ライフサイエンス向け透過電子顕微鏡 (TEM)

透過電子顕微鏡 (Transmission Electron Microscope：TEM) は、試料を透過した電子を観察する装置です。オルガネラの微細構造観察はもちろん、蛋白質やウイルスの観察にも有効です。様々な試料作製方法を用いることで二次元の形態観察だけでなく、オルガネラや蛋白質の三次元観察や組織に含まれる元素の分析などの応用も可能です。

製品一覧

JEM-120i 電子顕微鏡

JEM-F200 多機能電子顕微鏡

JEM-2100Plus 透過電子顕微鏡

透過電子顕微鏡 (TEM) の解析手法

透過電子顕微鏡は、多様な解析手法により幅広い研究ニーズに対応します。研究目的や試料の特性に応じて、最適な解析アプローチを選択できます。

生物試料の広域観察

イメージシフトとステージシフトを組み合わせることにより、ミリメートルオーダーの広域画像を自動で撮影することができます。細胞小器官などの微細構造を観察すると同時に組織全体の形態を観察することが可能です。

試料：マウス脾臓、観察倍率：x5,000、撮影枚数：225枚（15 x 15）、撮影時間：約15分、出力サイズ：4,096 x 4,096 pixels

生物試料のEDS分析

エネルギー分散型X線分光法 (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy :EDS) は試料から発生した特性X線を直接半導体検出器で検出し、電気信号に変えて分光分析する手法です。走査透過電子顕微鏡法 (Scanning Transmission Electron Microscopy : STEM) と組合せることで元素マッピングを行うことができます。

生物試料の三次元観察

連続切片をSiN Window Chipに回収し、Serial Section TEM法を行いました。TEMで撮影した画像は、Chip上に並んだ連続切片の状態により観察対象 (今回は葉肉細胞) の位置や回転が画像ごとにわずかに異なるため、まずScale Invariant Feature Transform (SIFT) を用いた方法^[1]で177枚の画像の位置合わせを行いました。位置合わせを行うことにより、各画像の視野ずれや切片の回転が補正されていることが分かります。

[1] Saalfeld, S. et al., Nat Methods 9, 717-720 (2012).

位置合わせ後の連続切片画像シリーズ

SiN Window Chip に連続切片を回収した例

観察した連続切片画像から葉緑体と細胞壁のセグメンテーションを行い、その結果を用いて三次元再構成を行いました。三次元再構成像を作成することにより、葉肉細胞全体と葉緑体の形状および分布を可視化することができました。

XZ plane

細胞体体積：約288 µm³
葉緑体積：約63 µm³
葉緑体の割合：約22%
再構成範囲 (x, y, z) ：9.4, 9.4, 12.4 µm
ピクセルサイズ： 18.4 nm/pixels

次に、より複雑な構造である葉緑体内部のチラコイド膜を対象に、セグメンテーションおよび三次元再構成を行った結果、チラコイドが葉緑体内部全体に広がっている様子を確認することができました。

葉緑体体積：約3.19 µm³
再構成範囲 (x, y, z) ：3.7, 3.7, 2.5 µm
ピクセルサイズ： 3.6 nm/pixels

アプリケーション

透過電子顕微鏡は、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。

アプリケーションノートを探す

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。