SledgeEdit
Kelkkamikrotomi on laite, jossa näyte asetetaan kiinteään pidikkeeseen (sukkulaan), joka sitten liikkuu edestakaisin veitsen yli. Nykyaikaisissa kelkkamikrotomeissa kelkka on sijoitettu lineaarilaakerin varaan, ja tämän rakenteen ansiosta mikrotomilla on helppo leikata monia karkeampia leikkeitä. Säätämällä näytteen ja mikrotomin veitsen välisiä kulmia voidaan vähentää näytteeseen leikkauksen aikana kohdistuvaa painetta. Tyypillisiä sovelluksia tälle mikrotomirakenteelle ovat suurten näytteiden, kuten parafiiniin upotettujen näytteiden, valmistaminen biologisia valmisteita varten. Kelkkamikrotomilla saavutettava tyypillinen leikkauspaksuus on 1-60 μm.
RotaryEdit
Tämä instrumentti on yleinen mikrotomirakenne. Tämä laite toimii porrastetulla pyörimisliikkeellä siten, että varsinainen leikkaaminen on osa pyörimisliikettä. Pyörivässä mikrotomissa veitsi on tyypillisesti kiinnitetty vaaka-asentoon.
Vasemmalla olevassa kuvassa selitetään leikkauksen periaate. Näytteenpitimen liikkeen avulla näyte leikataan veitsen asennosta 1 asentoon 2, jolloin tuore osa jää veitsen päälle. Pyörimisliikkeen korkeimmassa kohdassa näytteenpidin etenee saman paksuisena kuin tehtävä leike, jolloin seuraava leike voidaan tehdä.
Monissa mikrotomeissa olevaa vauhtipyörää voidaan käyttää käsin. Tästä on se etu, että voidaan tehdä puhdas leikkaus, koska vauhtipyörän suhteellisen suuri massa estää näytteen pysähtymisen näytteen leikkauksen aikana. Uudemmissa malleissa vauhtipyörä on usein integroitu mikrotomin kotelon sisään. Pyörivän mikrotomin tyypillinen leikkauspaksuus on 1-60 μm. Koville materiaaleille, kuten synteettiseen hartsiin upotetulle näytteelle, tämä mikrotomirakenne voi mahdollistaa hyvät ”puoliohuet” leikkaukset, joiden paksuus on jopa 0,5 μm.
KryomikrotomiEdit
Jäädytettyjen näytteiden leikkaamista varten monet pyörivät mikrotomit voidaan sovittaa leikkaamaan nestemäisen typen kammiossa, niin sanotussa kryomikrotomiasetelmassa. Alennettu lämpötila mahdollistaa näytteen kovuuden lisäämisen, esimerkiksi lasimuutoksen läpikäymisen, mikä mahdollistaa puoliohuiden näytteiden valmistamisen. Näytteen lämpötilaa ja veitsen lämpötilaa on kuitenkin säädeltävä, jotta saadaan optimoitua tuloksena oleva näytteen paksuus.
UltramikrotomiEdit
Ullimikrotomi on ultramikrotomian tärkein työväline. Sen avulla voidaan valmistaa erittäin ohuita leikkeitä, ja laite toimii samalla tavalla kuin rotaatiomikrotomi, mutta sen mekaanisessa rakenteessa on hyvin tiukat toleranssit. Huolellisen mekaanisen rakenteen ansiosta kiinnityksen lineaarista lämpölaajenemista hyödynnetään, jotta paksuutta voidaan säätää hyvin hienovaraisesti.
Erittäin ohuet leikkaukset ovat tärkeitä läpäisyelektronimikroskoopin (TEM) ja sarjapohjaisen lohkopohjaisen pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SBFSEM) yhteydessä, ja ne ovat toisinaan tärkeitä myös valo-optiikkamikroskopiassa. Näiden leikkausten paksuus on tyypillisesti 40-100 nm läpäisyelektronimikroskopiassa ja usein 30-50 nm SBFSEM:ssä. Paksumpia, jopa 500 nm:n paksuisia leikkauksia otetaan myös TEM:n erikoissovelluksia varten tai valomikroskopian tutkimusleikkauksia varten, jotta voidaan valita alue lopullisia ohutleikkauksia varten. Ultramikrotomeissa käytetään timanttiveitsiä (mieluiten) ja lasiveitsiä. Leikkeiden keräämiseksi ne leikattaessa kelluvat nesteen päällä, ja ne nostetaan varovasti TEM-näytteiden tarkasteluun soveltuville ritilöille. Leikkauksen paksuus voidaan arvioida heijastuneen valon ohuen kalvon interferenssiväreistä, jotka näkyvät näytteen erittäin pienen paksuuden vuoksi.
VärähtelyEdit
Värähtelevä mikrotomi toimii leikkaamalla värähtelevän terän avulla, jolloin syntyvä leikkaus voidaan tehdä pienemmällä paineella kuin paikallaan olevalla terällä. Värähtelevää mikrotomia käytetään yleensä vaikeiden biologisten näytteiden leikkaamiseen. Leikkauspaksuus on yleensä noin 30-500 μm elävälle kudokselle ja 10-500 μm kiinteälle kudokselle.
Värähtelevän mikrotomin muunnelma on Compresstome-mikrotomi. Compresstomessa käytetään näytteen ruiskua tai ”huulipunan kaltaista” putkea kudoksen pitämiseen. Kudosnäyte on täysin upotettu agaroosiin (polysakkaridi), ja kudos painetaan hitaasti ja varovasti ulos putkesta tärisevän terän leikattavaksi. Laite toimii seuraavasti: näytteenottoputken pää, josta kudos tulee ulos, on hieman kapeampi kuin latauspää, mikä mahdollistaa kudoksen varovaisen ”puristamisen” sen tullessa ulos putkesta. Lievä puristus estää leikkautumisen, epätasaisen leikkauksen ja tärinän aiheuttamien artefaktien muodostumisen. Huomaa, että kompressiotekniikka ei vahingoita tai vaikuta leikattavaan kudokseen.
Compresstome-mikrotomilla on useita etuja: 1) agaroosin upotus antaa vakautta koko näytteelle kaikilta sivuilta, mikä estää kudoksen epätasaisen leikkaamisen tai leikkautumisen; 2) kompressiotekniikka puristaa kudosta kevyesti tasaista leikkaamista varten niin, että terä ei työnnä kudosta vasten; 3) nopeampi leikkuutyö kuin useimmilla tärisevillä mikrotomeilla; 4) se leikkaa hyvin vanhempien tai varttuneempien eläinten kudoksia, jolloin saadaan terveempiä kudoksia.
SawEdit
Sahan mikrotomi on tarkoitettu erityisesti koville materiaaleille, kuten hampaille tai luille. Tämäntyyppisessä mikrotomissa on upotettu pyörivä saha, joka viiltää näytteen läpi. Pienin leikkauspaksuus on noin 30 μm, ja se voidaan tehdä verrattain suurille näytteille.
LaserEdit
Lasermikrotomi on kosketusvapaaseen viipalointiin tarkoitettu väline. Näytteen edeltävää valmistelua upottamalla, pakastamalla tai kemiallisella fiksaatiolla ei tarvita, mikä minimoi valmistusmenetelmistä johtuvat artefaktit. Vaihtoehtoisesti tätä mikrotomirakennetta voidaan käyttää myös hyvin koville materiaaleille, kuten luille tai hampaille sekä joillekin keraameille. Näytemateriaalin ominaisuuksista riippuen saavutettava paksuus on 10-100 μm.
Laite toimii infrapunalaserin leikkaavalla vaikutuksella. Koska laser lähettää säteilyä lähi-infrapunassa, tällä aallonpituusalueella laser voi olla vuorovaikutuksessa biologisten materiaalien kanssa. Koettimen terävällä fokusoinnilla näytteen sisällä voidaan saavuttaa erittäin suuren intensiteetin, jopa TW/cm2, polttopiste. Optisen tunkeutumisen epälineaarinen vuorovaikutus polttopisteen alueella saa aikaan materiaalin erottumisen prosessissa, joka tunnetaan nimellä valohäiriö. Rajoittamalla laserpulssin kesto femtosekuntien alueelle voidaan kohdealueelle kulutettua energiaa hallita tarkasti, jolloin leikkauksen vuorovaikutusalue rajoittuu alle mikrometriin. Tämän vyöhykkeen ulkopuolella erittäin lyhyt säteen vaikutusaika aiheuttaa minimaalisen tai ei lainkaan lämpövaurioita näytteen muuhun osaan.
Lasersäteily ohjataan nopeaan pyyhkäisypeiliin perustuvaan optiseen järjestelmään, joka mahdollistaa säteen risteyskohdan kolmiulotteisen paikannuksen ja samalla säteen kulkemisen halutulle kohdealueelle. Suuren tehon ja suuren rasterinopeuden yhdistelmä mahdollistaa sen, että skannerilla voidaan leikata suuria näytteen alueita lyhyessä ajassa. Lasermikrotomissa on mahdollista myös kudosten sisäisten alueiden, solurakenteiden ja muunlaisten pienten piirteiden laser-mikroleikkaus.