1、1电 镜 浅 谈2010 级中药学基地班李长富摘要：研究细胞生物学的电子显微镜在生物工程领域起着重要作用，电子显微镜技术是研究细胞亚显微镜结构的有力手段，是细胞生物学的重要研究方法。本文将以“电镜萌芽” 、 “电镜技术” 、 “理解与思考”几大方面进行阐述。关键词：电镜 技术 发展 认识 思考 光学显微镜的诞生为人类认识微观世界提供了重要工具，但随着科学技术是日益更新，光学显微镜的缺陷日益暴露在许多微观分析中。因此，电子显微镜应运而生，其功能集形貌观察、晶体结构、成分分析于一体，大大促进了生物科学技术的发展。1.电镜的萌芽与发展1.1 电镜的萌芽1938 年，德国工程师 Max Knoll 和
2、 Ernst Ruska 制造出了世界上第一台透视电子显微镜（TEM） ，该显微镜的分辨率可以达到纳米级（ 10-9m） ，科学家们用其可以观察很多在可见光下看不见的物体，譬如病毒。1952 年，英国工程师Charles Oatley 制造出了第一台扫描电子显微镜（SEM ） 。该显微镜下可以清楚地观察到蚊子的细微结构。尤其是今年来，电镜地研究和制造有了很大的发展，一方面，电镜的分辨率不断提高，透视电镜的分辨率达到了 0.20.3nm，晶格分辨率已经达到 0.1nm 左右，通过电镜，人们已经能直接观察到原子像；另一方面，除透视电镜外，还发展了多种电镜，如扫描电镜、分析电镜等。现使用最广的电镜是
3、透视电子显微镜。1.2 电镜的发展分三个阶段：阶段 年份 技术 优点一阶段 1959 年 铁蛋白标记技术 铁蛋白分子质量大，电子密度高，适用于定位细胞膜表面抗原。二阶段 1968 年 酶标记技术 可用于细胞内的定位、可在光镜结果阳性部位定位后进一步电镜观察三阶段 1970 年 胶体金标记技术 胶体金作为特异细胞成分的标记物可用于细胞表面和细胞内多种抗原的精确定位，使目前应用最广的免疫电镜标记物。2.电镜技术与制样技术2.1 电镜技术电子显微镜技术是研究细胞亚显微镜结构的有力手段，因此该技术是细胞生物学的重要研究方法之一。电子显微镜是以电子波作为光源，电磁场透镜，利用电子散射过程产生的信号进行显
4、微成像的的大型一起设备。电镜技术是一门技术性很强的综合性学科。就电镜技术而言，属于现在分子细胞生物学及形态学范畴。2.2 透镜电镜的制样技术透镜电镜的制样技术有许多，较常用的有：冷冻超薄切片技术、冷冻蚀刻2技术、负染色技术、电镜酶细胞化学技术、电镜免疫细胞化学技术、电镜放射自显影技术、电镜 X 射线微区分析制样技术等等。但每一种技术都有自己的优缺点，譬如：冷冻超薄切片技术是将组织从活体取下后，经过简单的固定或不固定就直接冷冻，并在冷冻的条件下进行超薄切片的技术，其优点是：新鲜组织不经过任何化学处理或只经轻微化学处理，组织的化学成分不发生改变、可溶性成分不被提取、酶不被破坏、抗体活性得到很好保存
5、。适于细胞化学（酶、免疫）分析及 X 射线微区分析 。缺点是：技术难度大，难以普及。产生冰晶进而损伤组织（采用冷冻保护剂）切割面平滑，样品表面可能发生了瞬时溶融和解冻（解冻会导致可溶性元素重新分布）较低温度下切片，会产生许多重叠的冰屑，不发生瞬时解冻现象，不可能识别细胞的特征，导致分析数据不准确较高温度下切片，切片平整，细胞特征容易识别，却存在瞬时融化的危险（尚未解决）厚片切割面粗糙，多为冷冻断裂产生所以，针对具体要求，扬长避短，合理运用技术是至关重要的。3.对电镜学的认识与思考3.1 电镜学技术难度电镜技术对操作者的技术技能要求很严格。这是学习电镜后的最大感慨。仅扫描电镜生物样品要求就不扉：
6、不含水分、具有较高的二次电子发射率、良好的导电性、耐热性、最大限度的保持样品的形貌。其样品常规制备的操作程序分取材、清洗、固定、脱水、干燥（置换） 、粘托、镀膜（导电处理） ，而且光干燥这一步中就分空气干燥法、冷冻干燥法、叔丁醇干燥法、临界点干燥法等，每一中方法要求原理迥异，在实验中根据具体情况具体选择。其中一个对冷冻断裂样品的处理，用于实质性脏器内部组织结构的研究，观察组织细胞内部各种复杂的细胞器及互相之间的关系，其要求是：取材迅速，大小为 1x1x5nm，用具要预冷，切忌夹持观察面，冷冻的速度要快，外力要轻。3.2 迎难而上，精益求精电镜学中的技术要求确实很高，但不意味着无法攻克，只要对其感兴趣，不惧困难，迎难而上，从每一个小小的基础做起，每一个细节做起，打好基础知识和技能，那么再难再复杂的实验都能成功，再苛刻的实验条件都能满足，在做好的基础上做得更好，那么在电镜这高深的科学技术领域一定会有我们的立足之地。结语几周的课程来学习电镜这门高科技学科，不得不说时间明显不够，我们对“电镜学”也只能算得上是初步的了解，本文是基于课堂上的理解和科普文献中的参考而成，因此文中难免会出现不少错误，还望老师批评指正！
