超薄切片機需要使用玻璃刀，為電鏡和光鏡提供超薄樣本切片。
對于樹脂切片和冷凍切片（Tokuyasu樣本）的玻璃刀，其刀鋒非常鋒利、堅固、穩定。采用斷裂法制備良好玻璃刀時，玻璃條的質量非常重要。玻璃條由精選玻璃生產而成，厚度和質量均經過準確把控。只有采用高質量標準來嚴格把控公差，才能從一塊玻璃中制出兩把良好玻璃刀。
圖1：成刀
平衡斷裂概念
在科學級質量的玻璃條中制造受控的筆直斷裂，要求制刀機在劃痕的兩側施加相同的重量和壓力。此外，從底部接觸玻璃的支撐元件盡可能減小表面接觸，以免在斷裂之前對玻璃施加非受控的壓力。
采用平衡斷裂法（圖2）制刀時，一根玻璃條會從中間劃痕處斷裂成相等的兩半。劃痕兩側的玻璃重量相等，斷裂是平衡的，新產生的斷裂面是平整的。不斷將新產生的玻璃條斷成相等的兩半，可以得到一定數量的方形玻璃板。
所有方形玻璃板都擁有平直的側邊以及準確的直角，而連續斷裂法得到的方形玻璃板的表面常常會彎曲變形。
圖2：平衡斷裂法
劃痕和斷裂原理
制作高質量玻璃刀通常需要制作出一批相等的方形玻璃板，在玻璃上準確地劃出劃痕，準確地施加壓力，使其斷裂。
通常情況下，當斷裂發生在靠近拐角的地方（長劃痕）時，刀鋒更加平直，對面刀肩更窄。過去建議使用短劃痕制作冷凍超薄切片，因為這樣一來自由斷裂的時間較長，可以制得鋒利、至長的可用刀鋒[1, 2]。
每個劃痕已經預設好，劃痕距離方塊兩個角的距離相等。斷裂發生時，玻璃下方墊著兩枚不銹鋼半球，上方則由兩枚斷裂銷固定。這種斷裂可以讓劃痕向其兩側盡可能地延伸，直至自由斷裂發生。自由斷裂的方向由斷裂兩側玻璃的重量以及兩側施加的力決定
自由斷裂向方形玻璃板的邊緣彎曲，終制得一把刀，且刀鋒對面出現平邊（刀肩）（圖3a）。若劃痕沿著方塊的中心延伸，則產生的刀肩會非常窄，此時刀的角度更加接近45°（圖3b）。
這是冷凍超薄切片的優選設置。進行樹脂切片時，則可以將刀肩設置得稍微大一些（~0.5 mm），產生更大的刀角度，這樣能更加穩定。
圖3a
圖3b
玻璃刀真實刀角度
在方形玻璃板上劃出劃痕時，所有劃痕距離方形玻璃板直角還有一定距離。對劃痕兩側施加壓力，斷裂開始，首先可以看到劃痕開始變深。斷裂沿著劃痕向方形玻璃板兩角延伸。劃痕到達兩個角后，自由斷裂開始。斷裂沿著劃痕延伸，到達兩角時向方形玻璃板的一邊偏離彎曲。因此，玻璃刀的真實刀角會略大于劃痕角度。
玻璃刀的真實角度會隨著劃痕偏離對角線角度的加大而加大。這種情況下，刀肩就會變寬。
例如，用方形玻璃板制作玻璃刀時，若刀肩較小（<0.5>0.5 mm）后，會進一步放大真實刀角度，甚至可能使其大于55°（圖4）。
圖4
可用刀鋒長度
在暗場照明下用體式鏡來檢查玻璃刀刀鋒（或用超薄切片機并使用背光燈照明），可以看出刀鋒的中間部分zui shi he用來做超薄切片。刀鋒右側有可見的毛刺（鋸齒狀），會使刀的質量下降。受應力線影響，刀鋒左側也不適合做切片（圖5）。
從應力線離開刀鋒到刀鋒出現毛刺（鋸齒狀），這一段刀鋒可用做超薄切片。
圖5
注 意
使用8 mm玻璃條比使用6.4 mm玻璃條多30%可用刀鋒長度！
方形玻璃板斷裂成玻璃刀時，施加的力越小，應力線就會越快離開刀鋒，鋸齒狀毛刺也更少。這樣一來，可用刀鋒長度就會更長。
檢查刀鋒
制得一對玻璃刀后，可以在超薄切片機上檢查刀鋒質量。
使用背光燈照明，將間隙角設置為至大值，可以看見一道非常細的白線（圖6）。這條線可用于判斷刀鋒的質量，白線平直、無塵、無油漬、無指紋、無玻璃毛刺。
另外，也可以使用頂燈照明觀察玻璃刀的刀鋒質量（圖7）。
圖8所示玻璃刀質量不合格，不能使用。抓取玻璃刀時，指紋留在了刀鋒上。
圖9（頂部）展示了一對玻璃刀，它們在斷裂后并排放置。圖中（圖9底部）還展示了兩把玻璃刀的刀肩細節。在斷裂過程中，右側刀鋒與左側刀肩對應，左側刀鋒與右側刀肩對應。
圖6
圖7
圖8
圖9
參考資料：
1. Griffiths G, Simons K, Warren G and Tokuyasu KT: Immunoelectron microscopy using thin, frozen sections: Application to studies of the intracellular transport of Semliki Forest virus spike glycoproteins. In: Methods in Enzymology 466–485 (1983).
2. Tokuyasu KT: Application of cryoultramicrotomy to immunocytochemistry. Journal of Microscopy 143 (2): 139–149 (1986).
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