ライフサイエンス向け集束イオンビーム加工観察装置 (FIB-SEM)

集束イオンビーム (Focused Ion Beam: FIB) 加工観察装置は、FIBによる試料加工と走査電子顕微鏡 (SEM) による観察を組み合わせることで、生物試料の内部構造を三次元的に観察することができる装置です。試料をナノレベルで連続的に切削しながら観察することで、細胞内部構造の3D 観察、生体組織断面の微細観察、バイオマテリアルの界面観察に適しています。

製品一覧

JIB-PS500i FIB-SEMシステム

CRYO-FIB-SEM CryoLameller

FIB-SEMの解析手法

FIB-SEMは、Cryo-lamella作製や3D細胞構造解析など、多様な解析・試料加工手法によりライフサイエンス研究を支えます。研究目的や試料の特性に応じて、CryoEM観察に向けた前処理から細胞内部構造の三次元解析まで、最適なワークフローを選択できます。

3D細胞構造解析

FIB-SEMによる3D細胞構造解析は、FIBで試料を連続的に切削しながらSEMで断面像を取得し、それらを積み重ねて細胞内部構造を三次元的に再構築する手法です。

マウス小脳皮質の微細構造

画像1：広領域・高精度モンタージュSEM像
入射電圧：3 kV, 画素数：10,240 x 5,649 pixels

注目する層：
分子層・神経細胞層・顆粒層
目的：
神経細胞層の立体構造を再構築し、各要素の相関を確認
手順
1. 樹脂で試料を包埋し、ミクロトームで薄切して断面を作製
2. 広範囲のSEM 画像をモンタージュで取得 (画像1)
3. 目的部位を高倍率でSEM 観察 (画像2)
4. FIB-SEM で試料を加工し、断面像を取得 (画像3)
5. FIB-SEM による3D 加工で立体構築像を作製 (画像4)

左から画像2：加工領域SEM像神経細胞層、画像3：FIB 加工によるSEM断面像、画像4： FIB連続加工による3D 構築像

Cryo-lamellaの作製

CryoLameller

Cryo-Lamellerは、液体窒素冷却ステージと凍結試料の試料搬送機構を搭載し、急速凍結した細胞や組織などのTEM用試料薄膜 (lamella) 作製を可能にしたCRYO-FIB-SEMシステムです。観察したい領域を狙って加工できるため、細胞内部の超微細構造をネイティブに近い状態で解析可能であり、細胞生物学や構造生物学、感染症研究などにおいて重要な前処理技術として活用されています。

CRYO-FIB-SEMからクライオEMへの搬送

FIB加工終了後、当社CRYO ARM™ カートリッジにより試料搬送を行えますので、TEM試料作製後のCRYO ARM™へ試料搬送をより容易に行うことができます。カートリッジに試料メッシュを取付け後はピンセットによる試料メッシュのハンドリングが不要なので、確実かつハイスループットな試料搬送が可能です。

Cryo CLEM

CLEMは、「光‐電子相関顕微鏡法（Correlative Light and Electron Microscopy）」のことで、光学顕微鏡（Light Microscope）と電子顕微鏡（TEM/SEM）で同じ試料の位置相関を取って観察することにより、それぞれの顕微鏡のメリットを活かした観察手法です。蛍光観察によって特定された細胞内部の特定構造を高分解能で観察することが可能になります。

ステージリンケージシステム

装置間で試料ステージ位置を共有可能

Cryo CLEM 実例

アプリケーション

FIB-SEMは、基礎研究から産業応用まで幅広い分野で活用されています。各分野における具体的なアプリケーション事例をご紹介します。

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導入事例 / インタビュー

生物学の研究における新発見を目指して　より重要なデータを探索する生物学電子顕微鏡法
走査電子顕微鏡/透過電子顕微鏡

ロンドン大学キングスカレッジ
Roland Fleck 教授

細胞・分子の構造を理解することは、生物医学研究において極めて重要である。イギリス: King's College London, CUI(Centre for Ultrastructural Imaging)のディレクターであるRoland Fleck教授は日本電子とのパートナーシップのもと、JSM-7800FPRIME走査電子顕微鏡(SEM)、JEM-F200透過電子顕微鏡(TEM)などを使い生物などの構造の高分解能観察に全力を傾けてきた。CUIの中に日本電子との共同で設けられたJCAT (JEOL Centre for Advanced Technology)では、通常の室温での電子顕微鏡法及び、極低温でのクライオ電子顕微鏡法を駆使して研究が行われている。