SledgeEdit
Un microtome à traîneau est un dispositif où l’échantillon est placé dans un support fixe (navette), qui se déplace ensuite d’avant en arrière sur un couteau. Les microtomes modernes à traîneau ont le traîneau placé sur un roulement linéaire, une conception qui permet au microtome de couper facilement de nombreuses sections grossières. En ajustant les angles entre l’échantillon et le couteau du microtome, la pression appliquée à l’échantillon pendant la coupe peut être réduite. Les applications typiques de ce type de microtome sont la préparation d’échantillons de grande taille, tels que ceux inclus dans la paraffine pour les préparations biologiques. L’épaisseur de coupe typique réalisable sur un microtome à traîneau est comprise entre 1 et 60 μm.
RotaryEdit
Cet instrument est une conception commune de microtome. Ce dispositif fonctionne avec une action rotative étagée de sorte que la coupe réelle fait partie du mouvement rotatif. Dans un microtome rotatif, le couteau est généralement fixé en position horizontale.
Dans la figure de gauche, le principe de la coupe est expliqué. Grâce au mouvement du porte-échantillon, l’échantillon est coupé par le couteau position 1 vers la position 2, la section fraîche restant alors sur le couteau. Au point le plus haut du mouvement rotatif, le porte-échantillon est avancé de la même épaisseur que la section à réaliser, ce qui permet de réaliser la section suivante.
Le volant d’inertie de nombreux microtomes peut être actionné à la main. Cela présente l’avantage de pouvoir réaliser une coupe propre, car la masse relativement importante du volant d’inertie empêche l’arrêt de l’échantillon pendant la coupe de l’échantillon. Sur les modèles plus récents, le volant d’inertie est souvent intégré au boîtier du microtome. L’épaisseur de coupe typique d’un microtome rotatif est comprise entre 1 et 60 μm. Pour les matériaux durs, comme un échantillon noyé dans une résine synthétique, cette conception du microtome peut permettre de bonnes sections « semi-fines » avec une épaisseur aussi faible que 0,5 μm.
CryomicrotomeEdit
Pour la coupe d’échantillons congelés, de nombreux microtomes rotatifs peuvent être adaptés pour couper dans une chambre d’azote liquide, dans une configuration dite cryomicrotome. La température réduite permet d’augmenter la dureté de l’échantillon, par exemple en subissant une transition vitreuse, ce qui permet la préparation d’échantillons semi-finis. Cependant, la température de l’échantillon et celle du couteau doivent être contrôlées afin d’optimiser l’épaisseur de l’échantillon résultant.
UltramicrotomeEdit
Un ultramicrotome est un outil principal de l’ultramicrotomie. Il permet la préparation de sections extrêmement fines, le dispositif fonctionnant de la même manière qu’un microtome rotatif, mais avec des tolérances très serrées sur la construction mécanique. En raison de la construction mécanique soignée, l’expansion thermique linéaire du montage est utilisée pour fournir un contrôle très fin de l’épaisseur.
Ces coupes extrêmement fines sont importantes pour une utilisation avec le microscope électronique à transmission (TEM) et la microscopie électronique à balayage à face de bloc sérielle (SBFSEM), et sont parfois également importantes pour la microscopie optique à lumière. L’épaisseur typique de ces coupes se situe entre 40 et 100 nm pour la microscopie électronique à transmission et souvent entre 30 et 50 nm pour le SBFSEM. Des sections plus épaisses, jusqu’à 500 nm, sont également prélevées pour des applications spécialisées de TEM ou pour des sections de sondage en microscopie optique afin de sélectionner une zone pour les sections fines finales. Des couteaux en diamant (de préférence) et des couteaux en verre sont utilisés avec les ultramicrotomes. Pour recueillir les sections, elles flottent au-dessus d’un liquide au fur et à mesure qu’elles sont coupées et sont soigneusement ramassées sur des grilles adaptées à la visualisation des spécimens TEM. L’épaisseur de la section peut être estimée par les couleurs d’interférence en couche mince de la lumière réfléchie qui sont observées en raison de l’épaisseur extrêmement faible de l’échantillon.
Vibratome
Le microtome vibrant fonctionne en coupant à l’aide d’une lame vibrante, permettant à la coupe résultante d’être faite avec moins de pression que ce qui serait nécessaire pour une lame stationnaire. Le microtome vibrant est généralement utilisé pour les échantillons biologiques difficiles. L’épaisseur de coupe est généralement de l’ordre de 30 à 500 μm pour les tissus vivants et de 10 à 500 μm pour les tissus fixés.
Une variante du microtome vibrant est le microtome Compresstome. Le Compresstome utilise une seringue à spécimen ou un tube ressemblant à un « rouge à lèvres » pour maintenir le tissu. L’échantillon de tissu est complètement enrobé d’agarose (un polysaccharide), et le tissu est lentement et délicatement pressé hors du tube pour que la lame vibrante le coupe. Le dispositif fonctionne de la manière suivante : l’extrémité du tube d’échantillon où sort le tissu est légèrement plus étroite que l’extrémité de chargement, ce qui permet une légère « compression » du tissu à sa sortie du tube. Cette légère compression empêche la formation d’artefacts de cisaillement, de coupe inégale et de vibration. Notez que la technologie de compression n’endommage pas ou n’affecte pas le tissu sectionné.
Le microtome Compresstome présente plusieurs avantages : 1) l’enrobage d’agarose assure la stabilité de l’ensemble du spécimen sur tous les côtés, ce qui empêche le tranchage inégal ou le cisaillement du tissu ; 2) la technologie de compression comprime doucement le tissu pour une coupe uniforme, de sorte que la lame ne pousse pas contre le tissu ; 3) une section plus rapide que la plupart des microtomes vibrants ; et 4) il coupe bien le tissu des animaux plus âgés ou plus matures pour fournir des tissus plus sains.
SawEdit
Le microtome à scie est spécialement destiné aux matériaux durs comme les dents ou les os. Le microtome de ce type possède une scie rotative encastrée, qui tranche l’échantillon. L’épaisseur minimale de coupe est d’environ 30 μm et peut être réalisée pour des échantillons comparativement grands.
LaserEdit
Le microtome laser est un instrument de tranchage sans contact. La préparation préalable de l’échantillon par incorporation, congélation ou fixation chimique n’est pas nécessaire, ce qui minimise les artefacts des méthodes de préparation. Ce type de microtome peut également être utilisé pour des matériaux très durs, comme les os ou les dents, ainsi que certaines céramiques. En fonction des propriétés du matériau de l’échantillon, l’épaisseur réalisable est comprise entre 10 et 100 μm.
Le dispositif fonctionne en utilisant une action de coupe d’un laser infrarouge. Comme le laser émet un rayonnement dans le proche infrarouge, dans ce régime de longueur d’onde, le laser peut interagir avec les matériaux biologiques. Grâce à une focalisation précise de la sonde dans l’échantillon, on peut obtenir un point focal de très haute intensité, jusqu’à TW/cm2. Grâce à l’interaction non linéaire de la pénétration optique dans la région focale, une séparation des matériaux est introduite dans un processus connu sous le nom de photo-disruption. En limitant la durée des impulsions laser à des femtosecondes, l’énergie dépensée dans la région cible est contrôlée avec précision, limitant ainsi la zone d’interaction de la coupe à moins d’un micromètre. En dehors de cette zone, le temps d’application ultra-court du faisceau introduit un dommage thermique minimal, voire nul, au reste de l’échantillon.
Le rayonnement laser est dirigé sur un système optique à base de miroir à balayage rapide, qui permet un positionnement tridimensionnel du croisement du faisceau, tout en permettant la traversée du faisceau jusqu’à la région d’intérêt souhaitée. La combinaison d’une puissance élevée et d’une vitesse de balayage élevée permet au scanner de découper de grandes surfaces d’échantillon en peu de temps. Dans le microtome laser, la microdissection au laser des zones internes des tissus, des structures cellulaires et d’autres types de petites caractéristiques est également possible.