生物电镜考试题

一、名词解释（每题3分，共24分）：1、电镜：电镜即电子显微镜。

根据电子光学原理，利用电子束放大成像。

与光学显微镜相比电子显微镜用电子束代替了可见光，用电磁透镜代替了光学透镜并使用荧光屏将肉眼不可见电子束成像。

有透射电子显微镜和扫描电子显微镜。

2、分辨率：分辨率又称为分辨力和分辨本领。

它表示仪器的分辨能力足以清楚的分开两个小点间的最小距离。

这距离指两个质点圆心间的最小距离。

3、喷金：喷上一层几纳米厚度的金、铂等导电性能好的重金属，即进行导电处理。

也就是在样品以及样品托表面同时喷镀一层金属膜。

4、二次电子：在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品原子的核外电子叫做二次电子。

是作为SEM的成像信号，代表样品表面的结构特点。

5、像差：实际光学系统所成的像与理想光学系统（近轴光学，Paraxial Optics，高斯光学)所获得的结果有一定的偏差，称像差。

6、TEM ：透射电子显微镜,简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。

散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。

即电子束透过样品(透射电子）直接放大成像。

7、电子枪：位于电镜顶部，由阴极、栅极和阳极组成，普通电镜中，阴极是钨丝做成的灯丝，被加热至2227℃以上时即可发射出大量电子，这些电子在高真空环境下，受数万伏加速电压的作用，形成电子束，向下发射，就形成了电镜的照明源。

8、静电透镜：静电透镜属于电子透镜，是电镜的重要部件。

利用电场做成的透镜被称之为“静电透镜”;9、SEM ：即扫描电子显微镜（SEM）,电子束以扫描形式轰击在样品上，产生二次电子等信息，而后再将二次电子等信息收集起来放大成像。

10、分辨率：分辨率又称为分辨力和分辨本领。

它表示仪器的分辨能力足以清楚的分开两个小点间的最小距离。

这距离指两个质点圆心间的最小距离。

11、透射电子：在真空条件下,经高电压加速电子束穿透超薄样品，即电子束和样品发生作用后，穿过样品的电子，称为透射电子。

12、畸变：物体上的直线经过透镜成像后变成弯曲的现象。

畸变是由于透镜的放大率随光束和主轴间所成角度改变而引起。

包括枕形畸变桶形畸变扭曲畸变等13、磁透镜：属于电子透镜，是电镜的重要部件。

利用磁场做成的透镜被称之为“磁透镜”。

14、背散射电子：背散射电子是被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子。

其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。

15、粘台：用导电胶、各种胶水、双面胶纸等粘胶剂将样品粘到样品台上。

16、有效放大倍数：放大倍数指通过仪器把物体的像放大至人眼可辨认的程度，即人眼分辨率和仪器分辨率的比值：M有效=δ人眼/δ仪器。

由上式算出的放大倍数，称之为“有效放大倍数”。

二、填空题（每空2分，共40分）：1、电子显微镜的分类：扫描电子显微镜，透射电子显微镜，主要成像信号分别为二次电子，透射电子。

2、1m=1000㎜=10^6微米=10^9纳米=10^10A 1nm（纳米）＝10 Å （埃）=106fm(费米)3、电子显微镜使用的照明源是（电子束）。

一般分辨率能达到（纳米）级别。

而人眼的分辨率为（0.2毫米），光学显微镜的分辨率为（0.2微米）4、透射电子显微镜由（电源与控制系统、真空系统、电子光学系统）三部分组成。

5、电镜样品的导电处理主要是对样品表面喷涂上铂金、黄金等重金属以增强导电能力。

6、扫描电镜样品一般分为（坚硬的导电的、坚硬的不导电的、含水的柔软的不导电的）三类。

金属和导电体样品坚硬样品和生物硬组织.动、植物的器官和软组织7、电子波的波长很短，其波长取决于（电子的运动速度）8、电子显微镜的照明源是（电子束），由镜筒顶端的（电子枪）发射，这个部件主要有（钨灯丝、六硼化镧(LaB6)灯丝、场发射）三种，其中（场发射）价格最昂贵，分辨率最高。

热阴极电子枪一般由（阴极、阳极、控制极）三部分组成。

9、分辨率的计算公式又称abbe公式，表示为δ=0.61λ/nsinα，要提高分辨率必须做到（减小照明波长λ）和（采用尽可能大的孔径角）。

10、电子透镜分为（静电透镜、磁透镜）两种，电子透镜中，磁场较集中，电子束能在较短距离内会聚的透镜称之为（磁透镜）。

11、电镜主要有（扫描电子显微镜、透射电子显微镜）两类。

三、简答题1．举例说明电镜技术在自己专业上的应用。

（6分）我是学制浆造纸专业的，电镜技术在制浆造纸领域应用非常广泛，例如，它用于研究原料和浆料中纤维等细胞的超微结构，研究纤维细胞壁中各形态区中木质素、半纤维素、硅、硫、氯等化学成分及改性组分的含量和分布，分析纸和纸板等产品中的填料和涂料等。

2. 请为下列样品设计制备方案并选择用哪一种电子显微镜进行观察。

（任选30分）（1）柳树叶片的表面微观形貌。

（10分）取适量样品；将样品固定在样品台上；进行脱水干燥；导电处理，喷上一层铂金；用扫描电镜观察纳米锌的表面形态。

（5分）取适量样品；洒到样品台上的导电胶上，均匀铺开，多余的的轻叩到废物瓶，或用洗耳球吹；放入扫描电镜观察。

一元硬币的表面形貌。

（10分）将硬币放到样品台的导电胶上；用扫描电镜观察液态造纸填料的颗粒形态及粒径。

（10分）取样；晾干；喷金；扫描电镜观察。

也可用透射电镜观察玻璃纤维的形态。

（5分）取样；粘台；喷金；扫描电镜观察高分子涂料的表面形态。

（5分）取样；粘台；喷金；扫描电镜观察信纸与信封纸的表面微观形貌比较。

（10分）取适当大小的纸；粘台；喷金；扫描电镜观察纸纤维的表面形态。

（5分）取样；粘台；喷金；扫描电镜观察叶绿体的结构。

（15分）取样；清洗；固定；脱水；包埋；聚合；切片；染色玉米淀粉与塑料复合材料的表面形态观察（5分）取样；粘台；喷金；扫描电镜观察纳米药物的结构形态（5分）扫描或透射胶黏剂的形态（5分）取样；粘台；喷金；扫描电镜观察（13）陶瓷颗粒的表面形态（5分）取适量样品；放到样品台的导电台胶上；导电处理，喷上一层铂金；放入扫描电镜观察冬青叶片气孔的形态（10分）取适量样品；将样品固定在样品台上；进行脱水干燥；导电处理，喷上一层铂金；用扫描电镜观察（15）人造纤维的表面形态（5分）（16）郁金香碎色花病毒的形态（10分）（17）电镜下特种纸的纤维排列状态（5分）取样；粘台；喷金；扫描电镜观察（18）书本封面与内页纸张表面微形态上的区别（10分）(19) 小麦秸秆爆破后的形貌变化。

（10分）(20) 感冒病毒。

（10分）扫描或透射1.金属和导电体样品。

取准观察目标，表面清理干净，即可粘台，扫描电镜观察。

2.坚硬样品和生物硬组织。

塑料、陶瓷、木材、纤维、纸张、毛发、牙齿、指甲、硅质、角质、种子、硅藻、珐琅质等样品，可用重金属（金、铂）进行表面喷镀后，用扫描电镜观察。

3.动、植物的器官和软组织。

含水份较多而且柔软，如细菌、昆虫、娇嫩植物，组织培养细胞等，必须经过一系列的严格处理，尽可能地克服液体表面张力对样品造成的损伤，才能保证制备的电镜样品质量较好。

例如纳米锡1.取适量，洒到样品台的导电胶上，均匀铺开，多余的轻叩到废物瓶，或用洗耳球吹。

2.放入扫描电镜观察坚硬样品、硬组织样品例如粉末样品1.取适量粉末，洒到样品台上的导电胶上，均匀铺开，多余的轻叩到废物瓶，或用洗耳球吹。

2.导电处理（喷上一层几纳米厚度的金、铂等导电性能好的重金属）3.放入扫描电镜观察例如指甲、毛发、蜻蜓翅膀、块状石头1.取适量样品，放到样品台的导电胶上，用镊子轻轻压紧。

2.导电处理（喷上一层几纳米厚度的金、铂等导电性能好的重金属）3.放入扫描电镜观察3 动、植物的器官和软组织一、取样1.样品大小要根据所用的扫描电镜可允许的大小而定。

2.尽可能取有代表性的部位。

3.对照样品，取相同一致的部分。

4.取样时间十分重要。

5.对于脆性或塑性很大的样品，不能简单的刀具切割，否则会出现破碎，裂纹，挤压变形及刀纹，宜用冷冻切割法或用易溶材料来包埋处理样品，进行切割或制备复型，效果较好。

6.需要观察内部剖面形貌结构时，不要用刀对切，应切开一个口以后，顺势拉开，或在冷冻情况下拉开。

二、清洗1.正常干燥的样品，应用吹气方法，使其清洁。

2.对附于外表或是溶于水的杂质，可用蒸馏水或生理盐水进行冲洗。

3.微毛或凹陷很多的样品，往往要使用超声波清洗方法。

4.清洗液的渗透压和亲和性要注意，要维持pH7.2--7.4，以免造成样品的膨胀和收缩。

5.对一些蛋白粘液类的污染物，可采用蛋白分解酶来处理。

6.有些杂质可用酸碱腐蚀法溶去，然后反复水洗。

7.有不同比重的杂质，可用离心分离法去除。

8.油脂，蜡质之类杂质要用溶剂清洗。

9.含有微小杂质的样品可用超微过滤网过滤法清洗。

三、固定扫描电镜生物样品的固定沿用生物学研究的常规化学固定法。

4%戊二醛和2%锇酸双固定四、脱水溶剂梯度脱水法，所使用的溶剂必须使水溶性的，表面张力要小，一般使用乙醇，丙酮，也有用氯仿，环氧丙烷，，醋酸乙酯，醋酸戊酯的。

如乙醇的表面张力为22dyn/cm，醋酸乙酯为27dyn/cm，而水则为72.75 dyn/cm（20℃时）。

脱水时可采用从30%---50%---70%--90%---100%---100%的步骤，每级每次5~20min。

五、干燥目前常用干燥方法：1.空气干燥法空气干燥法又称自然干燥法，适于坚硬的样品。

2.真空干燥法真空干燥仪器3.崁烯干燥法崁烯是一种无色结晶体，能溶于醚，氯仿等，室温下呈固态，在空气中很易升华，45~55℃时呈液态。

由于它能在较低的温度下升华，从固态直接变为气态，所以表面张力很小，对样品损伤较小。

4.冷冻干燥法冷冻干燥仪器将生物组织原状固定下来，然后将冰冻的样品放到高真空中通过升华去除水分，达到干燥目的。

六、样品粘台干燥好的样品需固定到样品台上进行喷镀。

将样品粘到样品台上时，一般用三类粘胶剂：导电胶，各种胶水，双面胶纸七、导电处理由于生物样品的电阻很大导电性很差，当他们被扫描观察时，轰击上去的电子没有接地的通路，于是在样品表面上就造成电子的堆积，发生充电效应，影响图像分辨率。

生物样品都是低原子序数的元素所组成，二次电子发射率低，一般10个初级电子只能激发出1～5个二次电子，因此信号弱，建立不起必要的图像反差。

常用的导电处理方法又表面金属化处理法，组织导电法，化学浸镀法和电镀法等，目前常用真空镀膜和离子镀膜。

喷镀重金属的厚度：控制在厚度为10 nm左右。

如果样品粉末太细，则要一定压紧，并多喷一些时间，以防污染。