Trong nghiên cứu và chẩn đoán bệnh lý, các loại kính hiển vi quang học với độ phóng đại lên đến 1000 lần được sử dụng rất phổ biến. Tuy nhiên chúng có hạn chế là không thể quan sát được các tổn thương tế bào, mô có cấu trúc siêu nhỏ. Điều này đã dẫn đến quá trình vận dụng kính hiển vi điện tử (SEM hoặc TEM) trong công tác chuẩn đoán bệnh, cung cấp hình ảnh độ phân giải cao của các cấu trúc mô, tế bào, bào quan, vi khuẩn và virut. Cùng với đó, có thể chụp một vùng rộng mẫu với thời gian ngắn.

Tiến sĩ Mike Reichelt, Nhà nghiên cứu khoa học tại Genentech, Inc. (Hoa Kỳ), người chịu trách nhiệm về các hoạt động hàng ngày của phòng thí nghiệm kính hiển vi điện tử trong Khoa Bệnh lý học

Tiến sĩ Reichelt và các đồng nghiệp của ông gần đây đã xuất bản một bài báo mô tả một quy trình làm việc hiệu quả để chụp ảnh các phần mô lớn bằng đầu dò điện tử tán xạ ngược  trên kính hiển vi điện tử quét (BSE-SEM).

ZEISS:

“Động lực của bạn để phát triển quy trình công việc sử dụng kính hiển vi điện tử để chụp các phần mô lớn là gì?”

Mike Reichelt:

“Chúng tôi có một nhu cầu lớn trong khoa bệnh lý, cụ thể là phân tích các mô khỏe mạnh hoặc bị bệnh ở cả mức độ mô học và siêu tế bào. Tôi đã có thể phát triển một chiến lược tập trung vào việc chuẩn bị các phần mô lớn (vài milimet vuông) với việc thu nhận hình ảnh trên diện rộng để dễ dàng tương quan các tổng quan mô học độ phóng đại thấp với các đặc điểm siêu quang được phân giải cao trong cùng một phần mô.”

Chuột thận cầu thận ở trung tâm bao quanh bởi các ống thận khác nhau.

ZEISS:

“Bạn sử dụng kính hiển vi điện tử quét với đầu dò tán xạ ngược (BSE-SEM) cho chiến lược của bạn. Bạn có thể mô tả động lực của bạn để sử dụng phương pháp này so với phương pháp truyền thống?”

Mike Reichelt:

 “Theo truyền thống, phân tích các mô ở cấp độ siêu tế bào thường được thực hiện với kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Trong khi thủ tục này đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ với thành công lớn, nó tốn thời gian và có nhiều rào cản:

• Kích thước nhỏ của lưới TEM giới hạn kích thước của phần mô.
• Các thanh lưới giới hạn và che khuất trường nhìn.
• Việc chuẩn bị các mẫu siêu mỏng đòi hỏi đào tạo đặc biệt và nhân viên lành nghề và máy chuản bị mẫu tốn kém.

Ngược lại, những trở ngại này được loại bỏ khi các mô hình bằng kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM) kết hợp với các chiến lược xử lý mẫu cho phép chuẩn bị các phần mô lớn nguyên vẹn (vài milimet vuông). Quy trình công việc mới của chúng tôi tận dụng tối đa các trường quét rất lớn với các FE-SEM hiện đại cho phép thu được hình ảnh tổng quan lớn có thể được khám phá ở cấp độ siêu quang bằng cách zoom kỹ thuật số vào hình ảnh.”

Zoom kỹ thuật số từ tổng quan mô thận vào cầu thận (glo).
 

Gần 100% tất cả các dự án hình ảnh mô siêu nhỏ (ít nhất 20 dự án mỗi năm) hiện đang được chạy trên ZEISS GeminiSEM 300.

ZEISS:

 “Liên quan đến các phương pháp và công nghệ mới, bạn thấy lĩnh vực của mình sẽ đi về đâu trong năm năm tới?”

Mike Reichelt:

“Ba phát triển quan trọng nhất trong hình ảnh siêu quang trong năm năm tới có liên quan đến bệnh lý nghiên cứu trong ngành công nghệ sinh học là:

Số 1:

Việc thực hiện các quy trình công việc kết hợp phương pháp kính hiển vi miễn dịch huỳnh quang để mô tả đặc tính phân tử của các loại tế bào, các bào quan và các mục tiêu thuốc hoặc định vị các phân tử trị liệu, với sức mạnh của hình ảnh kính hiển vi điện tử để cung cấp độ phân giải và kính hiển vi điện tử.

Mặc dù một số chiến lược cho phương pháp này đã được mô tả trong tài liệu, tuy nhiên vẫn còn những khó khăn, chẳng hạn như phát triển các phương pháp xử lý mô tối ưu để bảo tồn cả kháng nguyên và huỳnh quang GFP kết hợp với độ tương phản tuyệt vời.

ZEISS ZEN Connect, ZEISS Shuttle & Find và ZEISS Atlas là những sản phẩm tốt để đạt được mục tiêu này.

Ví dụ về hình ảnh tương quan giữa miễn dịch huỳnh quang và ảnh kính hiển vi điện tử sử dụng ZEISS Shuttle & Find. Hình ảnh tổng hợp cho thấy màu xanh của nhân và sự phát huỳnh quang màu xanh lá cây của podocalyxin. Hình ảnh kính hiển vi quang học được thu thập với ZEISS Axio Imager 2 và hình ảnh kính hiển vi điện tử được thu thập với ZEISS GeminiSEM 300.

Số 2:

Việc giải thích, định lượng và phân tích dữ liệu hình ảnh sẽ được tăng tốc đáng kể nhờ các công cụ máy học mới và học trí thông minh nhân tạo. Giúp phân biệt tự động của các cấu trúc (ví dụ như các bào quan).

Số 3:

Các nhà điều tra sẽ yêu cầu các bộ dữ liệu 3D để đánh giá và phân tích toàn diện hơn. Tôi tin rằng chụp cắt lớp mảng nối tiếp, tương thích với hình ảnh miễn dịch huỳnh quang, cũng như hình ảnh các mặt nối tiếp của thể tích mô lớn (3View) sẽ phù hợp nhất với phòng thí nghiệm kính hiển vi điện tử của chúng tôi.

Nguồn: https://blogs.zeiss.com/microscopy/en/scanning-electron-microscopy-pathology/

Lan Phương tổng hợp