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德國(guó)EXAKT切磨系統(tǒng)制作古組織薄片技術(shù)
德國(guó)EXAKT切磨系統(tǒng)制作古組織薄片技術(shù) 來(lái)源:本站 時(shí)間:2023-02-13 00:00:00



近些年來(lái),地質(zhì)古生物學(xué)與現(xiàn)代生物學(xué)、解剖學(xué)、組織學(xué)等學(xué)科之間的相互交叉,呈現(xiàn)向超微結(jié)構(gòu)甚至分子水平迅猛發(fā)展的態(tài)勢(shì)。這種發(fā)展得益于新的精密儀器和新的技術(shù)引入古生物學(xué)并得以應(yīng)用。為了研究古組織的超微結(jié)構(gòu),我所于2003年從德國(guó)EXAKT公司引進(jìn)了包括浸透、包埋、光固化、切割、磨片等整套能獲得硬組織薄片小于0.01mm的設(shè)備和技術(shù)。這套技術(shù)精確地把組織薄片制作過(guò)程和結(jié)果予以數(shù)字化。而且,它的平行粘接、平行制片等儀器,可使得制作9—10cm樣品的薄片,其厚度誤差小于0.005mm,所用的包埋樹(shù)脂,由于采用光固化技術(shù),使得以前難以控制的包埋和固化過(guò)程變得十分簡(jiǎn)單,筆者認(rèn)為,這套系統(tǒng)和技術(shù)可以說(shuō)是目前制作牙齒、骨組織、化石古組織薄片最佳的儀器和方法。在此,把用此系統(tǒng)制作化石古組織的方法介紹如下,以供感興趣者參考。


把化石組織切割成適合包埋容器的小塊;由于古組織長(zhǎng)期埋藏在地層中,在組織及其圍巖中含有一些結(jié)晶水,必須去除以使包埋樹(shù)脂代之。所以,首先把樣品放在烘箱中,在80度下烘烤24小時(shí)作脫水處理。冷卻后,放入盛有Tech 7200包埋劑的燒杯或包埋盒中,避光浸透。10mm厚的小方塊樣品,要徹底浸透約需一周,若使用真空干燥器,在真空中浸透,時(shí)間將會(huì)縮短一半。




這套技術(shù)使用的包埋樹(shù)脂型號(hào)是Technovit 720 0VLC(以下簡(jiǎn)稱T 7200膠),和現(xiàn)在大部分補(bǔ)牙材料一樣,采用光固化技術(shù)。因此,廠家專門提供一臺(tái)光固化儀器。


把浸透好的樣品塊移入包埋盒中,(注意讓觀察的樣品面朝下),把T 7200膠倒入包埋盒中,直至淹沒(méi)樣品。然后,啟動(dòng)燈光開(kāi)關(guān)。光固化分兩個(gè)階段,第一階段,使用低強(qiáng)度黃色光源,使包埋劑予以聚合。對(duì)10mm厚的樣品塊,約需時(shí)間4—5小時(shí)。第二階段,使用強(qiáng)光源藍(lán)色光源進(jìn)一步聚合,約需時(shí)間8—10小時(shí)。第一階段和第二階段之間的切換,由儀器按照設(shè)定的時(shí)間程序自動(dòng)完成,只需在藍(lán)色光源熄滅后,關(guān)閉儀器電源開(kāi)關(guān)而已。固化過(guò)程可以安排在下班前進(jìn)行,第二天上班時(shí),即可以拿到固化好的樣品,其效率之高不言而喻。




EXAKT公司提供一個(gè)真空吸附樣品平行固定器,用于把樣品平行地固定在載玻片上。其程序是:先將一個(gè)載玻片粘上一塊2厘米大小的雙面膠帶,把包埋好的樣品塊觀察面對(duì)準(zhǔn)雙面膠帶粘好,然后啟動(dòng)真空泵把載有樣品的載玻片吸附在平行固定器的上蓋下。此時(shí),要按比例把一種叫Tech 4000的固定膠調(diào)成糊狀,涂在另一個(gè)載玻片上(稱之為下載玻片),將其放在平行固定器的下蓋上,然后松開(kāi)固定上蓋的螺絲,將樣品對(duì)準(zhǔn)Tech 4000膠,輕輕放下,5分鐘之后,Tech 4000膠固化,樣品就牢牢地粘在下載片上。平行固定器的上下蓋非常平行,因此,粘好后的樣品面和下載玻片互相平行。


把粘有雙面膠帶的載玻片輕輕從樣品上取下,留待重復(fù)使用。將載有樣品的下載玻片用真空吸附在EXAKT 300CP切割機(jī)的平行導(dǎo)向樣品架上(樣品架有多個(gè)規(guī)格,一般使用的是25x76mm規(guī)格的真空吸附架),橫向移動(dòng)平行導(dǎo)向臺(tái),使被切割的樣品面與切割帶初步對(duì)齊(粗調(diào)),然后固定平行導(dǎo)向臺(tái),調(diào)節(jié)平行導(dǎo)向臺(tái)右側(cè)的螺旋千分尺,以0.002mm的精度向前或向后移動(dòng)樣品,使樣品面與切割帶精確重合。接下來(lái),啟動(dòng)切割機(jī)開(kāi)關(guān),使載有樣品的平行導(dǎo)向臺(tái)緩慢地移向高速轉(zhuǎn)動(dòng)的切割鋸片,因平行導(dǎo)向臺(tái)后有一個(gè)牽引垂碼,所以,操作時(shí),不許向前推進(jìn)。相反,操作者還需用手作制動(dòng)作用,以防平行導(dǎo)向器向前移動(dòng)過(guò)快,導(dǎo)致撞斷鋸片,或迫使鋸片側(cè)向傾斜。
對(duì)硬度高的樣品,切割機(jī)的轉(zhuǎn)速要低,反之亦然。


研磨機(jī)型號(hào)是EXAKT 400CS,它由一個(gè)速度可調(diào)的磨盤、一個(gè)可調(diào)速的橫向往復(fù)移動(dòng)的真空吸附頭和一個(gè)單板計(jì)算機(jī)控制的線性差動(dòng)傳感器(AW 110, 精度為0.001mm)集合而成。



磨樣必須按以下程序進(jìn)行:鋪一張水磨砂紙?jiān)谀ケP上,啟動(dòng)磨片機(jī)開(kāi)關(guān)和冷卻水,啟動(dòng)傳感器控制單元,把載有切割好的樣品載玻片吸附在真空頭上,啟動(dòng)真空頭往復(fù)開(kāi)關(guān),加上垂重砝碼,緩緩地將樣品放在磨盤的中央。研磨機(jī)即進(jìn)行自動(dòng)研磨,同時(shí),為傳感控制器預(yù)先設(shè)置一個(gè)研磨數(shù)值,當(dāng)達(dá)到此值時(shí),研磨機(jī)自動(dòng)停止。

此系統(tǒng)提供不同顆粒度的砂紙,研磨時(shí),按由粗到細(xì)的程序進(jìn)行更換,但每次更換砂紙必須重啟控制器的一個(gè)新的程序,否則,將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的后果。


研磨并拋光好的樣品先用一個(gè)精度為0.001mm的數(shù)字千分尺進(jìn)行測(cè)量,并做好記錄。然后取一個(gè)厚度誤差不超過(guò)0.005mm的載玻片(稱上載玻片),用真空泵吸附在精密平行粘片器透明的上板下;在樣品的表面一字排開(kāi)滴上2—3滴Tech 7210膠,將其放在平行粘片器的下板上;輕輕抬起載有樣品的平行粘片器下板,注意觀察,當(dāng)上載玻片與樣品接觸時(shí),樣品上的7210膠逐漸向四周擴(kuò)散,此過(guò)程不可過(guò)快,以免產(chǎn)生氣泡。待放置平穩(wěn)后,放下精密粘片器的上蓋,開(kāi)啟藍(lán)光燈以固化7210膠,固化時(shí)間為10—12分鐘。



把帶有兩個(gè)載玻片的樣品,從平行粘片器中取出,置放在切割機(jī)上,按程序四的方法,把靠近上載玻片一端的樣品切割下來(lái),切割厚度一般控制在約0.15mm。
切割下來(lái)載有樣品的上載玻片,按程序五的方法,從粗砂紙到細(xì)砂紙逐級(jí)研磨,最后,用4000號(hào)拋光紙徹底拋光。


要獲得精確的樣品厚度,精密的測(cè)量是不可少的。此系統(tǒng)包含一個(gè)精度為0.001mm的數(shù)字千分尺,用于隨時(shí)測(cè)量研磨樣品的厚度,測(cè)量與計(jì)算得出最后磨好的樣品厚度有以下5個(gè)程序:
1、測(cè)由四、五程序切割并研磨好的樣品標(biāo)本塊+下載玻片=A
2、測(cè)上載玻片厚=B
3、測(cè)標(biāo)本+下載玻片+上載玻片+7210膠=總厚度(C),即A+B+7210=C
4、計(jì)算得出7210膠厚(X)7210(X)=C-A-B
5、測(cè)磨好的上載玻片+樣品+7210膠(D),計(jì)算得出樣品厚度(S) S=D-X

至此,一個(gè)均勻透亮的、精確知道樣品厚度的古組織薄片制作完成,如根據(jù)樣品的成分作一些染色,相信觀察和演示會(huì)更漂亮些。


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