透射電鏡觀察細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)、納米材料微觀形貌，離不開超薄樣品切片這一道關(guān)鍵工序。樣品制備質(zhì)量好壞，會(huì)直接決定顯微圖像的成像效果。如果切片出現(xiàn)褶皺、擠壓變形、劃痕等缺陷，會(huì)在成像畫面形成偽跡，干擾科研人員對(duì)于微觀結(jié)構(gòu)的判讀。早期實(shí)驗(yàn)室大多自制玻璃刀開展切片作業(yè)，玻璃刀獲取方式簡(jiǎn)單，但刀刃耐磨性能有限，連續(xù)切片過程中刀刃容易發(fā)生磨損，需要頻繁重新制刀，消耗大量實(shí)驗(yàn)時(shí)間，也會(huì)帶來切片質(zhì)量的波動(dòng)。如何獲得厚度均勻、形變較小的切片，成為樣本前處理環(huán)節(jié)需要持續(xù)面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題。
隨著顯微技術(shù)持續(xù)迭代，鉆石材質(zhì)切片刀具逐步走進(jìn)各類電鏡實(shí)驗(yàn)室。單晶鉆石材質(zhì)硬度高，刀刃經(jīng)過精細(xì)研磨加工，可以實(shí)現(xiàn)納米尺度的切削作業(yè)，降低切片產(chǎn)生的擠壓形變。很多科研機(jī)構(gòu)在權(quán)衡耗材特性之后，會(huì)選擇商用鉆石刀具替代傳統(tǒng)玻璃刀，用于日常超薄切片工作。瑞士戴通鉆石刀依托單晶鉆石研磨工藝，針對(duì)不同樣本類型劃分多個(gè)產(chǎn)品系列，適配常溫超薄切片、冷凍切片、組織半薄切片等場(chǎng)景，成為電鏡樣品制備環(huán)節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)耗材。
不同的實(shí)驗(yàn)樣本，對(duì)于切削條件有著差異化訴求。生物樹脂包埋組織、脫鈣骨樣本、高分子聚合物、無機(jī)脆性材料，材質(zhì)軟硬各不相同。部分樣本質(zhì)地偏軟，切削時(shí)容易發(fā)生擠壓；硬質(zhì)樣本則會(huì)對(duì)刀刃形成持續(xù)摩擦損耗。刀具的刃口角度、刀刃有效長(zhǎng)度，會(huì)對(duì)切片狀態(tài)帶來直接影響。科研人員選型階段，應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身樣本屬性，參考產(chǎn)品手冊(cè)與已發(fā)表文獻(xiàn)，挑選匹配的刀具型號(hào)。冷凍環(huán)境下開展切片作業(yè)，還需要考量低溫工況對(duì)刀刃、刀槽配件帶來的影響，適配冷凍切片的工況條件。
瑞士戴通鉆石刀在使用過程中，對(duì)操作人員實(shí)操水平有著一定要求。刀刃極其纖薄，輕微觸碰硬物就可能造成刃口損傷，一旦出現(xiàn)缺口，刀具便無法繼續(xù)正常使用。裝夾刀具時(shí)，要做好對(duì)位校準(zhǔn)，把控切片機(jī)進(jìn)給速度；切片作業(yè)期間，控制好切削速率，避免過快進(jìn)給帶來的沖擊。完成一組樣品切片之后，按照規(guī)范流程清潔刀槽，去除殘留樹脂碎屑，再將刀具妥善收納存放，規(guī)避磕碰風(fēng)險(xiǎn)。良好的操作習(xí)慣，可以延緩刀刃損耗，拉長(zhǎng)刀具實(shí)際使用周期。
需要客觀看待刀具本身的作用，優(yōu)質(zhì)切片耗材不等于直接產(chǎn)出合格樣品。切片效果還會(huì)受到包埋質(zhì)量、修塊工藝、切片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等多重因素制約。即便使用性能穩(wěn)定的刀具，如果包埋塊內(nèi)部存在孔隙、修塊表面凹凸不平，依舊會(huì)產(chǎn)生大量不合格切片。實(shí)驗(yàn)人員依舊要反復(fù)打磨修塊、進(jìn)給調(diào)節(jié)等實(shí)操技巧，通過多次預(yù)切片摸索適合該批次樣本的工藝參數(shù)。
在生命科學(xué)與材料科學(xué)研究領(lǐng)域，樣品前處理是整個(gè)實(shí)驗(yàn)鏈條的起始一環(huán)。電鏡成像看的是樣本內(nèi)部真實(shí)微觀樣貌，切片作為樣本通向顯微觀察的橋梁，每一處細(xì)節(jié)變化都會(huì)向下傳遞到后續(xù)成像環(huán)節(jié)。鉆石類切片刀具的出現(xiàn)，改善了傳統(tǒng)玻璃刀耐磨不足的短板，但日常實(shí)驗(yàn)中依舊要做好選型、操作、保管全流程管控。
科研工作講究設(shè)備耗材與人的相互配合，耗材只是工具，實(shí)驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)積累、標(biāo)準(zhǔn)化操作流程，同樣占據(jù)重要地位。不斷優(yōu)化樣品制備工藝，把控每一道前處理工序細(xì)節(jié)，盡可能減少人為與耗材帶來的各類偽跡，才能夠產(chǎn)出穩(wěn)定可靠的切片樣本，為透射電鏡觀測(cè)、微觀結(jié)構(gòu)解析打下扎實(shí)基礎(chǔ)，助力生命科學(xué)、材料領(lǐng)域各項(xiàng)課題研究穩(wěn)步向前推進(jìn)。
