호
• /
• pp.171-175
• /
• 2016

A distinctive neuronal network in the brain is believed to make us unique individuals. Electron microscopy is a valuable tool for examining ultrastructural characteristics of neurons, synapses, and subcellular organelles. A recent technological breakthrough in volume electron microscopy allows large-scale circuit reconstruction of the nervous system with unprecedented detail. Serial-section electron microscopy-previously the domain of specialists-became automated with the advent of innovative systems such as the focused ion beam and serial block-face scanning electron microscopes and the automated tape-collecting ultramicrotome. Further advances in microscopic design and instrumentation are also available, which allow the reconstruction of unprecedentedly large volumes of brain tissue at high speed. The recent introduction of correlative light and electron microscopy will help to identify specific neural circuits associated with behavioral characteristics and revolutionize our understanding of how the brain works.

• Applied Microscopy
• /
• 제40권4호
• /
• pp.177-183
• /
• 2010

집속이온빔장치(focused ion beam, FIB)는 전자보다 무거운 양이온빔을 이용하여 시료를 10~100 nm 정도로 깎아 낼 수 있는 장비로 주로 재료분야에서 활용되어 왔다. 최근 세계적으로 의생물 분야에서의 활용이 점차 늘어나고 있는 추세에 있어 국내연구자들의 이해를 돕기 위해 간단히 기기의 메커니즘과 그 활용예를 기술 하고자 한다. FIB에 주로 사용되는 갈륨(Ga)빔의 특성 때문에 시료의 표면을 효과적으로 쳐 낼 수 있고, 전계 방사형 주사전자현미경(FESEM)을 이용하면 그 표면의 영상을 얻을 수 있다. 이 두 가지 시스템을 하나의 시스템으로 묶어낸 것을 dual beam system이라고 한다. 최근 이러한 시스템을 이용하여 효모, 병원균에 감염된 식물 등이 소개되었으며, 통상적으로 경도가 높아 처리하기 힘든 상아나 어패류의 껍질 등의 시료를 효과적으로 분석한 연구도 있다. 또한 FIB를 이용한 밀링과 FESEM을 이용한 절단면 촬영을 반복하여 얻는 영상을 이용하여 신경계의 연결망을 재구성하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. FIB/FESEM dual beam은 의생물학 분야의 다양한 연구에 활용될 수 있는 유용한 도구며, 의생물 시료의 3차원 연구에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.