SledgeEdit
En sledmikrotom är en anordning där provet placeras i en fast hållare (shuttle), som sedan rör sig fram och tillbaka över en kniv. Moderna sledmikrotomer har sleden placerad på ett linjärt lager, en konstruktion som gör att mikrotomen lätt kan skära många grova sektioner. Genom att justera vinklarna mellan provet och mikrotomkniven kan trycket på provet under snittet minskas. Typiska tillämpningar för denna typ av mikrotom är preparering av stora prover, t.ex. prover som är inbäddade i paraffin för biologiska preparat. Typisk snitttjocklek som kan uppnås med en sledge-mikrotom är mellan 1 och 60 μm.
RotaryEdit
Detta instrument är en vanlig mikrotomkonstruktion. Denna anordning arbetar med en stegvis roterande rörelse så att själva skärningen är en del av den roterande rörelsen. I en roterande mikrotom är kniven vanligtvis fixerad i ett horisontellt läge.
I figuren till vänster förklaras principen för snittet. Genom provhållarens rörelse skärs provet av kniven position 1 till position 2, varvid det färska avsnittet ligger kvar på kniven. Vid den högsta punkten i den roterande rörelsen flyttas provhållaren fram med samma tjocklek som den sektion som ska göras, vilket gör det möjligt att göra nästa sektion.
Svänghjulet i många mikrotomer kan manövreras för hand. Detta har fördelen att ett rent snitt kan göras, eftersom svänghjulets relativt stora massa förhindrar att provet stoppas under snittet av provet. Svänghjulet i nyare modeller är ofta integrerat inuti mikrotomens hölje. Den typiska snitttjockleken för en roterande mikrotom är mellan 1 och 60 μm. För hårda material, t.ex. ett prov som är inbäddat i ett syntetiskt harts, kan denna utformning av mikrotomen möjliggöra bra ”halvtunna” snitt med en tjocklek på så lite som 0,5 μm.
CryomicrotomeEdit
För att skära frysta prover kan många roterande mikrotomer anpassas för att skära i en vätskekammare för flytande kväve, i en så kallad kryomikrotomuppsättning. Den sänkta temperaturen gör det möjligt att öka provets hårdhet, t.ex. genom att genomgå en glasövergång, vilket gör det möjligt att förbereda halvtunna prover. Provtemperaturen och knivtemperaturen måste dock kontrolleras för att optimera den resulterande provtjockleken.
UltramikrotomEdit
En ultramikrotom är ett huvudverktyg för ultramikrotomi. Det gör det möjligt att förbereda extremt tunna snitt, där anordningen fungerar på samma sätt som en rotationsmikrotom, men med mycket snäva toleranser på den mekaniska konstruktionen. Som ett resultat av den noggranna mekaniska konstruktionen används monteringens linjära termiska expansion för att ge en mycket fin kontroll av tjockleken.
Dessa extremt tunna snitt är viktiga för användning med transmissionselektronmikroskop (TEM) och seriell skanningelektronmikroskopi med blockyta (SBFSEM), och är ibland också viktiga för ljusoptisk mikroskopi. Den typiska tjockleken på dessa snitt är mellan 40 och 100 nm för transmissionselektronmikroskopi och ofta mellan 30 och 50 nm för SBFSEM. Tjockare snitt med en tjocklek på upp till 500 nm tas också för specialiserade TEM-tillämpningar eller för ljusmikroskopiska översiktssnitt för att välja ut ett område för de slutliga tunnsnitten. Diamantknivar (helst) och glasknivar används med ultramikrotomer. För att samla in sektionerna flyter de ovanpå en vätska när de skärs av och plockas försiktigt upp på galler som lämpar sig för TEM-provinsgranskning. Sektionens tjocklek kan uppskattas genom de tunnfilmsinterferensfärger av reflekterat ljus som ses som ett resultat av den extremt låga provtjockleken.
VibrerandeEdit
Den vibrerande mikrotomen fungerar genom att skära med hjälp av ett vibrerande blad, vilket gör att det resulterande snittet kan göras med mindre tryck än vad som skulle krävas för ett stationärt blad. Den vibrerande mikrotomen används vanligtvis för svåra biologiska prover. Skärningstjockleken är vanligtvis omkring 30-500 μm för levande vävnad och 10-500 μm för fixerad vävnad.
En variant på den vibrerande mikrotomen är Compresstome-mikrotomen. Compresstome använder en provsprutan eller ett ”läppstiftliknande” rör för att hålla vävnaden. Vävnadsprovet är helt inbäddat i agaros (en polysackarid), och vävnaden pressas långsamt och försiktigt ut ur röret så att det vibrerande bladet kan skära. Anordningen fungerar på följande sätt: den ände av provröret där vävnaden kommer ut är något smalare än den som ska laddas, vilket gör det möjligt att försiktigt ”trycka ihop” vävnaden när den kommer ut ur röret. Den lätta kompressionen förhindrar att klippning, ojämn skärning och vibrationsartefakter bildas. Observera att kompressionstekniken inte skadar eller påverkar vävnaden som sektioneras.
Det finns flera fördelar med Compresstome-mikrotomen: 1) agarosinbäddningen ger stabilitet åt hela provet på alla sidor, vilket förhindrar ojämna snitt eller skjuvning av vävnad. 2) Kompressionstekniken komprimerar försiktigt vävnaden för att åstadkomma en jämn skärning, så att kniven inte trycker mot vävnaden. 3) Snabbare sektionering än de flesta vibrerande mikrotomerna. 4) Den skär vävnaden från äldre eller mognare djur väl för att ge friskare vävnader.
SawEdit
Sågmikrotomen är särskilt lämpad för hårda material som tänder eller ben. Mikrotomen av denna typ har en försänkt roterande såg som skär genom provet. Den minsta snitttjockleken är cirka 30 μm och kan göras för jämförelsevis stora prover.
LaserEdit
Lasermikrotomen är ett instrument för kontaktfri skivning. Det krävs ingen föregående förberedelse av provet genom inbäddning, frysning eller kemisk fixering, vilket minimerar artefakter från preparationsmetoder. Alternativt kan denna utformning av mikrotomen också användas för mycket hårda material, t.ex. ben eller tänder, samt vissa keramiska material. Beroende på provmaterialets egenskaper är den tjocklek som kan uppnås mellan 10 och 100 μm.
Anordningen fungerar med hjälp av en skärande verkan av en infraröd laser. Eftersom lasern avger en strålning i det nära infraröda kan lasern i denna våglängdsregim interagera med biologiska material. Genom att sonden fokuseras skarpt i provet kan en brännpunkt med mycket hög intensitet, upp till TW/cm2, uppnås. Genom den icke-linjära interaktionen av den optiska penetreringen i brännpunkten uppstår en materialseparation i en process som kallas fotostörning. Genom att begränsa laserpulsernas varaktighet till femtosekunder kan energin i målområdet kontrolleras exakt, vilket begränsar skärningens interaktionszon till mindre än en mikrometer. Utanför denna zon medför den ultrakorta strålens appliceringstid minimal eller ingen termisk skada på resten av provet.
Laserstrålningen riktas mot ett snabbt skannande spegelbaserat optiskt system, som möjliggör tredimensionell positionering av strålens korsning, samtidigt som den tillåter strålen att passera till den önskade regionen av intresse. Kombinationen av hög effekt med en hög rasterhastighet gör att skannern kan skära stora områden av provet på kort tid. I lasermikrotomen är även lasermikrodissektion av inre områden i vävnader, cellstrukturer och andra typer av små funktioner möjlig.