Elektron Mikroskopisi Birimi
Elektron Mikroskopi Laboratuvarımız, yüksek çözünürlüklü Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM) altyapısına sahiptir. Merkezimizde bulunan Zeiss Sigma 500 FE-SEM sistemi, 20 V – 30 kV hızlandırma voltajı aralığında çalışabilmekte; 15 kV’da 0,8 nm ve 1 kV’da 1,6 nm çözünürlük sunmaktadır. Alan emisyonlu elektron tabancası sayesinde, klasik SEM sistemlerine kıyasla daha ince ve yoğun bir elektron demeti üretilerek nanometre ölçeğinde üstün çözünürlüklü görüntüleme yapılabilmektedir.
Cihaza entegre EDS (Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi) dedektörü ile numunelerin elementel bileşimi analiz edilmekte; yarı niceliksel elementel dağılım belirleme ve haritalandırma çalışmaları gerçekleştirilebilmektedir. EBSD (Elektron Geri Saçılım Kırınımı) dedektörü sayesinde kristalografik yönlenme, tane yapısı ve faz analizleri yapılabilmekte; STEM (Taramalı Geçirimli Elektron Mikroskopisi) dedektörü ile biyolojik örnekler, ince filmler ve polimerik malzemelerin iç yapıları yüksek çözünürlükte görüntülenebilmektedir.
Birimimizde ayrıca Korelâtif Işık ve Elektron Mikroskopisi (Correlative Light and Electron Microscopy, CLEM) çalışmaları yürütülmektedir. Bu yaklaşım kapsamında aynı hücre, doku bölgesi veya materyal alanı önce floresan mikroskopisi ile görüntülenmekte, ardından belirlenen ilgi alanları elektron mikroskobu kullanılarak ultrastrüktürel düzeyde analiz edilmektedir. Floresan mikroskopisi ile elde edilen fonksiyonel ve moleküler bilgiler; SEM ve STEM dedektörlerinden elde edilen yüksek çözünürlüklü yapısal verilerle ilişkilendirilerek spesifik proteinlerin, hücresel bileşenlerin veya fonksiyonel bölgelerin ultrastrüktürel karşılıkları ortaya konmaktadır.
Elektron Mikroskopi Laboratuvarı, disiplinlerarası akademik araştırmalara yönelik ileri düzey görüntüleme ve mikroyapısal analiz hizmetleri sunmaktadır. Laboratuvarımızda gerçekleştirilebilen başlıca çalışmalar şunlardır:
-
Biyolojik doku ve hücre kültürü örneklerinin yüzey morfolojisi ve ultrastrüktürel analizi
-
Nanomalzemeler, biyomalzemeler ve mühendislik malzemelerinin yüzey topografisi ve mikroyapısal incelemeleri
-
Elementel bileşim analizi ve elementel haritalandırma (EDS)
-
Kristalografik yönlenme, tane yapısı ve faz analizi (EBSD)
-
İnce filmler, polimerik malzemeler ve biyolojik örneklerin iç yapılarının yüksek çözünürlüklü görüntülenmesi (STEM)
Tüm hizmetler, araştırma amacına uygun analiz koşulları belirlenerek yürütülmekte; ölçüm süreçlerinde elde edilen verilerin bilimsel güvenilirliği ve tekrarlanabilirliği esas alınmaktadır. Laboratuvarımız, tez çalışmaları, proje destekli araştırmalar ve akademik yayın süreçlerinde araştırmacılara kapsamlı teknik destek sağlamaktadır.
Zeiss Sigma 500 (FESEM)
SEM Örnek Hazırlama
Birimimiz, SEM analizleri öncesinde numunelerin yapısal bütünlüğünü ve yüzey özelliklerini korumaya yönelik ileri düzey örnek hazırlama altyapısına sahiptir. Bu kapsamda, Quorum K850 Kritik Nokta Kurutucu (CPD) kullanılarak biyolojik örnekler, polimerik materyaller ve çeşitli mühendislik malzemeleri kontrollü koşullar altında kurutularak SEM görüntülemesine uygun hâle getirilmektedir. Kritik nokta kurutma yöntemi, sıvı–gaz faz geçişi sırasında oluşabilecek yüzey gerilimine bağlı deformasyonları ortadan kaldırarak özellikle biyolojik örneklerde hücresel ve ultrastrüktürel detayların korunmasını sağlamaktadır. Bu yöntem sayesinde çökmeler, büzüşmeler ve morfolojik artefaktlar en aza indirilmekte ve yüksek çözünürlüklü SEM görüntüleme mümkün hâle gelmektedir.
Elektriksel olarak iletken olmayan veya düşük iletkenliğe sahip numunelerin SEM analizine uygun hâle getirilmesi amacıyla, Quorum Q150R S kaplama sistemi kullanılmaktadır. Kaplama işlemi sırasında numuneler, altın/paladyum (Au/Pd) alaşımı ile homojen ve kontrollü kalınlıkta kaplanmakta; yüzey iletkenliği artırılarak elektron demetinden kaynaklanan şarjlanma etkileri minimize edilmektedir. Böylece görüntü stabilitesi, sinyal kalitesi ve kontrast önemli ölçüde iyileştirilmektedir. Kaplama parametreleri, numune tipi ve hedeflenen analiz koşullarına göre optimize edilmektedir.
Numune hazırlama süreçleri; gerçekleştirilecek analiz türü (morfolojik, elementel, kristalografik vb.) ve görüntüleme parametreleri dikkate alınarak planlanmakta, her numune için ihtiyaç odaklı ve esnek optimizasyon sağlanmaktadır.
TEM Örnek Hazırlama
Geçirimli Elektron Mikroskopisi (TEM) analizlerine yönelik örnek hazırlama süreçleri, örneklerin ultrastrüktürel bütünlüğünü koruyacak şekilde titizlikle planlanmakta ve yürütülmektedir. Biyolojik doku ve hücre örneklerinde uygun primer fiksasyon, post-fiksasyon ve doku takibi işlemlerinin ardından numuneler epoksi reçine (Epon) içerisine gömülmektedir.
Laboratuvarımızda bulunan Leica EM TRIM2 trim cihazı kullanılarak Epon bloklar kesite uygun hâle getirilmekte; Leica EM UC7 ultramikrotom aracılığıyla yarı ince (semi-thin) ve ultra ince (ultrathin) kesitler alınabilmektedir. Yarı ince kesitler, ışık mikroskobik ön değerlendirme ve hedef bölgenin belirlenmesi amacıyla kullanılırken; ultra ince kesitler elektron mikroskopisi analizleri için hazırlanmakta ve uygun gridler üzerine aktarılmaktadır.
Ultra ince kesitlerin görüntülenmesi, merkezimizde bulunan FE-SEM sistemine entegre STEM dedektörü aracılığıyla gerçekleştirilmektedir. Bu yapılandırma sayesinde biyolojik örnekler, ince filmler ve polimerik malzemeler STEM modunda yüksek çözünürlükle incelenebilmektedir. FE-SEM–STEM yaklaşımı, özellikle ince kesitlerde iç yapının kontrastlı ve ayrıntılı biçimde değerlendirilmesine olanak sağlamaktadır.
Ayrıca, solüsyon hâlindeki numuneler de STEM dedektörü kullanılarak analiz edilebilmektedir. Bu örnekler uygun gridler üzerine alınarak negatif boyama veya adsorpsiyon temelli hazırlama yöntemleri ile görüntülenmekte; protein kompleksleri, veziküller, virüs benzeri partiküller, nanopartiküller ve polimer süspansiyonlarının morfolojik özellikleri ayrıntılı biçimde değerlendirilebilmektedir.
TEM örnek hazırlama ve kesitleme süreçleri, tez çalışmaları, proje destekli araştırmalar ve ileri düzey bilimsel analizler kapsamında araştırmacılara kapsamlı teknik altyapı desteği sağlayacak şekilde yürütülmektedir.
Katkı Sağladığımız Yayınlar
- Demir Ş, Erdal E, Bagriyanik HA. Imaging of Isolated Exosomes by Correlative Microscopy. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 2024;72(3):149-156. 10.1369/00221554241233346
- Turker-Burhan M, Ersoy N, Bagriyanik HA, Tozburun S. Guide mapping for effective superficial photothermal coagulation of the esophagus using computer simulations with ex vivo sheep model validation study. Lasers Surg Med. 2022;54:1116–1129. https://doi.org/10.1002/lsm.23595
- Lobban CS, Bizsel N, Blanco S. Rimoportula Distribution, Heterovalvy and Heteropolarity in Hyalosira (Bacillariophyta: Rhabdonematales), with Revision of H. hesperia and Two New Species. Protist 2022;173:125869. https://doi.org/10.1016/J.PROTIS.2022.125869.
- Lobban CS, Majewska R, Ashworth M, Bizsel N, Bosak S, Kooistra WHCF, et al. Diatom Genus Hyalosira (Rhabdonematales emend.) and Resolution of its Polyphyly in Grammatophoraceae and Rhabdonemataceae with a New Genus, Placosira, and Five New Hyalosira Species. Protist 2021;172:125816. https://doi.org/10.1016/J.PROTIS.2021.125816.
Birim Sorumlusu: Gökçen BİLİCİ GÜLER
