电子显微镜和生物样品的亚显微结构观察<%=id%>

1．听取电子显微镜的有关介绍，了解电子显微镜的基础知识。

2．观察生物电镜样品，在电镜下识别、掌握细胞器的亚显微结构及生物

扫描样品的表面形貌特征。

电子显微镜是以短波长的电子束为照明源，用电磁透镜成像，并与特定的机械装置、电子和高真空技术相结合所构成的现代化大型精密电子光学仪器。

(一)电子显微镜的类型和特点

1．透射电子显微镜：简称透射电镜，是一种电子束透过样品而直接成像的电镜。使用短波长的入射电子束与样品作用后产生的透射电子(主要是散射电子)为信号，通过电磁透镜将其聚焦成像，并经过多级放大后，在荧光屏上显示出反映结构信息的电子图像。

透射电镜的特点是分辨率高，已接近或达到仪器的理论极限分辨率(点分辨率0．2～0．3nm，品格分辨率0．1～0．2 nm)；放大倍率高，变换范围大，可从几百倍到数十万倍(最高已达80万倍)；图像为二维结构平面图像，可以观察非常薄的样品(样品厚度为50 nm左右)；样品制备的超薄切片为主，操作比较复杂。透射电镜适用于样品内部显微结构及样品外形(状)的观察，也可进行纳米样品粒径大小的测定。

2．扫描电子显微镜：简称扫描电镜，是用电视的方式成像，用极狭窄的电子束去扫描样品，即电子束在样品上做光栅运动。电子束与样品作用将会产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射，二次电子能产生样品表面放大的形貌像，这个像是样品在扫描时时序地建立起来的，即使用逐点成像的方法获得放大的像。

扫描电镜的特点是景深长，图像层次丰富，立体感强，为三维结构图像。样品制作简单，不必作超薄切片，且能观察大而厚的样品，因此应用范围较广，可以广泛应用于生物、非生物样品的表面及其断面立体形貌的观察。

(二)电子显微镜的结构及作用

1．透射电子显微镜的结构及作用：透射电镜由电子光学系统、真空系统和供电系统三大部分组成。

(1)电子光学系统：此系统包括电子枪，即电子发射源。电子枪系由阴极、栅极、阳极3个电极组成的静电系统，经50～120 KV的电压加速，成为高速电子流投向聚光镜。聚光镜的作用是将电子枪中射出的电子束聚焦，以最小的损耗递送到样品上。样品室的作用是承载样品。样品室还有一个气锁装置，使在更换样品后数秒钟内即可恢复至正常工作的真空状态。物镜是电镜的关键部件，它决定了电镜的分辨能力，对成像的质量起决定性作用。此外还有中间镜，结构和物镜类似，作用是将经物镜放大的电子像再作二级放大。位于中间镜之下的投影镜，是一个高倍率强透镜。此外就是成像的荧光屏和观察室以及照相装置。

(2)真空系统：电镜的镜筒空间部分是电子束的通道，不许有任何游离的气体存在，工作时必须要保持绝对真空。真空系统通常包括机械泵、空气过滤器、油扩散泵及排气管道等部件。

(3)供电系统：高性能的电镜供电系统包括安全系统、总调压器、真空电源、透镜电源、高压电源及辅助电源系统。

2．扫描电子显微镜的结构及作用：扫描电镜主要由电子光学系统和显示单元组成

(1)电子光学系统由电子枪、几个磁透镜、扫描线圈以及样品室组成(实际上相当于透射电镜的照明系统，它不需要成像系统)。

(2)显示单元包括信号的收集、放大、处理、显示与记录(即照相)部分。

(三)电镜超薄切片制备超薄切片制备样品的过程分为取材、固定、漂洗、脱水、渗透、聚合、切片、染色等几个环节。其中固定剂通常采用锇酸或戊二醛，以树脂为包埋剂，用玻璃刀作超薄切片后，捞取在铜网上，再经铀盐或铅盐染色后即可制成观察标本。

1．表面复型法：该法是用碳、硅或火棉胶液的薄膜将标本的表面拓印下来，再在透射电镜观察印在薄膜上的精细结构。此法常用于观察细胞或组织的表面结构。

2．冰冻蚀刻法：此法是先将样品快速冻结，然后在真空喷镀仪中用冷刀切削样品，使其暴露细胞的内部结构，待切面的冰在真空下升华后，表面喷镀铂碳膜，制成表面复型膜。从真空取出后，放在蒸馏水中剥离出复型膜，再置人浓硝酸中将残留的样品溶解，经蒸馏水漂洗后打捞于铜网上，待干后于电镜下观察。此法常用于观察细胞内部结构，得到的为生动的立体浮雕图像。除上述方法外，尚有电镜放射自显影法及免疫电镜法等。

****材料：生物样品超薄切片。