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Préparation des échantillons

Un insecte recouvert en or avant d'être examiné avec un microscope électronique à balayage.

Les matériaux appelés à être regardés sous un microscope électronique (Un microscope électronique est un type de microscope qui utilise un faisceau de particules...) peuvent nécessiter un traitement afin de produire un échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou...) approprié. La technique requise varie selon le modèle et l'analyse requise :

  • Fixation chimique pour les spécimens biologiques visant à stabiliser la structure macromoléculaire mobile du spécimen par réticulation chimique des protéines avec des aldéhydes tels que le formaldéhyde et le glutaraldéhyde (Le glutaraldéhyde est une substance utilisée pour la stérilisation.), et les lipides avec le tétroxyde d'osmium (L’osmium est l'élément chimique du tableau périodique dont le symbole est Os...).
  • Cryofixation - gel rapide du spécimen, à la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) de l'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) voire de l'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...) liquide, afin que l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) forme de la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) vitreuse (non cristalline). Cela préserve le spécimen dans un état instantané de sa solution. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) appelé cryo-microscopie électronique est dérivé de cette technique. Avec le développement de la cryo-microscopie électronique de sections vitreuses (CEMOVIS), il est maintenant possible d'observer des échantillons de pratiquement tous les spécimens biologiques dans un état proche de leur état naturel.
  • Déhydration - lyophilisation, ou remplacement de l'eau par des solvants organiques comme l'éthanol ou l'acétone (L'acétone en chimie, (nom officiel IUPAC propanone, aussi connue sous les noms de...), suivi de la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) critique de séchage ou d'infiltration de résines d'enrobage (L'enrobage est un procédé industriel consistant à appliquer une couche de liquide ou...).
  • Intégration des spécimens biologiques : après la déshydratation (La déshydratation est la perte ou l'élimination de l'eau d'un corps. Cette dernière...) des tissus pour l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) dans le microscope électronique à transmission, le spécimen est intégré, c'est-à-dire sectionné. Pour ce faire, le tissu est passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...) au travers de «solvants de transition», tels que le propane (Le propane est un alcane linéaire de formule C3H8.) et l'époxy puis infiltré avec une résine, telle que la résine époxy Araldite ; les tissus peuvent également être intégrés directement dans l'eau avec de la résine acrylique. Après la polymérisation (La polymérisation désigne la réaction chimique, ou le procédé, permettant...) (durcissement) de la résine, l'échantillon est sectionné en minces tranches et coloré ; il est alors prêt pour l'observation.
  • Intégration des matériaux : après incorporation dans la résine, le spécimen est habituellement poli avec un fini de type miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme...) en utilisant des produits abrasifs ultra-fins. Le processus de polissage doit être effectué avec soin afin de réduire au minimum les rayures et autres artefacts dus au polissage, qui réduisent la qualité de l'image.
  • Sectionnement : on produit de fines tranches du spécimen, semi-transparentes aux électrons. Celles-ci peuvent être coupées avec un ultramicrotome au tranchant de diamant (Le diamant est un minéral composé de carbone (tout comme le graphite et la...), pour produire des tranches sur 60-90 nm d'épaisseur. Des tranchants jetables en verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...) sont également utilisés car ils peuvent être réalisés en laboratoire et sont beaucoup moins chers.
  • Métallisation : utilisation de métaux lourds comme le plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et...), l'uranium (L'uranium est un élément chimique de symbole U et de numéro atomique 92. C'est un...) ou le tungstène (Le tungstène est un élément chimique du tableau périodique de symbole W (de...) pour disperser les électrons d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) et donc donner du contraste entre différentes structures, étant donné que de nombreux matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) (notamment les biologiques), sont à peu près «transparents» aux électrons (objets à faible phase). En biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....), les spécimens peuvent être soit traités "en bloc" avant l'intégration, soit plus tard, après lamélisation. Généralement les fines tranches sont colorées pendant plusieurs minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un...) avec une solution aqueuse alcoolisée d'acétate d'uranyle, puis de citrate de plomb aqueux.
  • Freeze-fracture ou gel-etch : mode de préparation particulièrement utile pour l'examen des membranes de lipides et des protéines intégrées en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) de face. Les tissus frais ou cellules en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de...) sont congelés rapidement (cryofixed), puis fracturés par simple cassure (En minéralogie, la cassure désigne l'aspect de la surface d'un minéral qui,...) ou à l'aide d'un microtome, tout en étant maintenus à la température de l'azote liquide. La surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) froide fracturée (parfois «gravée» en augmentant la température à environ --100 °C pendant plusieurs minutes pour que la glace sublime) est ensuite contrastée avec des vapeur () de platine (Le platine est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78.) ou d'or, à un angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...) moyen de 45° dans un évaporateur à vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.). Une deuxième couche de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...), pulvérisé perpendiculairement au plan moyen de la surface est souvent appliquée pour améliorer la stabilité du revêtement. Le spécimen est ramené à température et pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) ambiante, puis la réplique métallique extrêmement fragile est détachée de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) biologique sous-jacente par une délicate digestion (La digestion est le processus au cours duquel un organisme vivant reçoit du milieu...) chimique par des acides, une solution d'hypochlorite ou des détergents SDS. Le reste, encore flottant, est soigneusement lavé des résidus chimiques, soigneusement accroché sur les grilles du microscope, séché puis observé dans le MET.
  • Ion Beam Milling : amincissement de l'échantillon jusqu'à ce qu'il soit transparent aux électrons par bombardement d'ions (en général d'argon) de la surface.
  • Conductive Coating - ultrathin : Une couche de matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) conducteur électrique est déposée, soit par évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente...) sous vide de haut en bas, soit par pulvérisation (Le terme de pulvérisation a été introduit en 1975 par J. M. Steele dans sa...) sous vide sur l'échantillon. Ceci est effectué pour éviter l'accumulation de champs électriques statiques dans l'échantillon, en raison de la nécessaires irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou...) d'électrons au cours de l'imagerie. Ces couches comprennent de l'or, or/palladium, du platine, du tungstène, du graphite (Le graphite est un minéral qui est, avec le diamant, la lonsdaléite et la chaoite, l'un...) etc.. et sont particulièrement importantes pour l'étude des spécimens en microscopie électronique à balayage (La microscopie électronique à balayage (MEB ou SEM pour Scanning Electron Microscopy en...). Une autre raison d'appliquer un tel revêtement, même quand il y a assez de conductivité, est d'améliorer le contraste, ce que l'on fait plus couramment lors de l'utilisation d'un FESEM (émission de champ SEM). Quand de l'osmium est utilisé, il est possible d'appliquer une couche plus mince qu'avec l'un des revêtements mentionnés précédemment.
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