پزشکی بالینی

PDF متن کامل تجهیزات

ميكروتوم كه از كلمه يوناني mikros به معناي كوچك و temnein به معناي بريدن گرفته شده است، ابزاري است كه براي بريدن اسلايس‌هاي بسيار نازك از يك ماده استفاده مي‌شود. ميكروتوم همچنين براي آماده‌سازي sectionهاي باريك از موادي نظير استخوان، دندان و روش جايگزيني براي electropolishing(يك فرايند الكتروشيميائي كه مواد را از يك قطعه فلزي حذف كرده و براي پرداخت كردن، اثرناپذير كردن و پليسه گيري كردن قسمت‌هاي فلزي استفاده مي‌شود) و فرز يون (ion milling) به كار مي‌رود. ميكروتوم‌ها براي آماده سازي نمونه‌ها براي مشاهده در زير تشعشع الكتروني يا نوري در ميكروسكوپ استفاده مي‌شود.

اسلايس‌هاي بسيار باريك نمونه را كه اين دستگاه توليد مي‌كند، section مي‌نامند. sectionهاي ميكروتوم را مي‌توان بسيار باريك برش داد؛ به عنوان مثال مي‌توان يك تار مو را از عرض آن با ضخامت بين nm50 و um100 تقسيم كرد. بسته به نوع نمونه و نيز ميزان ضـخـامت مطلوب براي برش نمونه ها، در ميكروتوم‌ها از تيغه‌هاي استيل، شيشه يا الماس استفاده مي‌شود. تيغه‌هاي استيل براي آماده سازي sectionهايي از بافت‌هاي گياهي يا حيواني براي هيستولوژي ميكروسكوپ نوري استفاده مي‌شوند. چاقوهاي شـيـشـه اي بـراي بـريـدن sectionهـايـي بـراي مـيـكـروسـكـوپ نـوري و نـيز براي بريدن sectionهاي بسيار باريك براي ميكروسكوپ الكتروني استفاده مي‌شوند. چاقوهاي الماس از درجه صنعتي (Industrial grade) براي بريدن مواد سخت مانند استخوان، دندان و غيره براي هم ميكروسكوپ الكتروني و هم ميكروسكوپ نوري استفاده مي‌شوند. چاقوهاي الماس با كيفيت Gem، براي بريدن sectionهاي باريك براي ميكروسكوپ الكتروني استفاده مي‌شوند.
‌مـيـكــروتــوم‌هــاي چــرخـشــي يــا هـيـسـتـوتـوم‌هـا نـمـونـه‌هـاي بـافـت را بـراي تـحـلـيـل ميكروسكوپي در آزمايشگاه هيستولوژي برش مي‌دهند. اين دستگاه‌ها با يك چاقوي شيشـه اي، استيـل يـا tungsten-sarbide-tipped بـه صـورت خـاص طـراحـي شده اند تا sectionهاي باريك از بافتي كه در يك محيط خاص (به عنوان مثال پارافين، پلاستيك و ...) جاسازي شده است تهيه كنند. ميكروتوم‌هاي چرخشي و ديگر انواع ميكروتوم‌ها شامل برودتي، اولترا، لغزشي )sliding( و ... بر اساس چيدمان‌هاي چاقو و حركت نمونه، طبيعت برش دادن و آماده سازي بافت تقسيم بندي مي‌شوند. ميكروتوم‌هاي چرخشي براي برش دادن رايج و با حجم بالا مرسوم هستند و اغلب براي برش دادن بخش‌هاي پارافين استفاده مي‌شوند. بر خلاف ميكروتوم‌هاي لغزشي، ميكروتوم‌هاي چرخشي براي برش دادن sectionهاي جاسازي شده در celloidin يا بلوك‌هاي بزرگ نمونه توصيه نمي شوندcelloidin ( محيطي است كه با اعمال تركيبي از اسيد سولفوريك و اسيد نيتريك به كتان ايجاد مي‌شود و براي جاسازي بافتي كه براي ميكروسكوپي الكتروني برش داده مي‌شود استفاده مي‌شود.)
ميكروتوم‌هاي چرخشي مي‌توانند بلوك‌هاي بافت را در بازه اي از تنظيمات برش دهند؛ اين بازه وابسته به ميكروتوم است. برش‌هاي معمول پارافين در 4 تا 6 ميكرومتر انجام مي‌شود، با اين حال بسياري از دستگاه‌ها مي‌توانند براي رزولوشن بهتر، برش كـمـتـــر از دو مـيـكـــرومـتـــر را نـيـــز انـجـــام دهـنــد. اولتـراميكـروتوم‌ها كه پايداري و صحت خيلي بيشتري دارند، مي‌توانند sectionهاي جاسازي شده در پلاستيك با ضخامت 0.5 يا 0.2 ميكرومتر ايجاد كنند.
‌در آغـــاز تـــوسـعـــه مـيـكـــروسـكـــوپ نــوري، sectionهـايـي از گياهان و حيوانات به صورت دستي با استفاده از تيغ آماده مي‌شدند. دريافتند كه براي مشاهده ساختار نمونه‌ها مهم است كه بتوان برش‌هاي تميز و تكرارپذيري با ضخامت در حد um100 توليد كرد كه نور بتواند از آن‌ها عبـور كنـد. ايـن كـار، امكـان مشاهده نمونه‌ها با اسـتـفــاده از مـيكـروسكـوپ‌هـاي نـوري در مـود انتقال را فراهم مي‌كند.
يكي از اولين دستگاه‌هاي مورد استفاده براي آمـاده كـردن چـنـيـن بـرش‌هايي در 1770 توسط George Adams اخــتـــراع شـــد و بــعـــدا تـــوســـط Alexander Cummings توسعه داده شد (شكل 1.) اين دستگاه با دست كار مي‌كرد و نمونه در يك استوانه قرار داده مي‌شد و sectionها از قسمت روي نمونه با استفاده از يك ميل لنگ دستي (hand crank) ايجاد مي‌شدند.
در 1835، Andrew Prichard يك مدل ميزي ايجاد كرد كه با ثابت كردن دستگاه به ميز و جـداكـردن اپـراتور از چاقو، لرزش را حذف مي‌كرد. گاهي اختراع ميكروتوم به Wilhelm His كــه يـك آنـاتـوميسـت بـود، نسبـت داده مـي‌شـود. وي در نـوشتـه اي بـا عنـوان "تـوضـيـحاتي در مورد ميكروتوم" چنين نوشته است: "اين دستگاه، دقتي در كار ايجاد مي‌كند كه مي‌توان به واسطه آن section هائي را به دست آورد كه امكان ايجاد آن‌ها با دست وجود ندارد. با اين دستگاه مي‌توان sectionهاي بدون شكستگي براي تحقيقات به دست آورد."
امروزه اغلب ميكروتوم ها، امكان تعويض چاقو و نگهدارنده نمونه و يك مكانيزم پيش رونده دارند. در اغلب اين دستگاه‌ها برش نمونه با حركت دادن نمونه در طول چاقو شروع مي‌شود. مكانيزم پيش رونده به صورت اتوماتيك به جلو حركت مي‌كند به نحوي كه بتوان برش بعدي براي ضخامت انتخابي را انجام داد. ضخامت section با يك مكانيزم تنظيم، كنترل مي‌شود.

كاربردها
مرسوم‌ترين كاربردهاي ميكروتوم عبارتند از:
تكنيك قديمي هيستولوژي: بافت‌ها از طريق جايگزين كردن آب با پارافين سخت مي‌شوند. سپس با استفاده از ميكروتوم، بافت با ضخامت‌هاي از um2 تا um50 بريده مي‌شود. بعد از برش مي‌توان بافت راروي يك اسلايد ميكروسكوپ قرار داد، بعد از حذف پارافين، با رنگ (هاي) آبي مناسب، رنگ شود و با استفاده از يك ميكروسكوپ نوري بررسي شود.
تكنيك Cryosectioning: بافت‌هاي غني از آب با منجمدكردن سخت مي‌شوند و در حالت يخ زده، با استفاده از يك ميكروتوم انجماد يا ميكرتوم cryostat بريده مي‌شوند. sectionها رنگ آميزي شده و با ميكروسكوپ نوري بررسي مي‌شوند. اين تكنيك، بسيار سريع تر از هيستولوژي سنتي است (5 دقيقه در مقايسه با 16 ساعت) و همراه با فــرايـنــدهــاي پــزشـكــي، بــراي رسـيــدن بــه يــك تـشـخـيــص ســريــع اسـتـفــاده مــي‌شــود. Cryosectionهـا مي‌توانند همچنين در immunohistochemistry استفاده شوند؛ چرا كه منجمدكردن بافت سريع تر از ثابت كننده، تخريب بافت را متوقف مي‌كند و تركيبات شيميايي آن را نيز، كمتر تغيير مي‌دهد.
تكنيك ميكروسكوپ الكتروني: بعد از جاسازي كردن (embed) بافت‌ها در رزين اپوكسي، يك ميكروتوم مجهز به چاقوي شيشه اي يا الماس درجه gem، براي بريدن sectionهاي بسيار باريك (در حد 60 تا 100 نانومتر) استفاده مي‌شود. sectionها با استفاده از يك محلول آبي از نمك يك فلز سنگين مناسب، رنگ آميزي شده و با ميكروسكوپ انتقال الكتروني بررسي مي‌شوند. اين دستگاه، اغلب اولتراميكروتوم ‌ناميده مي‌شود. اولـتـراميكروتوم با چاقوي شيشه اي يا چاقوي الماس درجه ي صنعتي، براي بريدن survey section ها، قبل از برش دادن باريك، نيز استفاده مي‌شود. اين sectionها عموما ضخامت um0.5 تا um1 دارند و روي يك اسلايد شيشه اي قرار داده مي‌شوند و قبل از اين كـه بـراي مـشـاهـده و بـررسـي بـا اسـتـفـاده از ميكروسكوپ انتقال الكتروني (TEM)—، به sectionهـاي بـاريـك تـر بـريـده شـونـد، بـراي تـعيين موقعيت مكان‌هاي مورد نظر زير ميكروسكوپ نوري رنگ آميزي مي‌شوند. برش دادن آن‌ها به ضخامت‌هاي كمتر براي بررسي با TEM، اغلب با يك چاقوي الماس درجه gem انجام مي‌شود. براي تكميل كردن تكنيك‌هاي سنتي TEM، اولتراميكروتوم‌ها داخل محفظه SEM نصب مي‌شوند به نحوي كـه مـي‌تـوان ابتدا سطح روي بلوك را تصويربرداري كرد و سپس آن را با ميكروتوم برداشت تا سطح بعدي براي تصويربرداري در رو قرار بگيرد. اين تكنيك، ميكروسكوپي الكتـروني اسكن كردن سطح بلوك به صورت سريال (SBFSEM)، ناميده مي‌شود.
تـكـنيـك ميكـروتـومـي گيـاه شنـاسـي: مـواد سخت مانند چوب، استخوان و چرم نياز به يك مـــيـــكـــــروتــــوم غــلــتــكــــي (sledge) دارنــــد. ايــــن مـيـكـروتـوم‌هـا تـيـغـه‌هـاي سـنـگـيـن تري دارند و نـمـي‌تـوانـنـد بـرش‌هـايـي بـه بـاريـكـي بـرش‌هـاي ميكروتوم‌هاي معمول ايجاد كنند.
تــكــنــيـــك اسـپـكـتـــروسـكـــوپـــي ‌(بـــه ويـــژه اسـپـكـتــروسـكــوپــي مــادون قــرمـز يـا FTIR:) ايـن sectionهاي پليمري باريك براي اين كه اشعه ي مادون قرمز، به نمونه ي تحت بررسي نفوذ كند نياز هستند. لازم است كه نمونه‌ها را با ضخامت بين um20 تا um100 برش داد. براي آناليز جزئي تر نواحي بسيار كوچكتر در يك section باريك، ميكروسكوپي FTIR مي‌تواند براي بررسي نمونه استفاده شود.
يك توسعه اخير، ميكروتوم ليزري است كه نـمــونــه هــدف را بــه جــاي اسـتـفــاده از چـاقـوي مـكــانيكـي بـا استفـاده از يـك ليـزر femosecond برش مي‌دهد. اين روش، بدون تماس است و نـيـاز بـه تـكـنـيـك‌هـاي آماده سازي نمونه ندارد. ميكروتوم ليزري مي‌تواند تقريبا هر بافتي را در حالت طبيعي خودش برش دهد. بسته به ماده مــــورد پـــردازش، مـــي‌تـــوان اســـلايـــس‌هـــاي بـــا ضخامت بين um10 تا um100 توليد كرد.

انواع ميكروتوم
ميكروتوم چرخشي
طراحي معمول ميكروتوم همين نوع است. ايــن دستگـاه بـا يـك عمـل چـرخـش پلـه اي كـار مـي‌كـنـد بـه نـحـوي كـه بـرش، جزئي از حركت چـرخـشـي اسـت. در يـك مـيـكـروتوم چرخشي معمولا چاقو در يك موقعيت افقي ثابت است. شـكـل 2 يـك مـيـكـروتـوم چـرخـشـي بـا سـاخـتار قديمي را نشان مي‌دهد.
بـا حـركـت نـگـهدارنده نمونه، نمونه با چاقو بريده مي‌شود و section جديد روي چاقو باقي مي‌ماند. در بالاترين نقطه از حركت چرخشي، نـگـهـدارنـده نـمـونـه بـه انـدازه ضـخامت section تـولـيـد شـده پـيـش بـرده مـي‌شـود و لـذا مـي‌توان section بعدي را برش داد.
چـرخـش در بسيـاري از ميكـروتـوم‌ها با دست انجام مي‌شود. مزيت اين است كه مي‌توان يك برش تميز انجام داد؛ چرا كه جرم نسبتا زياد چرخ، مانع از متوقف شدن نمونه در طول برش آن مي‌شود. در مدل‌هاي جديدتر اغلب، چرخ، داخل پوشش ميكروتوم قرار داده شده است. ضخامت معمول برش براي يك ميكروتوم چرخشي بين يك تا شصت ميكرومتر است. براي مواد سخت مانند نمونه‌هاي جاسازي شده در رزين‌هاي مصنوعي، اين طراحي ميكروتوم مي‌تواند امكان ايجاد sectionهاي خوب با ضخامت كم تا حد um 0.5 را فراهم كند.
فـيـلـمــي از طـرز عملكـرد يـك ميكـروتـوم چـرخشـي نمـونـه را مـي‌تـوانيـد در آدرس b.avi<6/roov07>http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/imgfeb مشاهده كنيد.
شكل 3 يك ميكروتوم چرخشي را نشان مي‌دهد كه برخي از اجزاي آن با شماره گذاري مشخص شده و به صورت زير هستند: 1- كليد تنظيم ضخامت section كه اسكيل آن بين يك تا 25 ميكرومتر است. توجه داشته باشيد كه اين مقادير، تقريبي اند. 2- چرخ گـردان بـراي عمل كردن ميكروتوم. 3- نگهدارنده چاقوي ميكروتوم: a- دسته براي مـحـكـم كـردن نـگـهـدارنده چاقو، b- حركت رو به جلو و عقب نگهدارنده چاقو. 4- نگهدارنده تيغه يك بار مصرف. 5- گيره نمونه.
در شكل 4 همان دستگاه را مي‌بينيد كه پوشش پشت آن باز شده است. شماره‌هاي مشخص شده عبارتند از: 1- دكمه تنظيم ضخامت section. 2- چرخ گردان براي عمل كردن ميكروتوم. 3- دسته اي كه چرخ دندانه دار را درگير مي‌كند. 4- دسته براي خلاص كردن/ درگير كردن چرخ دندانه دار. وقتي كه دندانه گير كرده باشد، ميكروتوم براي برش دادن section آماده است. 5- چرخ دندانه دار، پيچ جلوبرنده را راه اندازي مي‌كند. 6- دسته براي چرخاندن دستي چرخ 7- حركت عمودي دسته
هر دندانه اي از چرخ دندانه دار (شماره‌هاي 2 و 5 در شكل‌هاي 3 و 4)

تقريبا متناظر با يـك مـيكرومتر است. زماني كه چرخ به صورت ساعتگرد چرخانده مي‌شود، بلوك حاوي چرخ دندانه دار، پيچ جلوبرنده ميكروتوم و گيره نمونه بالا آورده مي‌شوند تا زماني كه قسمتي از دسته درگير در چرخ دندانه دار، دكمه تنظيم ضخامت section را لمس كند. اين باعث مي‌شود چرخ دندانه دار يك چرخش ناكامل داشته باشد كه ميزان اين چرخش وابسته به موقعيت دكمه ي تنظيم ضخامت section است. به خاطر چرخش چرخ دندانه دار، پيچ جلوبرنده با آن مي‌چرخد و نمونه را به خارج از ميكروتوم و لذا به سمت چاقوي ميكروتوم حركت مي‌دهد. زماني كه گيره نمونه پايين آورده مي‌شود، يك section برش داده مي‌شود.

ميكروتوم Sledge(سورتمه اي)
‌دستگاهي است كه نمونه در آن در يك نگهدارنده ثابت (شاتل) قرار داده مي‌شود كه در طول يك چاقو به جلو و عقب حركت مي‌كند. طراحي ميكروتوم‌هاي مدرن سورتمه اي (sled)، اين امكان را مي‌دهد كه به راحتي تعداد زيادي section ضخيم برش داده شوند. با تنظيم زاويه بين نمونه و چاقوي ميكروتوم، مي‌توان فشار اعمال شده به نمونه در طول برش را كاهش داد. كاربردهاي معمول اين طراحي ميكروتوم، آماده سازي نمونه‌هاي بزرگ مانند نمونه‌هايي است كه براي آماده سازي بيولوژيكي در پارافين قرار داده شده اند. ضخامت‌هاي برش معمول با اين ميكروتوم‌ها بين يك تا شصت ميكرومتر است. در ادامه، توضيحات بيشتري در مورد اين نوع ميكروتوم نوشته شده است.
Cryomicrotome
براي برش دادن نمونه‌هاي منجمد، بسياري از ميكروتوم‌هاي چرخشي را مي‌توان به نـحـوي تـغـيـير داد تا برش را در يك محفظه نيتروژن مايع، كه cryomicrotome ناميده مي‌شود، انجام دهند. دماي پائين امكان افزايش سختي نمونه را فراهم مي‌كند. دماي نمونه و دماي چاقو بايد به منظور بهينه كردن ضخامت نهائي نمونه كنترل شوند.

اولتراميكروتوم
با اولتراميكروتوم مي‌توان sectionهاي با ضخامت بسيار كم توليد كرد. اين دستگاه، مشابه ميكروتوم چرخشي كار مي‌كند؛ اما تلورانس بسيار كمي روي ساختار مكانيكي آن وجود دارد. به خاطر طراحي مكانيكي دقيق، بسط خطي ناشي از حرارت براي كنترل ضخامت استفاده مي‌شود.
اين برش‌هاي بسيار باريك براي استفاده در TEM و SBFSEM بسيار مهم هستند و گاهي اوقات در ميكروسكوپ نوري هم مهم اند. ضخامت معمول اين برش‌ها بين 40 تا 100 نانومتر براي ميكروسكوپ انتقال الكتروني و بين 30 تا 50 نانومتر براي SBFSEM است. sectionهاي با ضخامت بيشتر تا ضخامت nm500 نيز براي كاربردهاي TEM خاص يا براي بررسي‌هاي انجام شده توسط ميكروسكوپ نوري براي انتخاب ناحيه اي براي برش ظريف نهائي تهيه مي‌شوند. چاقوهاي (ترجيحا) الماس و چاقوهاي شيشه اي در اولتراميكروتوم استفاده مي‌شوند. براي جمع آوري section ها، وقتي برش داده مي‌شوند برش، روي سطح يك مايع شناور مي‌شوند. سپس به دقت روي شبكه‌هاي مناسب براي مشاهده زير TEM برداشته مي‌شوند (شكل 5.)

ميكروتوم‌هاي لرزشي
ميكروتوم‌هاي لرزشي، بريدن را با استفاده از يك تيغه لرزشي انجام مي‌دهند كه باعث مي‌شود برش حاصل نياز به فشاري كمتر از برش انجام شده با تيغه ثابت داشته باشد. ميكروتوم لرزشي معمولا براي نمونه‌هاي بيولوژيك سخت استفاده مي‌شود. ضخامت برش معمولا بين 30 تا 500 ميكرومتر براي بافت زنده و 10 تا 500 ميكرومتر براي بافت ثابت شده است.

ميكروتوم‌هاي اره اي
ميكروتوم اره اي، به صورت خاص براي مواد سـخـت مانند دندان يا استخوان است. اين نوع ميكروتوم يك اره چرخشي recessed دارد كه نـمونه را برش مي‌دهد. مينيمم ضخامت برش تـقـريـبـا um 30 اسـت كـه بـراي نمونه‌هاي نسبتا بزرگ هم قابل دسترس است.

ميكروتوم ليزري
دسـتـگـاهـي اسـت كـه براي برش دادن بدون تــمــــاس اســتــفـــاده مـــي‌شـــود. نــيـــازي بـــه آمـــاده ســازي‌هــاي نـمــونـه از طـريـق جـاسـازي كـردن، منجمدكردن يا ثابت كردن شيميايي نيست و لذا اغتشاشات ناشي از روش‌هاي آماده سازي نيز حـــداقـــل مـــي‌شـــونـــد. بـــه عـــلاوه ايــن طــراحــي ميكروتوم مي‌تواند براي مواد بسيار سخت مانند استخوان يا دندان استفاده شود. بسته به خواص مــاده نـمــونــه، ضـخـامـت مـمـكـن بـيـن ده تـا صـد ميكرومتر است.
دستگـاه بـا استفـاده از يـك ليـزر مادون قرمز، برش را انجام مي‌دهد. از آنجا كه ليزر، تشعشعي در نـزديكـي مـادون قرمز ساطع مي‌كند، در اين طول موج ليزر مي‌تواند با مواد بيولوژيك واكنش داشتـه بـاشـد. از طـريـق تمركز پروب در نمونه، مي‌توان يك نقطه كانوني با چگالي بسيار بالا تا 2TW/cm بـــه دســت آورد. از طــريــق تـعــامــلات غـيــرخطـي نفـوذ نـوري در نـاحيـه كـانـونـي، طـي فرايندي به نام photo-disruption جداسازي ماده رخ مي‌دهد. با محدود كردن مدت زمان پالس ليزر به بازه فمتوثانيه، انرژي صرف شده در ناحيه هدف، دقيقا كنترل مي‌شود و به اين وسيله ناحيه تـعامل برش به ناحيه اي كوچكتر از ميكرومتر مـحــدود مـي‌شـود. خـارج از ايـن نـاحـيـه آسـيـب حـرارتـي ايجـاد شـده در بقيـه نمـونه تقريبا صفر است.
تشعشع ليزر به يك سيستم اسكن سريع نوري بـر اسـاس آينه هدايت مي‌شود كه امكان تعيين مـوقعيـت سـه بعـدي معبـر پـرتـو و در عيـن حال پيمايش پرتو به ناحيه مطلوب را فراهم مي‌كند. تركيب توان بالا با نرخ raster بالا به اسكنر امكان مي‌دهد كه نواحي بزرگي از نمونه را در يك زمان كوتاه برش دهد. در ميكروتوم ليزري، برش دادن ميكروئي نواحي داخلي بافت ها، ساخت‌هاي سلولي و ديگر انواع اجزاي كوچك با استفاده از ليـزر نيـز امكـان پـذيـر است. در شكل 6 دياگرام مفهومي از عملكرد ميكروتوم ليزري نشان داده شده است.

انواع ميكروتوم‌هاي sledge
چنـديـن نـوع ميكـروتوم sledge وجود دارد. يك راه تقسيم بندي كردن اين نوع ميكروتوم‌ها بـه دو دستـه پـايـه، بـر اسـاس "شـي ثـابت و چاقو متحرك" و "چاقو ثابت و شي متحرك" است. از طرفي با در نظر گرفتن اصول مربوط به حركت دادن نمـونـه، مـي‌تـوان آن‌هـا را بـه دو نوع ديگر تـقـسـيـــم كـــرد: مـيـكـــروتــوم هــائــي كــه در آن‌هــا جلوبردن نمونه مستقيما بر اساس خواص يك پيچ با دندانه‌هاي بسيار ريز است و آن هائي كه جلوبردن نمونه بر اساس حركت نمونه روي يك سطح شيب دار است (روش Thoma-Jung.)
"شي ثابت، چاقوي متحرك" و "چاقو ثابت و شـي متحـرك:" اوليـن نـوع (شـي ثـابـت و چـاقـو متحرك) احتمالا شناخته شده ترين نوع است: بلوك پارافيني در گيره نمونه قرار داده مي‌شود، بـلـوك سـنـگين چاقو (يعني )sledge به صورت سورتمه اي حركت داده مي‌شود.
مـيكروتوم sledge از نوع "چاقو ثابت و شي مــتــحــــرك"، بــــه نــــدرت در آزمــــايــشــگــــاه‌هــــاي غـيــرحــرفــه‌اي ديــده مــي‌شــود. ايــن دسـتـگـاه‌هـا سنگين و بزرگ هستند و براي برش دادن اشياي بــزرگـتــر و سـخــت‌تـر طـراحـي شـده انـد. بـا ايـن مـيـكـروتـوم‌هـا مـي‌تـوان اشـيـاي بـا اندازه تقريبي cm15cm*10 را برش داد.
براي ميكروتوم‌هاي بزرگتر از اين ، برخي از توليدكنندگان به اصل "شي ثابت و چاقو متحرك" برمي گردند. به عنوان مثال ميكروتوم Reichert Polycut در ايالات متحده با قيمت دست دوم تقريبي 10 هزار دلار يا بيشتر (بسته به ساختار آن) فروخته مي‌شود. با چنين ميكروتوم‌هائي مي‌توان كل مغز يا شش يك انسان را برش داد.

حركت نمونه: جلو بردن اتوماتيك نمونه و روش Thoma-Jung
جلوبردن نمونه به صورت اتوماتيك به اين صورت است كه گيره نمونه مستقيما با پيچي با گام‌هاي كاليبره شده به صورت بسيار دقيق، بالا و پائين برده مي‌شود (شكل 8.)

در روش Thoma-Jung، گيـره نمـونـه روي يـك سطـح شيب دار كه در يك سمت ميكروتوم قرار داده شده است، به سمت بالا حركت مي‌كند. حركت افقي گيره نمونه به صورت غيرمستقيم با يك پيج با كاليبراسيون گام دقيق انجام مي‌شود كه گيره شي را به سمت بالاي سطح شيبدار حركت مي‌دهد.

توليد اين سيستم به تعداد زياد كار سختي نيست و به خوبي هم كار مي‌كند؛ اما يك مشكل دارد: مكانيزم جلوبردن، موقعيت نمونه نسبت به طول اسلايدها را تغيير مي‌دهد و توليد ضربه‌هاي برش مشابه و طول مشابه، در طول برش دادن كل يك بافت را مشكل مي‌كند. تصوير 9 يك ميكروتوم sledge با روش Thoma-Jung را نشان مي‌دهد.

كار با يك ميكروتوم sledge و تنظيم آن براي برش دادن نمونه‌هاي بدون مشكل
اين كار ممكن است ساده به نظر برسد؛ اما شايد در اولين بار استفاده از يك ميكروتوم sledge نتوان به سادگي طرز استفاده از آن و موقعيت قرارگيري اپراتور نسبت به آن را متوجه شد. اگر شما راست دست باشيد، موقعيت دست شما نسبت به ميكروتوم به صورت نشان داده شده در شكل 10 است: برش با كشيدن قسمت سورتمه اي دستگاه به سمت خودتان انجام مي‌شود. اگر چپ دست باشيد بايد دستگاه را بچرخانيد و با هل دادن بـخــش ســورتـمـه اي بـه عقـب دور از خـودتـان، بـرش را انجـام دهيـد. در آدرس.avi1/SLEDGE07http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/imgmar مــــي‌تــــوانــيــــد فــيــلـــم كوتاهي كه طرز كار يك ميكروتوم sledge را نشان مي‌دهد مشاهده كنيد.
براي واضح تر شدن بخش‌هاي مختلف يك ميكروتوم sledge نمونه، در شكل 11 با شماره مشخص شده اند و به ترتيب به صورت زير هستند:
1. sledge با بخش‌هاي زير:
a. بلوك نگهدارنده چاقو
b. نگهدارنده قابل تنظيم چاقو
c. محافظ چاقو
d. دسته قفل كردن sledge
e. دسته تنظيم زاويه برش
2. گيره ي نگهدارنده نمونه است با:
a. كليد تنظيم جهت گيره نمونه
b. كليد تنظيم جهت گيره نمونه
c. دسته قفل گيره نمونه
3. كليد تنظيم ضخامت برش و a. تنظيم قفل ضخامت برش
4. كليد تنظيم غيردقيق جلو بردن نمونه
5. كليد تنظيم خلاص شدن/ نشدن نمونه
6. مكانيزم جلوبردن اتوماتيك نمونه با:
a. گيره جلو بردن نمونه كه مي‌تواند قابل قفل كردن باشد يا نباشد.
b. نقطه اعمال گيره جلوبردن نمونه

نحوه كار با يك نمونه ميكروتوم
روش تنظيم يك ميكروتوم نمونه ‌با استفاده از شكل در اين جا توضيح داده مي‌شود. براي انواع ديگر ميكروتوم‌ها نيز اين تنظيمات تفاوت زيادي نخواهند داشت. مراحل اين تنظيمات به صورت زير است:
1- موقعيت شروع ميكروتوم (شكل 12:)
* چاقو برداشته مي‌شود.
* كليد تنظيم خلاص بودن/ نبودن جلورفتن نمونه (شماره 5 در شكل 11) در موقعيت خلاص قرار داده مي‌شود.
* گيـره مكـانيزم جلو بردن نمونه به صورت اتوماتيك (شماره a6 در شكل 11) در موقعيت خلاص قرار داده مي‌شود.

2- در ابتدا بلوك پارافيني حاوي نمونه را در گيره نمونه ميكروتوم قرار دهيد (شكل 13.) گيره را محكم بسته، اما آن را خيلي فشار ندهيد. هيچ گاه از ابزار در كار با ميكروتوم استفاده نكنيد؛ مگر آن كه در راهنماي كار با دستگاه، اين طور گفته شده باشد.

3- براي سادگي تنظيم جهت و ارتفاع نمونه، چيزي شبيه چاقوي ميكروتوم را در نگهدارنده چاقو قرار دهيد. از كليد تنظيم جلوبردن غيردقيق (شماره 4 در شكل 11) براي تنظيم ارتفاع نمونه استفاده كنيد. گيره نمونه را آنقدر بالا و پائين كنيد كه چند ميليمتر پائين‌تر از محلي كه لبه برنده چاقو بعد از قرار دادن چاقو در محل، خواهد بود، قرار بگيرد. در صورت لزوم، تنظيم نهائي ارتفاع بعد از اين كه چاقو در محل خود قرار داده شده انجام مي‌شود (شكل 14.)

4- با استفاده از كليد تنظيم جهت گيره نمونه در جهات X و Y(شماره‌هاي a2 و b2 در شكل 11)، جهت نمونه را تنظيم كنيد. در صورت لزوم، ارتفاع نمونه نسبت به محل قرارگيري چاقوي ميكروتوم را مجددا تنظيم كنيد. بعد از انجام همه تنظيمات، گيره نمونه را با استفاده از دسته قفل كردن گيره نمونه (شماره c2 در شكل 11) قفل كنيد. در صورت لزوم بعد از قراردادن چاقو در محل خود، تنظيم نهائي جهت نمونه انجام خواهد شد (شكل 15.)

5- قفل sledge را با چرخاندن دسته قفل sledge(شماره d1 در شكل 11) باز كنيد و جهت چاقو را تنظيم كنيد. براي بلوك‌هاي پارافيني، نگهدارنده چاقو بايد عمود بر اسلايدهاي ميكروتوم قرار داده شود. بعد از انجام اين كار دوباره sledge را قفل كنيد (شكل 16.)

6- با بازكردن قفل تنظيم ضخامت برش (شماره a3 در شكل 11)، ضخامت برش را تنظيم كرده و مجددا آن را قفل كنيد (شكل 17.)

7- چاقوي ميكروتوم را در نگهدارنده چاقو قرار دهيد. مراقب باشيد كه محافظ چاقو را با لبه برنده چاقو تماس ندهيد. زاويه برش را با استفاده از دسته تنظيم زاويه (شماره e1 در شكل 11) تنظيم كنيـد. هـر چه نمونه سخت تر باشد، بايد زاويه كوچكتر باشد. پيچ‌ها را سفت كنيد تا نگهدارنده چاقو را كاملا حفظ كنند (شكل 18.)