电镜学心得

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0.2~0.3nm，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。适于细胞化学（酶、免疫）分析及X射线微区分析。

缺点是：①技术难度大，难以普及。②产生冰晶进而损伤组织（采用冷冻保护剂）③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）④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⑤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）⑥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：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！