ไมโครโทม (มาจากภาษากรีกmikrosซึ่งหมายถึง "เล็ก" และtemneinซึ่งหมายถึง "ตัด") เป็นเครื่องมือตัดที่ใช้ในการผลิตชิ้นเนื้อบางมาก ๆ ซึ่งเรียกว่าส่วนตัด (sections ) โดยกระบวนการนี้เรียกว่าการตัดส่วนตัดขนาดเล็ก (microsectioning ) ไมโครโทมมีความสำคัญในทางวิทยาศาสตร์โดยใช้ในกล้องจุลทรรศน์เพื่อเตรียมตัวอย่าง สำหรับการสังเกตภายใต้ แสงส่องผ่านหรือรังสี อิเล็กตรอน

เครื่องตัดชิ้นเนื้อขนาด เล็ก(Microtomes) ใช้ใบมีดเหล็กแก้วหรือเพชร ขึ้นอยู่กับตัวอย่างที่ต้องการตัดและขนาดความหนาของชิ้นเนื้อที่ต้องการ ใบมีดเหล็กใช้สำหรับเตรียมชิ้นเนื้อจากสัตว์หรือพืชเพื่อใช้ในการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงใบมีดแก้วใช้สำหรับตัดชิ้นเนื้อเพื่อใช้ในการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง และตัดชิ้นเนื้อบางมากเพื่อใช้ในการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใบมีดเพชรเกรดอุตสาหกรรมใช้สำหรับตัดวัสดุแข็ง เช่นกระดูกฟัน และพืชที่มีความแข็ง เพื่อการศึกษาทั้งด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน นอกจากนี้ยังใช้ ใบมีดเพชรคุณภาพสูงสำหรับตัดชิ้นเนื้อบางเพื่อใช้ในการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ด้วย

การตัดด้วยไมโครโทมเป็นวิธีการเตรียมชิ้นส่วนบางๆ สำหรับวัสดุต่างๆ เช่น กระดูก แร่ธาตุ และฟัน และเป็นทางเลือกแทนการขัดด้วยไฟฟ้าและ การกัดด้วย ไอออนชิ้นส่วนที่ได้จากการตัดด้วยไมโครโทมสามารถบางได้มากพอที่จะตัดเส้นผมของมนุษย์ตามแนวกว้าง โดยมีความหนาของชิ้นส่วนระหว่าง 50  นาโนเมตรถึง  100 ไมโครเมตร

ในยุคเริ่มต้นของ การพัฒนา กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง การเตรียมชิ้นส่วนจากพืชและสัตว์ทำด้วยมือโดยใช้ใบมีดโกน พบว่าเพื่อให้สามารถสังเกตโครงสร้างของตัวอย่างที่กำลังศึกษาได้นั้น จำเป็นต้องทำการตัดที่สะอาดและทำซ้ำได้ในความหนาประมาณ 100 ไมโครเมตร ซึ่งแสงสามารถส่องผ่านได้ วิธีนี้ทำให้สามารถสังเกตตัวอย่างโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงในโหมดการส่งผ่านแสงได้

หนึ่งในอุปกรณ์แรกๆ สำหรับการเตรียมการตัดดังกล่าวถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี ค.ศ. 1770 โดย George Adams, Jr. (1750–1795) และได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมโดยAlexander Cummings [ ^{2 ] อุปกรณ์}นี้ทำงานด้วยมือ และตัวอย่างจะถูกยึดไว้ในทรงกระบอก และส่วนต่างๆ จะถูกสร้างจากด้านบนของตัวอย่างโดยใช้ข้อเหวี่ยงมือ^{[ 1 ] [ 3 ]}

ในปี พ.ศ. 2378 แอนดรูว์ พริชาร์ดได้พัฒนาแบบจำลองบนโต๊ะซึ่งช่วยให้สามารถแยกการสั่นสะเทือนได้โดยการยึดอุปกรณ์เข้ากับโต๊ะ ทำให้ผู้ใช้งานแยกออกจากมีด^{[ 4 ]}

บางครั้งมีการระบุว่านักกายวิภาคศาสตร์ Wilhelm His, Sr. (1865) เป็นผู้คิดค้นไมโครโทม^{[ 5 ] [ 6 ]} ในหนังสือBeschreibung eines Mikrotoms (ภาษาเยอรมันสำหรับคำอธิบายของไมโครโทม ) Wilhelm เขียนว่า:

อุปกรณ์นี้ช่วยให้การทำงานมีความแม่นยำมากขึ้น ส่งผลให้ผมสามารถสร้างชิ้นส่วนที่ทำด้วยมือไม่ได้ กล่าวคือ ช่วยให้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่ไม่ขาดตอนของวัตถุได้ในระหว่างการวิจัย

แหล่งข้อมูลอื่น ๆ ยังระบุว่าการพัฒนาดังกล่าวเป็นผลงานของJan Evangelista Purkyněนัก สรีรวิทยาชาวเช็ก ^{[ 7 ]} แหล่งข้อมูลหลายแห่งอธิบายว่าแบบจำลอง Purkyne เป็นแบบจำลองแรกที่ใช้ในทางปฏิบัติ^{[ 8 ] [ 9 ]}

ความไม่ชัดเจนเกี่ยวกับต้นกำเนิดของเครื่องไมโครโทมนั้นเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าเครื่องไมโครโทมรุ่นแรกๆ เป็นเพียงเครื่องมือตัดธรรมดา และขั้นตอนการพัฒนาของอุปกรณ์รุ่นแรกๆ นั้นไม่มีการบันทึกไว้อย่างกว้างขวาง

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 1800 การพัฒนาตัวอย่างที่บางมากและบางสม่ำเสมอด้วยไมโครโทมี ร่วมกับการย้อมสีเฉพาะส่วนประกอบหรือโมเลกุลของเซลล์ที่สำคัญ ทำให้สามารถมองเห็นรายละเอียดในระดับจุลภาคได้^{[ 10 ] [ 11 ]}

ปัจจุบัน เครื่องตัดชิ้นเนื้อขนาดเล็กส่วนใหญ่เป็นแบบบล็อกมีด ประกอบด้วยมีดที่เปลี่ยนได้ ที่ยึดชิ้นงาน และกลไกการเลื่อนชิ้นงาน ในเครื่องส่วนใหญ่ การตัดชิ้นงานจะเริ่มต้นด้วยการเลื่อนชิ้นงานไปบนมีด จากนั้นกลไกการเลื่อนชิ้นงานจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าโดยอัตโนมัติเพื่อให้สามารถตัดชิ้นงานต่อไปตามความหนาที่เลือกได้ ความหนาของชิ้นงานจะถูกควบคุมโดยกลไกการปรับ ทำให้สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ

การใช้งาน ไมโครโทมที่พบได้บ่อยที่สุดได้แก่:

• เทคนิค ทางจุลพยาธิวิทยาแบบดั้งเดิม: เนื้อเยื่อจะถูกตรึง ทำให้แห้ง ทำให้ใส และฝังในพาราฟิน ที่หลอมเหลว ซึ่งเมื่อเย็นตัวลงจะก่อตัวเป็นก้อนแข็ง จากนั้นเนื้อเยื่อจะถูกตัดด้วยไมโครโทมที่ความหนาต่างกันตั้งแต่ 2 ถึง 50 ไมโครเมตร จากนั้นเนื้อเยื่อสามารถนำไปติดบนสไลด์กล้องจุลทรรศน์ ย้อมด้วยสีย้อมน้ำที่เหมาะสมหลังจากนำพาราฟินออก และตรวจสอบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง^{[ 12 ]}
• ขั้นตอนการตัดชิ้นเนื้อแช่แข็ง : เนื้อเยื่อที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบหลักจะถูกทำให้แข็งตัวด้วยการแช่แข็ง แล้วจึงตัดในสภาพแช่แข็งด้วยเครื่องตัดชิ้นเนื้อแช่แข็ง (freezing microtome) หรือเครื่องตัดชิ้นเนื้อแช่แข็งร่วมกับเครื่องตัดชิ้นเนื้อแช่แข็ง (microtome- cryostat ) จากนั้นจึงนำชิ้นเนื้อไปย้อมสีและตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เทคนิคนี้เร็วกว่าวิธีการทางจุลพยาธิวิทยาแบบดั้งเดิมมาก (5 นาที เทียบกับ 16 ชั่วโมง) และใช้ร่วมกับขั้นตอนทางการแพทย์เพื่อการวินิจฉัยที่รวดเร็ว การตัดชิ้นเนื้อแช่แข็งยังสามารถใช้ในอิมมูโนฮิสโต เคมี ได้ เนื่องจากกระบวนการแช่แข็งเนื้อเยื่อช่วยหยุดการเสื่อมสภาพของเนื้อเยื่อได้เร็วกว่าการใช้สารตรึงสภาพและไม่เปลี่ยนแปลงหรือบดบังองค์ประกอบทางเคมีของเนื้อเยื่อมากนัก
• เทคนิค กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน : หลังจากฝังเนื้อเยื่อในเรซินอีพ็อกซีแล้ว จะใช้ไมโครโทมที่ติดตั้งมีดแก้วหรือมีดเพชรเกรดอัญมณีในการตัดชิ้นส่วนบางมาก (โดยทั่วไป 60 ถึง 100 นาโนเมตร) ชิ้นส่วนจะถูกย้อมด้วยสารละลายเกลือโลหะหนักที่เหมาะสม และตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่านเครื่องมือนี้มักเรียกว่าอัลตราไมโครโทม อัลตราไมโครโทมยังใช้กับมีดแก้วหรือมีดเพชรเกรดอุตสาหกรรมในการตัดชิ้นส่วนสำรวจก่อนการตัดชิ้นส่วนบาง ชิ้นส่วนสำรวจเหล่านี้โดยทั่วไปมีความหนา 0.5 ถึง 1 ไมโครเมตร และจะถูกวางบนสไลด์แก้วและย้อมสีเพื่อระบุบริเวณที่สนใจภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงก่อนการตัดชิ้นส่วนบางสำหรับ TEM การตัดชิ้นส่วนบางสำหรับ TEM มักทำด้วยมีดเพชรคุณภาพอัญมณี เพื่อเสริมเทคนิค TEM แบบดั้งเดิม อัลตราไมโครโทมพบว่ามีการติดตั้งอยู่ภายในห้อง SEM มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อให้สามารถถ่ายภาพพื้นผิวของบล็อกได้ จากนั้นจึงใช้ไมโครโทมตัดออกเพื่อเปิดเผยพื้นผิวถัดไปสำหรับการถ่ายภาพ เทคนิคนี้เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนบล็อกหน้าแบบอนุกรม (SBFSEM)
• เทคนิคการตัดชิ้นเนื้อทางพฤกษศาสตร์: วัสดุแข็ง เช่น ไม้ กระดูก และหนัง จำเป็นต้องใช้เครื่องตัดชิ้นเนื้อแบบใบมีดหนัก (sledge microtome ) เครื่องตัดชิ้นเนื้อประเภทนี้มีใบมีดที่หนากว่าและไม่สามารถตัดได้บางเท่าเครื่องตัดชิ้นเนื้อแบบปกติ
• เทคนิคสเปกโทร สโกปี (โดยเฉพาะFTIRหรือสเปกโทรสโกปีอินฟราเรด ): จำเป็นต้องใช้ชิ้นส่วนพอลิเมอร์บางๆ เพื่อให้ลำแสงอินฟราเรดสามารถทะลุผ่านตัวอย่างที่กำลังตรวจสอบได้ โดยปกติจะตัดตัวอย่างให้มีความหนาประมาณ 20 ถึง 100 ไมโครเมตร สำหรับการวิเคราะห์รายละเอียดเพิ่มเติมในบริเวณที่เล็กกว่ามากในชิ้นส่วนบางๆสามารถใช้กล้องจุลทรรศน์ FTIR ในการตรวจสอบตัวอย่างได้
• การสร้างอุปกรณ์นาโนฟลูอิดิก: เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการใช้อัลตราไมโครโทมีในการสร้างช่องนาโนฟลูอิดิกสำหรับการใช้งานไบโอเซนเซอร์^{[ 13 ] [ 14 ]}วิธีการที่แม่นยำและตรงไปตรงมานี้ทำให้สามารถผลิตช่องนาโน 2 มิติหลายร้อยช่องที่ทำจากโมลิบเดนัมไดซัลไฟด์ (MoS2) ได้อย่างยั่งยืน โดยมีขนาดหน้าตัดที่เหมือนกันและความยาวที่ปรับได้จากผลึกแบบชั้น นอกจากนี้ยังคำนวณค่าคงที่สำหรับการเบี่ยงเบนจากกฎของ Hooge เชิงประจักษ์ และใช้สำหรับการตรวจจับ DNA

นวัตกรรมล่าสุดคือเครื่องตัดเนื้อเยื่อด้วยเลเซอร์(laser microtome ) ซึ่งใช้ เลเซอร์เฟมโตวินาที ในการตัดชิ้นงานเป้าหมาย แทนการใช้มีดเชิงกล วิธีนี้ไม่ต้องสัมผัสชิ้นงานและไม่จำเป็นต้องใช้เทคนิคการเตรียมชิ้นงาน เครื่องตัดเนื้อเยื่อด้วยเลเซอร์สามารถตัดเนื้อเยื่อเกือบทุกชนิดในสภาพดั้งเดิมได้ โดยความหนาของชิ้นเนื้อที่ตัดได้จะอยู่ระหว่าง 10 ถึง 100 ไมโครเมตร ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ทำการตัด

ช่วงการแบ่งส่วนสามารถจำแนกได้หลักๆ ดังนี้:

• การตัดชิ้นเนื้อแบบต่อเนื่อง: การตัดชิ้นเนื้อเป็นแถบต่อเนื่องจากบล็อกพาราฟิน และนำชิ้นเนื้อทั้งหมดไปใช้ทำสไลด์
• ส่วนตัดขวาง: เก็บตัวอย่างที่ระดับความลึกที่กำหนดในบล็อก

ชิ้นเนื้อไตที่ตัดอย่างแม่นยำหมายถึงชิ้นส่วนบางๆ ของเนื้อเยื่อไตที่เตรียมโดยใช้ไมโครโทมเพื่อศึกษาการทำงานของไต การเผาผลาญยา หรือกระบวนการของโรค นักวิจัยใช้ชิ้นส่วนเหล่านี้เพื่อศึกษาผลกระทบของสารต่างๆ ต่อการทำงานของไต^{[ 15 ] [ 16 ]}ซึ่งรวมถึงการเผาผลาญยา^{[ 17 ] [ 18 ]}และผลกระทบของสารพิษ^{[ 19 ]}

ไมโครโทมแบบเลื่อนเป็นอุปกรณ์ที่วางตัวอย่างไว้ในตัวยึดคงที่ (ตัวเลื่อน) ซึ่งจะเคลื่อนที่ไปมาบนใบมีด ไมโครโทมแบบเลื่อนสมัยใหม่มีตัวเลื่อนวางอยู่บนแบริ่งเชิงเส้น ซึ่งเป็นการออกแบบที่ช่วยให้ไมโครโทมสามารถตัดชิ้นส่วนหยาบจำนวนมากได้อย่างง่ายดาย^{[ 20 ]}โดยการปรับมุมระหว่างตัวอย่างและใบมีดของไมโครโทม แรงกดที่ใช้กับตัวอย่างระหว่างการตัดสามารถลดลงได้^{[ 20 ]}การใช้งานทั่วไปสำหรับการออกแบบไมโครโทมนี้คือการเตรียมตัวอย่างขนาดใหญ่ เช่น ตัวอย่างที่ฝังอยู่ในพาราฟินสำหรับการเตรียมทางชีววิทยา ความหนาของการตัดโดยทั่วไปที่ทำได้บนไมโครโทมแบบเลื่อนอยู่ระหว่าง 1 ถึง 60 ไมโครเมตร

เครื่องมือนี้เป็นการออกแบบไมโครโทมทั่วไป อุปกรณ์นี้ทำงานด้วยการหมุนเป็นขั้นๆ โดยที่การตัดจริงเป็นส่วนหนึ่งของการเคลื่อนที่แบบหมุน ในไมโครโทมแบบหมุน ใบมีดมักจะถูกตรึงไว้ในตำแหน่งแนวตั้ง^{[ 21 ]}และชิ้นเนื้อจะเคลื่อนขึ้นและลงตามใบมีด ทำให้ชิ้นเนื้อถูกตัดเป็นชิ้นบางๆ

ในภาพด้านซ้าย อธิบายหลักการตัด โดยการเคลื่อนที่ของตัวยึดชิ้นงาน ชิ้นงานจะถูกตัดด้วยมีดจากตำแหน่งที่ 1 ไปยังตำแหน่งที่ 2 ซึ่ง ณ จุดนั้นส่วนที่ตัดใหม่จะยังคงอยู่บนมีด เมื่อถึงจุดสูงสุดในการหมุน ตัวยึดชิ้นงานจะเลื่อนไปข้างหน้าด้วยความหนาเท่ากับส่วนที่จะตัด ทำให้สามารถตัดส่วนต่อไปได้

ล้อหมุนในเครื่องตัดชิ้นเนื้อหลายรุ่นสามารถใช้งานด้วยมือได้ ข้อดีคือสามารถตัดได้อย่างสะอาด เนื่องจากมวลที่ค่อนข้างมากของล้อหมุนช่วยป้องกันไม่ให้ชิ้นงานหยุดนิ่งระหว่างการตัด ล้อหมุนในรุ่นใหม่ๆ มักจะถูกรวมไว้ภายในตัวเครื่องตัดชิ้นเนื้อ ความหนาของการตัดโดยทั่วไปสำหรับเครื่องตัดชิ้นเนื้อแบบหมุนจะอยู่ระหว่าง 1 ถึง 60 ไมโครเมตร สำหรับวัสดุแข็ง เช่น ชิ้นงานที่ฝังอยู่ในเรซินสังเคราะห์ เครื่องตัดชิ้นเนื้อแบบนี้สามารถตัดชิ้นเนื้อแบบ "กึ่งบาง" ได้ดี โดยมีความหนาต่ำสุดที่ 0.5 ไมโครเมตร

สำหรับการตัดตัวอย่างแช่แข็ง ไมโครโทมแบบหมุนจำนวนมากสามารถปรับให้ตัดในห้องไนโตรเจนเหลวได้ ในชุดอุปกรณ์ที่เรียกว่าไครโอไมโครโทม อุณหภูมิที่ลดลงทำให้ความแข็งของตัวอย่างเพิ่มขึ้นได้ เช่น โดยการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว ซึ่งทำให้สามารถเตรียมตัวอย่างกึ่งบางได้^{[ 20 ]}อย่างไรก็ตาม ต้องควบคุมอุณหภูมิของตัวอย่างและอุณหภูมิของใบมีดเพื่อให้ได้ความหนาของตัวอย่างที่เหมาะสมที่สุด

ไมโครโทมอัลตราเป็นเครื่องมือหลักของไมโครโทมีอัลตราช่วยให้สามารถเตรียมชิ้นส่วนที่บางมากได้ โดยอุปกรณ์ทำงานในลักษณะเดียวกับไมโครโทมแบบหมุน แต่มีความคลาดเคลื่อนน้อยมากในการสร้างทางกล ผลจากการสร้างทางกลอย่างระมัดระวัง การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้นของตัวยึดถูกนำมาใช้เพื่อให้สามารถควบคุมความหนาได้อย่างละเอียดมาก^{[ 20 ]}

การตัดที่บางมากเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการใช้งานร่วมกับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน (TEM) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนหน้าบล็อกอนุกรม (SBFSEM) และบางครั้งก็มีความสำคัญสำหรับกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงด้วย^{[ 21 ]}ความหนาโดยทั่วไปของการตัดเหล่านี้อยู่ระหว่าง 40 ถึง 100 นาโนเมตรสำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน และมักจะอยู่ระหว่าง 30 ถึง 50 นาโนเมตรสำหรับ SBFSEM ส่วนที่หนากว่าถึง 500 นาโนเมตรก็ถูกนำมาใช้สำหรับการใช้งาน TEM เฉพาะทาง หรือสำหรับส่วนสำรวจกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเพื่อเลือกพื้นที่สำหรับส่วนตัดบางขั้นสุดท้ายมีดเพชร (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง) และมีดแก้วถูกใช้กับอัลตราไมโครโทม ในการเก็บส่วนตัด จะต้องลอยส่วนตัดไว้บนของเหลวขณะทำการตัด และค่อยๆ หยิบขึ้นมาวางบนตะแกรงที่เหมาะสมสำหรับการดูตัวอย่าง TEM ความหนาของส่วนตัดสามารถประมาณได้จาก สี การรบกวนของฟิล์มบางของแสงสะท้อนที่เห็นอันเป็นผลมาจากความหนาของตัวอย่างที่ต่ำมาก^{[ 22 ]}

ไมโครโทมแบบสั่นทำงานโดยการตัดโดยใช้ใบมีดที่สั่น ทำให้การตัดที่ได้ใช้แรงกดน้อยกว่าที่จำเป็นสำหรับใบมีดแบบอยู่กับที่ ไมโครโทมแบบสั่นมักใช้กับตัวอย่างทางชีวภาพที่ยาก^{[ 20 ]}ความหนาของการตัดโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 30–500 ไมโครเมตรสำหรับเนื้อเยื่อที่มีชีวิต และ 10–500 ไมโครเมตรสำหรับเนื้อเยื่อที่ตรึงแล้ว^{[ 23 ]}

ไมโครโทมแบบเลื่อยเหมาะสำหรับวัสดุแข็ง เช่น ฟันหรือกระดูก ไมโครโทมประเภทนี้มีเลื่อยหมุนแบบฝังซึ่งจะตัดผ่านตัวอย่าง ความหนาของการตัดขั้นต่ำอยู่ที่ประมาณ 30 μm และสามารถทำกับตัวอย่างที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ได้^{[ 20 ]}

เลเซอร์ไมโครโทมเป็นเครื่องมือสำหรับการตัดแบบไม่สัมผัส^{[ 24 ]} ไม่จำเป็น ต้องเตรียมตัวอย่างล่วงหน้าด้วยการฝัง การแช่แข็ง หรือการตรึง ทางเคมี จึงช่วยลดสิ่งแปลกปลอมจากวิธีการเตรียมตัวอย่างได้ ในทางกลับกัน ไมโครโทมแบบนี้ยังสามารถใช้กับวัสดุที่แข็งมาก เช่น กระดูกหรือฟัน รวมถึงเซรามิกบางชนิดได้อีกด้วย ความหนาที่สามารถทำได้จะอยู่ระหว่าง 10 ถึง 100 ไมโครเมตร ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุตัวอย่าง

อุปกรณ์นี้ทำงานโดยใช้การตัดด้วยเลเซอร์อินฟราเรด เนื่องจากเลเซอร์ปล่อยรังสีในช่วงอินฟราเรดใกล้ ในช่วงความยาวคลื่นนี้ เลเซอร์จึงสามารถทำปฏิกิริยากับวัสดุชีวภาพได้ โดยการโฟกัสลำแสงเลเซอร์อย่างคมชัดภายในตัวอย่าง สามารถสร้างจุดโฟกัสที่มีความเข้มสูงมากถึงTW /cm² ^ได้ผ่านปฏิกิริยาแบบไม่เชิงเส้นของการทะลุทะลวงทางแสงในบริเวณโฟกัส ทำให้เกิดการแยกวัสดุในกระบวนการที่เรียกว่าการทำลายด้วยแสง โดยการจำกัดระยะเวลาของพัลส์เลเซอร์ให้อยู่ในช่วงเฟมโตวินาที พลังงานที่ใช้ในบริเวณเป้าหมายจึงถูกควบคุมอย่างแม่นยำ ทำให้จำกัดบริเวณการตัดให้มีขนาดเล็กกว่าหนึ่งไมโครเมตร ภายนอกบริเวณนี้ เวลาการฉายลำแสงที่สั้นมากจะทำให้เกิดความเสียหายจากความร้อนน้อยมากหรือไม่มีเลยต่อส่วนที่เหลือของตัวอย่าง

ลำแสงเลเซอร์ถูกส่งไปยังระบบออปติคอลแบบใช้กระจกสแกนความเร็วสูง ซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดตำแหน่งการตัดกันของลำแสงแบบสามมิติได้ ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้ลำแสงเคลื่อนที่ไปยังบริเวณที่ต้องการได้ การผสมผสานระหว่างกำลังสูงและอัตราการสแกนที่รวดเร็วทำให้เครื่องสแกนสามารถตัดตัวอย่างในพื้นที่ขนาดใหญ่ได้ในเวลาอันสั้น ในเครื่องตัดเนื้อเยื่อด้วยเลเซอร์ ยังสามารถใช้ในการตัดเนื้อเยื่อภายใน โครงสร้างเซลล์ และส่วนประกอบขนาดเล็กอื่นๆ ได้อีกด้วย

การเลือกรูปทรงใบมีดของไมโครโทมขึ้นอยู่กับวัสดุและวิธีการเตรียมตัวอย่าง รวมถึงข้อกำหนดของตัวอย่างสุดท้าย (เช่น ความหนาและคุณภาพของการตัด)

โดยทั่วไป มีดจะถูกจำแนกตามรูปทรงของใบมีด ซึ่งแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ได้แก่ ใบมีดแบนเว้า ใบมีดทรงลิ่ม และใบมีดทรงสิ่ว

มีดไมโครโทมแบบเว้าแบนมีความคมมาก แต่ก็บอบบางมากเช่นกัน จึงใช้ได้เฉพาะกับตัวอย่างที่อ่อนนุ่มมากเท่านั้น^{[ 21 ]}มีดรูปทรงลิ่มมีความเสถียรมากกว่าเล็กน้อยและใช้ในวัสดุที่มีความแข็งปานกลาง เช่น ในการตัดอีพ็อกซีหรือตัวอย่างแช่แข็ง สุดท้าย มีดรูปทรงสิ่วที่มีขอบทื่อจะช่วยเพิ่มความเสถียรของมีด แต่ต้องใช้แรงมากกว่าอย่างมากในการตัด

สำหรับอัลตราไมโครโทม จำเป็นต้องใช้มีดแก้วและมีดเพชร ดังนั้นความกว้างของการตัดของใบมีดจึงอยู่ในระดับไม่กี่มิลลิเมตร ซึ่งเล็กกว่ามีดไมโครโทมแบบคลาสสิกอย่างมาก มีดแก้วมักผลิตโดยการหักแท่งแก้วโดยใช้อุปกรณ์ "ช่างทำมีด" พิเศษ มีดแก้วอาจใช้สำหรับการเตรียมตัวอย่างเบื้องต้น แม้ว่าอาจใช้มีดเพชรสำหรับการตัดส่วนสุดท้ายก็ตาม มีดแก้วมักมีรางขนาดเล็กที่ทำจากเทปพลาสติก ซึ่งเติมน้ำเพื่อให้ตัวอย่างลอยอยู่เพื่อเก็บในภายหลัง^{[ 20 ]}ใบมีดเพชรอาจถูกสร้างขึ้นในรางที่มีอยู่ดังกล่าว ทำให้สามารถใช้วิธีการเก็บตัวอย่างแบบเดียวกันได้

ก่อนการตัดด้วยเครื่องไมโครโทม วัสดุชีวภาพมักจะถูกแช่ในสารตรึงสภาพที่แข็งตัวกว่า ในกระบวนการที่เรียกว่าการฝังตัวอย่าง ซึ่งทำได้โดยการเติมสารเหลว เช่น พาราฟิน (ขี้ผึ้ง) หรืออีพ็อกซี ลงไปรอบๆ ตัวอย่าง แล้วใส่ลงในแม่พิมพ์ จากนั้นจึงปล่อยให้แข็งตัวจนกลายเป็น "บล็อก" ที่สามารถตัดได้ง่าย

มุมเอียงคือมุมสัมผัสระหว่างแนวตั้งของชิ้นงานกับใบมีด หากใบมีดตั้งฉาก (มุมเอียง = 90 องศา) การตัดจะทำโดยตรงโดยใช้แรงกด และแรงจึงมีขนาดใหญ่ขึ้นตามสัดส่วน อย่างไรก็ตาม หากใบมีดเอียง การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของใบมีดจะขนานกับการเคลื่อนที่ของชิ้นงานมากขึ้น ทำให้เกิดการตัดเฉือนได้ พฤติกรรมนี้มีความสำคัญมากสำหรับชิ้นงานขนาดใหญ่หรือแข็ง

มุมเอียงของใบมีดคือมุมระหว่างหน้าใบมีดกับชิ้นงาน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ต้องเลือกมุมนี้ให้เหมาะสม มุมที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับรูปทรงของใบมีด ความเร็วในการตัด และพารามิเตอร์อื่นๆ อีกมากมาย หากปรับมุมเป็นศูนย์ การตัดด้วยใบมีดมักจะไม่สม่ำเสมอ และต้องเปลี่ยนตำแหน่งของใบมีดเพื่อปรับให้เรียบขึ้น

หากมุมกว้างเกินไป ชิ้นงานอาจย่น และใบมีดอาจทำให้เกิดความหนาที่ไม่สม่ำเสมอในรอยตัด การเพิ่มมุมให้กว้างเกินไปอาจทำให้ใบมีดเสียหายได้

ตลาดไมโครโทม^{[ 25 ]}กำลังได้รับการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญเนื่องจากความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในด้านระบบอัตโนมัติในห้องปฏิบัติการและวิศวกรรมความแม่นยำ ห้องปฏิบัติการสมัยใหม่กำลังนำระบบไมโครโทมขั้นสูงมาใช้ เช่น ไมโครโทมแบบหมุน ไมโครโทมแบบไครโอสแตท และไมโครโทมแบบอัลตร้า เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเตรียมตัวอย่างเนื้อเยื่อ

• เนื้อเยื่อวิทยา
• กล้องจุลทรรศน์
• ชิ้นปอดที่ตัดอย่างแม่นยำ

เว็บไซต์ Wikibook Medical Machinesมีหน้าเว็บเกี่ยวกับหัวข้อ: เครื่องตัดเนื้อเยื่อขนาดเล็ก (Microtomes)

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเครื่องตัดเนื้อเยื่อขนาดเล็ก (Microtome )

• "การตัดชิ้นเนื้อขนาดเล็ก"  สารานุกรมบริแทนนิกา (ฉบับ ที่11) 1911