三維電鏡技術

三維電鏡（3D-EM, 3-dimensional electron microscopy）技術是將電子顯微鏡技術與計算機圖像處理技術結合，利用大量的二維結構照片進行自動化或半自動數據拼接擬合，最終獲得高分辨三維圖像的技術。

基本介紹

• 中文名：三維電鏡技術
• 類型：電鏡技術

技術介紹

連續超薄切片掃描電鏡成像（AutoCUTS-SEM, automatic collector of ultrathin sections scanning electron microscopy）技術是中科院生物物理所孫飛研究員團隊自主開發的大尺度連續超薄切片掃描電鏡三維重構技術。它可以構建“連續超薄切片庫”，將切片進行永久保存並反覆觀察；也可以實現在高分辨掃描電子顯微鏡下，對生物樣品進行高通量多尺度連續成像，最大的觀察視野可達數毫米，是普通透射電鏡觀察視野幾十甚至數百倍。

研究發現

2023年12月，北京林業大學林木分子設計育種高精尖創新中心/生物學院林金星研究團隊在綜合學術期刊SCIENCE CHINA Life Sciences發表了題為“Three-dimensional reconstruction of Picea wilsonii Mast. pollen using automated electron microscopy” 的研究性文章。

該研究運用上述的AutoCUTS-SEM技術，對青杄成熟花粉粒進行了三維重構，為研究者今後研究花粉三維結構以及其他植物組織的三維重構提供參考。該研究在對超薄樣品進行連續切片的基礎上，建立了包含3127張青杄花粉的連續切片庫，然後選擇一套包含完整花粉粒的734張連續切片進行掃描電鏡高分辨成像（圖1），使用相應的算法對得到的圖片進行校準和對齊，利用Imaris軟體對花粉的734張圖像進行三維重構（圖2）。通過三維重構得到花粉各個細胞的空間排布以及多種參數，包括表面積和體積，實現了AutoCUTS-SEM技術在植物細胞研究中的開拓性套用。