荧光显微成像技术在生物医学研究领域的应用

姓名：何青学号：1224143003 专业：生物医学信息技术荧光显微成像技术在生物医学研究领域的应用

随着光电子技术，尤其是激光技术的发展，越来越多的现代显微技术迅速发展起来。目前，通过激光光源以激发被测物体的荧光或者非线性光学现象从而获得高分辨率的成像的技术就有：激光共聚焦显微技术、双光子荧光显微技术、二次谐波显微成像技术以及拉曼光谱成像技术等。

通过能量密度比普通光源高数十乃至数百倍的激光可以激发被测物的各种非线性光学现象，而被测物内部不同组织、不同成分的部分将显示不同的光学性质（如激发光的强度或者波长不一样），从而将这些不同部分区分开来，提高了显微系统的分辨率。

荧光显微成像技术在生物医学研究领域的应用日益广泛，技术发展也突飞猛进，成为热门的研究领域，并发展了突破衍射极限的超高分辨率荧光显微成像系统[1]。现就目前应用比较广泛的激光扫描共焦显微镜和多光子激光扫描显微镜进行介绍。

1 激光扫描共焦显微镜

激光扫描共焦显微镜是近年来发展较为迅速的无创诊断技术。它以光学系

统的共焦成像为基础，利用光扫描技术对样品进行无创动态测量，目前已经发展成为生物学和医学研究诊断的重要工具，在生物医学的各方面得到了广泛的应用。

1.1 激光共聚焦扫描显微镜基本原理

如图1所示，激光共聚焦扫描显微镜（Confocal laser scanning microscope，CLSM）用激光作扫描光源，采用双针孔的结构以形成物像共轭。激光通过透镜聚焦在焦平面上针孔形成点光源，并在物镜焦平面对样品逐点扫描,

样品上的每个照射点在像焦平面的探测孔处成像。进行点扫描时，扫描点以外的点不会成像。，扫描的激光与荧光收集共用一个物镜，物镜的焦点即扫描激光的聚焦点，也是瞬时成像的物点。由于激光束的波长较短，光束很细，所以共焦激光扫描显微镜有较高的分辨力，大约是普通光学显微镜的3倍。系统经一次调焦，扫描限制在样品的一个平面内。调焦深度不一样时，就可以获得样品不同深度层次的图像。逐点、逐行、逐面快速扫描成像，这些图像信息都储于计算机内，通过计算机分析和模拟，就能显示细胞样品的立体结构。

图1激光共聚焦扫描显微镜基本原理示意图

1.2激光共聚焦显微镜的应用领域

激光扫描共聚焦显微镜是近代最先进的细胞生物医学分析仪器之一。既可以用于观察细胞形态，也可以用于细胞内生化成分的定量分析、光密度统计以及细胞形态的测量, 配合焦点稳定系统可以实现长时间活细胞动态观察。目前，激光扫描共聚焦显微技术已用于细胞形态定位、立体结构重组、动态变化过程等研究，并提供定量荧光测定、定量图像分析实用研究手段，结合其他相关生物技术，在形态学、生理学、免疫学、遗传学等领域得到广泛应用。

激光共聚焦显微镜的具体应用领域包括：

多重荧光影像 ( Multi-Color Fluorescence Imaging )

3D 立体影像重建 ( 3D Reconstruction )

3D 动态影像获取与分析 ( Dynamic 3D imaging )

神经立体分布影像 ( 3D Neuron imaging )

形态与动态分析 ( Morphology )

次微米单晶荧光影像技术 ( Nano-crystal )

多重荧光蛋白影像技术 ( Multi-Color GFP Imaging )

细胞离子流定量分析 ( Cellular Ion Concentration and Ratio Imaging )

长时间影像记录 ( Time-Lapse Recording )

Z轴扫描与测量 ( Z-section and measurement )

基因影像分析 ( Genetic FISH imaging and quantification ) 染色体多重荧光原色表现 ( Chromosome spectral analysis )

活体胚胎研究 ( Embryo, Zebrafish / Drosophila embryo )

穿透光影像 / 反射光影像

材料表面分析 ( Surface and roughness analysis )

材料显微硬度分析 ( Micro-Hardness analysis )

晶园分析 ( Wafer analysis )

薄膜分析 ( Thin layer analysis )

2 多光子激光扫描荧光显微镜

近年来，光学显微镜技术中的一个最引人注目的成就是双光子激发现象(two-photon excitation，简称TPE)在共焦激光扫描显微镜(confocal laser

scanning microscopy，简称CLSM)中的广泛应用?．随着飞秒激光技术和光学显微镜技术的发展，现在人们已经能够比较容易地制造并使用双光子共焦激光扫描显微镜(two—photon laser scanning microscopy，简称TPLSM)，对样品在双光子激发后发出的荧光进行观察和三维成像．

目前, 以双光子技术为代表的多光子技术已经在生物及医学成像、单分子探测、三维信息存储、微加工等领域得到广泛应用, 为开拓新学科和促进科学研究领域向更高层次发展起到了非常重要的作用．利用双光子共焦激光扫描显微镜的特点揭示了许多新现象和新规律，展示了广阔的发展前景。

2.1多光子激光扫描荧光显微镜基本原理

多光子激光扫描荧光显微镜在激光照射下，基态荧光分子或原子吸收一个光子后成为激发态，随后又弛豫到某一基态，同时以光子形式释放能量而发出荧光．这一过程就是通常的单光子激发情况．1931年，Maria G6ppert—Mayer预言一个分子或原子可以在同一个量子过程中，同时吸收两个光子而成激发态，这种情况就是双光子激发过程．1961年，Kaiser等在CaF2：Eu”晶体中首次观察到了这种双光子激发现象．比如在单光子激发情形，NADH酶在350nm 的光激发下产生450nm的荧光，而在双光子激发情形，NADH酶则需同时吸收两个700nm 的光子才能产生450rim的荧光．这就是说，双光子技术可以使我们无需使用紫外光源就能达到检测紫外荧光探针的目的，由于双光子激发所产生的荧光强度与激发光的光强平方成正比，因而与单光子激发的线性过程相比，双光子激发就需要很强的激发光强，这就使双光子激发具有很高的空间局域特点[2]。

2.2 多光子激光扫描荧光显微镜的应用领域

多光子共焦激光扫描显微镜已延伸到各个研究和应用领域. 它能对处在自然状态下的样品进行三维无损观察,并能提高系统的分辨率和信噪比.利用多光子激发后材料性质的变化,还可以实现三维高度数据存储和三维

任意方向的微细加工,具有很高的应用价值. 可以相信,随着与多光子共焦

显微镜相关的机械、材料、激光技术等的进一步发展多光子共焦激光扫描显微镜将得到更大的发展和更广泛的应用.

3 激光扫描共焦显微镜和多光子激光扫描显微镜的比较

激光共聚焦显微镜是80 年代随着光学、视频、计算机等技术的飞速发展而诞生的新一代显微镜。自从1957 年马文·闵斯基在他的美国专利上首次阐明扫描共聚焦显微镜技术的某些基本原理, 激光显微镜技术得到逐步发展。1970年牛津和阿姆斯特丹同时向科学界推荐了一种新型的扫描共聚焦显微镜, 它是在荧光显微镜成像的基础上加装了激光扫描装置, 利用计算机进行图像处理, 使用紫外或激光激发荧光探针。能够得到细胞或组织内部微细结构的荧光图像,由于它采用激光作光源, 发射角小, 方向性好, 在发射光检测光路上放置了一个与入射光针孔共轭的检测针孔, 使焦平面的光可以通过检测针孔, 而来自焦平面上、下的光被阻挡在针孔的两边。因此, 可得到高清晰度的图像。目前, 激光共聚焦显微镜已发展到拥有12 通道, 0b ~ 360b 旋转扫描,配以微幼步进马达控制载物台的升降, 对样本进行无损伤光学切片, 获得其三维立体结构可在亚细胞水平上观察诸如Ca2+ 、pH 值、膜电位等生理信号及细胞形态的变化, 成为形态学、分子细胞生物学、神经科学、药理学、遗传学等领域中新一代强有力的研究工具。但激光共聚焦显微镜存在如下问题: ( 1) 要求共聚焦即照明针孔与探测针孔共轭; ( 2)探针对样品深度的干扰; ( 3) 样本遭到光漂白作用和光致毒作用。

多光子激光扫描显微镜的应用使这些问题迎刃而解。多光子吸收的历史可追溯到1931 年, 当时M1 G1Meier做出了高光强度下多光子吸收会发生的理论预断[ 3] , 1961年在贝尔实验室用脉冲红宝石激光器激发铕离子荧光时首次观察到双光子吸收, 1989 年在美国康奈尔大学W1 Denk、J1H1 Stricker 和W1W1Webb 制成第一台多光子激光显微镜。此后, 多光子激光显微镜在生物医学领域发挥了重要的作用。现将两者作简单比较。

（1）多光子激光扫描显微镜采用飞秒激光器, 其惊人的应用之一是敏感的生物结构现象, 它容许的峰值功率密度大于1011WPcm2, 比激光共聚焦扫描显微镜105WPcm2 要高许多。激光共聚焦扫描显微镜采用可见光激光, 能量连续激发,

多光子激光扫描显微镜采用波长较长的红外激光, 能量脉冲式激发, 红外光比

可见光在生物组织中的穿透力更强, 因此多光子激光扫描显微镜更能解决生物

组织中深层物质的层析成像问题, 扩大了应用范围。

（2）激光共聚焦显微镜是单光子激发, 在整个扫描焦平面以及扫描上下都产生荧光的激发, 采用与照明针孔共轭的探测针孔, 使焦平面以外的点不会在

探测针孔处成像, 从而提高了显微镜的分辨率, 但与此同时, 在生物样品的整

个扫描面及扫描面上下, 造成荧光大范围的激发, 从而导致整个组织的广泛漂

白和光动力学损伤。多光子激光扫描显微镜采用多光子激发, 这是一个非线性过程, 具有准确的定位特征, 也就是只有在焦点处的光子才能激发荧光分子, 光

漂白和光损伤仅局限于焦点附近, 且有利于减少测试样品的自发荧光,这样可以对活细胞进行更长时间的观察。

（3）激光共聚焦扫描显微镜因为有荧光大范围的激发, 所以需要共焦针孔来选择荧光。多光子激光扫描显微镜的荧光激发只发生在焦点, 不需共焦针孔选择荧光, 因此测量光路更加简单、可靠、有效, 设备简单易携, 故障率低。

（4）多光子激光扫描显微镜比激光共聚焦扫描显微镜具有更准确的定位, 因而保证了更高的三维分辨率, 使背景的干扰相对减少, 进一步提高了图像清

晰度。

（5）多光子激光扫描显微镜的荧光波长远离激发光波长, 因此多光子显微镜可实现暗场成像。

（6）激光共聚焦扫描显微镜在生物医学方面经常应用于细胞内游离钙测量, 细胞内pH 测量、荧光原位杂交分析, 免疫组化, 膜的流动性, 胞间通讯等方面。

多光子激光扫描显微镜除具有上述功能外, 在以下方面有着更多的应用:

在特制的培养皿上可杀死或移动不需要的细胞, 分离单层贴壁细胞, 在细胞生

长表面作微区划分, 长时间观察细胞生长, 建立维护混合细胞体系, 进行肿瘤

移植, 控制细胞生长速度,建立稳定的细胞系, 建立细胞原代培养, 进行药物筛选。

由于多光子技术的发展时间短, 技术本身也存在一些局限。

( 1) 只能对荧光成像;

( 2) 由于红外和近红外光源的使用, 样品可能受到热损伤;

( 3) 分辨率略有降低;

( 4) 受昂贵的超快激光器限制, 目前多光子扫描显微镜的成本较高。

图3 激光扫描共焦显微镜和多光子激光扫描显微镜显微成像图像的比较

参考文献

[1] Javad N. Farahani , Matthew J. Schibler and Laurent A. Bentolila，

Stimulated Emission Depletion (STED) Microscopy: from Theory to Practice. Microscopy 2010,1537-1547

[2] Xu c．ZipfelW，Shear J B et al P— Natl Sci USA． 1996．93：l0763— 10768

[3] Yoder E J, Kleinfeld D. Cortical imaging through the intact mouse skull using two-photon excitation laser scanning microscopy. Microsc Res Techniq, 2002, 56: 304-305

[4] Nasongkla N, Bey E, Ren J, et al. Multifunctional polymeric micelles as cancer-targeted, MRI-ultrasensitive drug delivery systems. Nano Lett, 2006, 6: 2427-2430

[5] Yao J, Larson D R, Vishwasrao H D, et al. Blinking and nonradiant dark fraction of water-soluble quantum dots in aqueous solution. Proc Natl Acad Sci USA, 2005, 102: 14284-14289

[6] Wang X, Ren X, Kahen K, et al. Non-blinking semiconductor nanocrystals. Nature, 2009, 459: 686-689

[7] Hoshino A, Fujioka K, Oku T, et al. Physicochemical properties and cellular toxicity of nanocrystal quantum dots depend on their surface modification. Nano Lett, 2004, 4: 2163-2169

[8]Wu C, Szymanski C, Cain Z, et al. Conjugated polymer dots for multiphoton fluorescence imaging. J Am Chem Soc, 2007, 129: 12904-12905 [9]Wu C, Szymanski C, McNeill J. Preparation and encapsulation of highly fluorescent conjugated polymer nanoparticles. Langmuir, 2006, 22: 2956- 2960

[10]Wu C, Peng H, Jiang Y, et al. Energy transfer mediated fluorescence from blended conjugated polymer nanoparticles. J Phys Chem B,

2006, 110: 14148-14154

[11] Punge, A., et al., 3D reconstruction of high-resolution STED microscope images. Microsc. Res. Tech., 2008; 71 (9): 644-650.

[12] Westphal, V., et al., Video-rate far-field optical nanoscopy dissects synaptic vesicle movement. Science, 2008; 320 (5873): 246-249.

[13] Fitzpatrick, J.A.J., et al., STED nanoscopy in living cells using fluorogen activating proteins. Bioconjugate Chem., 2009; 20: 1843-1847.

[14] Strack, R.L., et al., A rapidly maturing far-red derivative of DsRed-Express2 for whole-cell labeling. Biochemistry, 2009; 48 (35): 8279-8281.

[15] Staudt, T., et al., 2,2'-thiodiethanol: a new water soluble mounting medium for high resolution optical microscopy. Microsc. Res. Tech., 2007; 70 (1): 1-9.

[16] Schroder, J., et al., In vivo labeling method using a genetic construct for nanoscale resolution microscopy. Biophys. J. 2009, 96 (1):L01-03.

[17] Dertinger, T., et al., Fast, background-free, 3D super-resolution optical fluctuation imaging (SOFI). Proc. Natl. Acad. Sci. U S A, 2009;106 (52): 22287-22292.

[18] Westphal, V., and S. W. Hell, Nanoscale resolution in the focal plane of an optical microscope. Phys. Rev. Lett. 2005; 94: 143903.

微操作机器人控制系统下位机的设计

文章编号 2 2 2 微操作机器人控制系统下位机的设计 Ξ 董玉涛张建勋南开大学机器人与信息自动化研究所摘要微操作机器人是智能机器人研究的一个重要领域本文比较详细地介绍了微操作机器人控制系统下位机的硬件设计与软件实现并用该控制系统做了生物细胞的搬运实验结果表明我们设计的下位机运行稳定!可靠满足生物实验的精度要求关键词微操作机器人下位机多轴控制单元单轴控制单元步进电机中图分类号 ×° 文献标识码 1 引言现代生物医学的发展对先进实验设备的依赖程度越来越高落后的实验手段和陈旧的设备会阻碍生物和医学领域的发展目前生物领域中对转基因动植物的研究离不开显微切割和注射等操作由计算机控制的微操作机器人系统就是针对生物和医学领域中的多种显微操作而设计!研制的一种微操作系统该系统能帮助实验人员完成多种显微操作与传统的手动微操作系统相比提高了实验过程的自动化水平和工作效率降低了对操作人员的要求微操作机器人下位机是该系统的关键部件它接受上层管理系统发出的各种命令进行解释以要求的距离!速度和加速度控制步进电机以很高的精度完成显微切割和注射等操作为了保证系统的可靠性和适应性我们在设计中注重了微操作机器人系统体系结构的合理选择采用了°≤机的开放式体系结构充分发挥了下位单片机的运算与控制能力完成系统的实时控制任务 2 微操作机器人系统体系结构微操作机器人系统是一种专用的精密仪器其软硬件的设计遵循了精确!实用和易操作的原则 ≠具有很强的通用性能适应不同的应用要求使用户容易掌握结构模块化!层次化可根据不同的需要扩展现有的硬件 ≈易于安装!维护和调试该系统由上位机下位机个自由度的机械臂左右手各个载玻平台两个粗调旋钮一个吸附器一个注射器一个和显微镜组成上位机负责显微图象的实时显示!轨迹规划和系统管理下位机是由一个多轴控制单元和个单轴控制单元组成的多轴控制系统多轴控制单元负责上位机和单轴控制单元之间的通讯单轴控制单元负责将上位机传来的距离!速度和加速度转化为相应的脉冲数!频率和频率变化率并发给电机驱动模块同时监测电机的故障与限位操作手移到边界信号实时地向上位机报警上下位机协调地控制机械臂的运动操纵吸附器和注射器对细胞进行各种操作显微镜上有一个≤≤?摄像机将采集到的图像实第卷第期年月机器人 ΡΟΒΟΤ? ∏ Ξ 基金项目国家/ 0计划资助项目收稿日期

超分辨荧光显微技术原理

超分辨荧光显微技术原理 Revised as of 23 November 2020

如果要观察小于80微米的物体，比如细菌，就需要先将物体放大，再用眼睛或者相机观察。现代光学显微镜的构造其实非常简单，样品放置在物镜的焦点处，从样品上发射或散射的光经过物镜变成平行（准直）光，再经过一个结像透镜，然后会聚到相机的感光芯片上成像。按照前面的方法来推算，要区分物体上相距为200纳米的两个点，如果使用科研级相机，比如最近火起来的sCMOS相机（每个感光像素尺寸为微米），只需要使用放大倍率为65倍的物镜就足够了。那么是否可以通过提高物镜的放大倍率来观察低于200纳米的物体，比如细胞里面微管呢答案是不可以。 2.光学衍射极限由于光是一种电磁波，具有衍射和干涉的特性。图1.光学显微镜简化示意图如上面的简图所示，紫色箭头表示的物体PQ经过物镜等之后在相机上成像为P'Q'。由于光的衍射，物体上的点如P、Q，在相机上并不是单独的点，而是一个个有一定大小的斑，被称为夫琅禾费衍射斑（或称艾里斑），如右侧的同心圆所示。那么，当P'、Q'相距太近的时候，两个斑会叠加导致难以分辨。这就要求物体上的P、Q要相距一定的距离。 1873年，德国物理学家、卡尔蔡司公司的恩斯特·阿贝（ErnstAbbe）首次推算出衍射导致的分辨率极限。根据瑞利判据——“当一个像斑的中心落到另一个像斑的边缘时，就算这两个像刚好能被分辨”，显微镜能分辨的物体上两点P、Q的最小距离h为：这个公式就是光学显微镜的分辨率公式，或称为光学衍射极限。（注意此处的分辨率与通常说的显示器分辨率含义不同）

生物医学电阻抗成像技术

第一章绪论进入21世纪，生物医学工程迅猛发展，如何将先进的科学技术用于人体医学检查及各项机能测试，从而提高人类对疾病的早期预防和治疗，增强机体功能、提高健康水平一直是人们共同关心的问题。因此，人们对医学检测手段的要求越来越高，检测方式已从人工主观检测发展到现在的主客观相结合。特别是医学影像技术的出现，使疾病的诊断更加客观和准确。然而，通过医学实践可以发现单一形态影像诊断仪器不能满足疾病早期诊断的需要，形态和功能相结合的新型检测系统是医学发展的需要，形态和功能相结合的新型检测系统是医学发展的需要。向功能性检查和疾病的早期诊断发展，向疾病的康复和愈合评价延伸，正是现代医学发展所追求的目标。电阻抗成像（Electrical Impedance Tomography,EIT）技术，是以生物体内电阻抗的分布或变化为成像目标的一种新型无损伤生物医学检测与成像技术。它通过对生物体外加一定的安全激励电流，测得生物体表面电压信号来重构生物体的阻抗分布。由于生物组织阻抗特性差别显著，因而电阻抗成像结果明显。利用EIT技术，可以显示生物体组织的阻抗分布图像、阻抗随频率变化的图像、生物体器官生理活动（如呼吸、心脏搏动）时阻抗变化图像。由于采用外加安全电流激励，是非侵入检测技术，且是功能成像技术，在研究人体生理功能和疾病诊断方面有重要的临床价值。它具有简便、无创廉价的优势，可作为对病人进行长期、连续监护的设备，对疾病的早期预防、诊断、治疗及医疗普查都具有十分重大的意义，一直受到众多研究者的关注。第一节医学影像技术概况医学影像技术是用各种成像装置采集人体内部解剖学、生理学、病理学和心理学的信息，并实现可视化的科学。医学影像技术涉及物理学、生物学、医学、电子信息技术等多科学领域，是典型的跨学科

医学影像技术名词解释

名词解释第一篇总论 1.穿透作用：是指X线穿过物质时不被吸收的本领，X线的穿透力与管电压相关，与物质的密度和厚度相关。穿透性是X线成像的基础。 2.荧光作用：X线能激发荧光物质产生荧光，它是进行透视检查的基础。 3.感光作用：由于电离作用，X线照射到胶片，使胶片上的卤化银发生光化学反应，出现银颗粒沉淀，称X线的感光作用。感光效应是X 线摄影的基础。 4.电离作用：物质受到X线照射，原子核外电子脱离原子轨道，这种作用称为电离作用。 5.造影检查：用人工的方法将高密度或低密度物质引入体内，使其改变组织器官与邻近组织的密度差，以显示成像区域内组织器官的形态和功能的检查方法。 6.对比剂：引入人体产生影像的化学物质。 7.阴性对比剂：原子序数低、吸收X线少，是一种密度低、比重小的物质。影像显示低密度或黑色。包括空气、氧气、二氧化碳等。 8.阳性对比剂：原子序数高、吸收X线多，是一种密度高、比重大的物质，影像显示高密度或白色。包括钡制剂和碘制剂 9.直接引入法：通过人体自然管道、病理瘘管或体表穿刺等途径，将对比剂直接引入造影部位的检查方法。包括口服法、灌注法、穿刺注入法。 10.间接引入法：通过口服或静脉注射将对比剂引入体内，利用某些器官的生理排泄功能将对比剂有选择性地排泄到需要检查的部位而

第二篇普通X线成像技术 1.实际焦点：X线管阳极靶面实际接受电子撞击的面积称之为实际焦点。 2.有效焦点：实际焦点在X线摄影方向上的投影。 3.标称焦点：实际焦点垂直于X线长轴方向的投影。X线管规格特性表中标注的焦点为标称焦点。其焦点的大小值称为有效焦点的标称值。 4.听眶线：外耳孔上缘与眼眶下缘的连线。 5.听眦线：外耳孔中点与眼外眦的连线。 6.听鼻线：外耳孔中点与鼻前棘的连线。 7.瞳间线：两侧瞳孔间的连线。 8.听眉线：外耳孔中点与眶上缘的连线。 9.眶下线：两眼眶下缘的连线。 10.中心线：Ｘ线束居中心的那一条线。

《生物实用技术》教学大纲

《生物实用技术》教学大纲一、说明（一）《生物实用技术》的课程性质：生物学实用技术是一门综合性、技术性、实用性和应用性都较强的实践课程。侧重生物学的基础学科技术及其在教学、科研及实践中应用。在本课程中，重点介绍生物基础学科技术，如生物学上常用仪器的使用、标本制作、组织培养技术、食用菌技术等，也介绍基因工程、发酵工程、酶工程等现代生物技术。在这门实践课程中，注重学生的实际动手能力、科研能力和创造能力的培养和素质的提高。（二）教材及授课对象：教材: 高贵珍等著. 生物实用技术.内蒙古出版社. 授课对象：生物技术、生物科学（三）《生物实用技术》的课程目标（教学目标）：培养学生的实际动手能力、科研能力和创造能力。要求学生掌握各种生物基本技术操作及技能，重视理论联系实践；生物学实用技术综合性较强，涉及面广、实践性强，除生物学知识外，还涉及化学、物理等多门学科的理论和方法，需要采取科学正确的方法才能学好。要敢于创新，不断进步。（四）《生物实用技术》课程授课计划（包括学时分配）：

（五）教学建议：由于这门课程实践操作性强，建议教学紧紧结合实际实验和多媒体课件进行讲授，并到实践中观察和动手体验。（六）考核要求：采用期末考核与平时成绩相结合的方式进行考核。期未考试占70%。平时成绩占30% 二、正文第一章生物学常用仪器及使用主要教学目标：要求学生了解和掌握常用生物学仪器的原理、使用、方法及注意事项；对于生物学上常用的仪器及方法要熟悉，如：一些重要显微镜技术、电泳技术、离心技术等。教学方法及教学手段：采取多媒体课件图片和到实验室参观一些主要仪器，加强实际动手能力。教学重点及难点：一些生物学仪器的原理、使用方法及注意事项第一节生物显微镜一、普通光学显微镜二、相差显微镜三、暗视野显微镜四、荧光显微镜五、电子显微镜第二节其他常用仪器的使用与保养

生物技术在医学领域的应用

微生物制药技术工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物

合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容：第一方面菌种的获得根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。分离思路新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。

荧光成像的原理和方法

荧光成像的原理与方法荧光成像在基因组学和蛋白质组学等生物学领域应用中的独特优势：高灱敏度：灱敏度进超比色法，在大部分应用中其灱敏度近乎放射性同素。多组样品一次成像：将不同样品（如：对照、处理）通过不同发射波长的荧光素标记（如 Cy3或 Cy5等）可以同时检测多样品荧光信号。稳定性高：较放射性同位素相比，荧光素标记的抗体、杂交探针、PCR引物等的信号稳定性优势明显，可稳定存在数月以上，这使需要大规模标记并多阵列之间的标准化比较成为了可能。低毒性成本低：多数情况下，荧光标记和检测的全过程试验用手套即可对实验者提供足够的保护。易于运输和实验后处理，多数情况下实验成本低于放射性同位素。商业可获得性：许多重要的荧光标记型生物大分子如各种单抗、多抗、CAT等及荧光标记用试剂盒都可以方便获得,同时一些公司提供荧光标记的外包服务。荧光信号的产生及信号捕获原理：荧光物质被特定外界能量激发（如激光等高能射线），引起其电子轨道向高能轨道跃迁，并最终释放能量回归基态的过程中会产生可被检测的荧光信号。当然不是所有的物质都能被激发产生荧光，只有当该物质与激发光具有相同的频率并在吸收该能量后具有高的荧光效率而非将能量消耗于分子间碰撞过程中，其荧光信号才可被光学设备所检测（Fig.1）。 Fig.1 ①激发能②无辐射弛豫能③荧光发射能。三种荧光素（绿色：fluorescein；黄色：DNA-bound TOTO TM；红色：DNA-bound EB）的激发光波长(a)和发射光波长(b)。荧光成像系统的组件和工作原理：荧光物质被激发后所发射的荧光信号的强度在一定范围内是与荧光素存在的量成线性关系的，这是荧光成像系统应用于生物学研究的理论基础，激光扫描系统的性能指标主要有：系统分辨率、线性范围、均一性、灱敏度。为了实现荧光信号的激发、捕获和放大的检测过程，按照顺序荧光成像系统主要包括以下组件：激发源（Excitation resource）、激光传输组件（Light delivery optics）、荧光收集组件（Light collection optics）、发射滤镜（Emission filter）和信号检测放大组件（Detection and amplification）（Fig.2）。在荧光成像系统工作的过程中，每个组件的性能都关系着最终荧光信号的收集和检测结果。

超分辨荧光显微技术原理

如果要观察小于80微米的物体，比如细菌，就需要先将物体放大，再用眼睛或者相机观察。现代光学显微镜的构造其实非常简单，样品放置在物镜的焦点处，从样品上发射或散射的光经过物镜变成平行（准直）光，再经过一个结像透镜，然后会聚到相机的感光芯片上成像。按照前面的方法来推算，要区分物体上相距为200纳米的两个点，如果使用科研级相机，比如最近火起来的sCMOS相机（每个感光像素尺寸为6.5微米），只需要使用放大倍率为65倍的物镜就足够了。那么是否可以通过提高物镜的放大倍率来观察低于200纳米的物体，比如细胞里面微管呢？答案是不可以。 2.光学衍射极限由于光是一种电磁波，具有衍射和干涉的特性。图1.光学显微镜简化示意图如上面的简图所示，紫色箭头表示的物体PQ经过物镜等之后在相机上成像为 P'Q'。由于光的衍射，物体上的点如P、Q，在相机上并不是单独的点，而是一个个有一定大小的斑，被称为夫琅禾费衍射斑（或称艾里斑），如右侧的同心圆所示。那么，当P'、Q'相距太近的时候，两个斑会叠加导致难以分辨。这就要求物体上的P、Q要相距一定的距离。 1873年，德国物理学家、卡尔蔡司公司的恩斯特·阿贝（ErnstAbbe）首次推算出衍射导致的分辨率极限。根据瑞利判据——“当一个像斑的中心落到另一个像斑的边缘时，就算这两个像刚好能被分辨”，显微镜能分辨的物体上两点P、Q 的最小距离h为：

医学功能成像技术

医学功能成像技术第二讲功能性磁共振成像吕维雪本讲座撰写人吕维雪先生浙江大学教授解剖结构的磁共振成像已经在临床和研究中被普遍接受了功能性磁共振成像做脑功能定位的出现更进一步扩大了磁共振成像技术在临床上的作用这一新技术可以通过检测神经活动对局域血流流量以及氧饱和的影响产生被激活脑区的图像它对于进一步理解脑的结构功能和病理学之间的关系有重要的作用而且该技术是无损的能很容易地和现有的临床实践集成所以受到了很大的重视仅有结构成像技术是不能确定功能性的神经解剖学的已经证明即使在正常人中其脑的中央沟都有很大差异这种情况当存在脑肿瘤时变得更为严重这时会有质量效应和功能性的重新组织能做功能性定位的技术可以在畸变和脑解剖不确定的场合下提供有临床意义的信息在对脑肿瘤做手术治疗时功能性成像也是很有价值的在很多场合中需要对主要的功能性皮层做精确的定位以便能最大程度地切除病态组织而使术后的神经性后遗症减到最少术前能确定主要的功能区对于评价手术是否可行和手术的方案都有重要意义术前关键功能区的定位是功能性磁共振成像立即可以对临床有用的领域 fMRI可以在医院现有的MRI扫描仪上做功能区定位的常规检查图像的采集和处理时间基本上和结构性MRI检查类似除了这种应用以外fMRI对许多心理学和认知异常方面的理解和治疗也有潜在的临床价值一功能性磁共振的原理要了解功能性磁共振需要熟悉磁共振的物理原理它决定了信号的特性并由这些信号形成图像 1990年Seiji Ogawa首先报道了在磁共振图像中发现了血液氧合对T2*的影响他注意到当血液氧合降低时皮层血管变得更清楚了他知道这是由于去氧基血红素造成局域磁场不均匀的结果并把这一方法称为BOLD(Blood Oxygenation

医学生物技术专业实习报告(新版)

医学生物技术专业实习报告 (新版) Internship is to combine the theoretical knowledge learned with practice, cultivate the innovative spirit of exploration and strengthen the ability of social activities. ( 实习报告 ) 部门：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：MZ-SN-0530

医学生物技术专业实习报告(新版) 医学生物技术专业实习报告【一】首先，我想谈一下实习的意义。作为一名学生，我想学习的目的不在于通过结业考试，而是为了获取知识，获取工作技能，通过实习工作了解到工作的实际需要，使得学习的目的性更明确，得到的效果也相应的更好。再次，我要总结一下自己在实习期间的体会。在实习期间，通过在生产现场观摩，经过专业人员的讲解，了解了微生物发酵技术在制药、酿酒和作为生物菌肥等方面的在作用。参观实习是对自己在学校学习的补充，这次实习让我对《发酵工程》这门学科有了更深的认识，亲眼看见了发酵的设备，及其整个的生产流程，对这三个企业有了初步的理解，让我对好氧发酵、厌氧液体发酵、厌氧固体发酵等过程中的灭菌、制种、放大、发酵控制、检测、生产流程

等以及生化药物的提取、精制、冷冻干燥、包装等生物分离工程获得了感性认识，建立了从理论到实际的跨越。也对传统的白酒酿造工艺有了进一步的了解，对酿酒时制曲、原料的选取与处理、配料搅拌及烝酒蒸粮、入窖发酵等工艺过程有了直观的认识。另外还参观了微生物肥料生产的工艺流程，看到了发酵罐的罐体及一些管路，对微生物发酵的用途又多了一份理解。 XXX图文设计本文档文字均可以自由修改

生物显微技术的应用

生物显微技术在微生物中的应用姓名：马永见学号：13231005 生物显微技术是指应用各种光学显微镜或电子显微镜观察和辨认微小生物（动物、植物和微生物）的细胞形态及其显微、亚显微结构，也包括植物染色体技术与原位杂交等新的方法和技术。19世纪显微技术的发展推动了生物学，特别是细胞学的迅速发展。例如，19世纪后叶细胞学家对受精作用、染色体的结构和行为的研究，就是在不断改进显微技术的过程中取得很大成就的，而这些成就又为细胞遗传学的建立和发展打下了基础。此外，显微技术在细胞学、组织学、胚胎学、植物解剖学、微生物学、古生物学及孢粉学发展中，已成为一个主要研究手段。下面就让我们看看生物显微技术在微生物学中的具体应用。我们都知道，微生物个体微小，其大小、形态用肉眼都是难以看清的，尤其是在研究其内部结构，只能借助显微放大系统才能进行观察和研究，这样就决定了显微技术是进行微生物研究的一项重要技术。显微技术包括显微标本的制作、观察、测定、分析和记录等方面的内容。正是由于显微技术的建立才使我们得以认识丰富多彩的微生物世界，并真正使对微生物的研究发展成为一门科学。显微镜可以说是显微技术中最常用也最重要的一项实验仪器，无论观察微生物的活性、繁殖或是其内部的结构都必须用显微镜来观察，可以说显微镜在微生物的应用中占据了主导地位。显微镜(microscope)是一种借助物理方法产生物体放大影象的仪器。最早发明于16世纪晚期，至今已有400多年的历史。用显微镜对微生物进行显微观察时，主要就是将被观察的样本进行放大，以便肉眼透过显微镜观察，但除了放大外，显微镜的分辨率和反差也嫩能够影响显微观察效果。现代意义上的显微技术，已经不仅仅局限在观察物体的形态、结构，而且发展到了对物体的组成成分进行定性与定量，特别是与计算机科学技术的结合出现的图像分析、模拟仿真等技术，更是为探索微生物的奥秘增添了强大武器。传统上，光学显微镜是主要的观察仪器，但随着研究的深入与复杂，简单的光学显微镜已经不能够再满足研究的应用，随之，电子显微镜随之问世，电子显微镜的发明促使生物学中微观现象的研究从显微水平发展到超显微水平。超微结构的研究结合生物化学的研究，使以形态描述为主的细胞学发展成为以研究细胞的生命活动基本规律为目的细胞生物学。20世纪70年代以来，由于电子显微镜分辨率的不断提高并与电子计算机的结合应用，许多分子生物学的现象，例如DNA的转录、DNA分子杂交等在生物化学中用同位素技术可证实的现象，也可在电子图象中获得直观的证实，许多生物大分子的结构和功能也可从电子图象的分析中加以认识。总之，利用显微技术进行的生物学研究可以反映细胞水平、超微

超分辨荧光显微技术原理

2014 年的诺贝尔理综奖颁发给了“超分辨荧光显微技术”。也许接下来的几天，媒体会关注 Stefan Hell、Eric Betzig 二人的传奇经历，或者另一名华人女科学家与该奖项失之交臂的遗憾。但是八卦之外，这项成果背后的科学本身也非常有意思。这里面有三个关键词：“超分辨”、“荧光”和“显微技术”，我希望能够解释清楚以下几个问题，尤其是后两个问题： 1. 为什么需要（光学）显微技术？ 2. 为什么光学显微镜的分辨率存在理论极限？ 3. 用怎样的方法可以突破这个理论极限以达到“超分辨”？为什么这个理论极限可以被突破？ 5. 为什么非得是荧光显微技术，而非普通的明场（透射光）显微技术？ 1. 采样定理与显微镜我们用肉眼观察或者用相机拍摄一个物体时，物体上的每一个细微的点都会在眼睛的视网膜或是相机的感光芯片上成像。那么我们为什么不能看到细菌等微小的东西，为什么不能把照片无限放大以看清远处树木上面的每一片叶子呢？这个问题的答案比较简单：因为组成视网膜的每一个感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）、相机芯片上的每一个感光元件（CCD、CMOS等）都是有大小的。比如视网膜中央凹区域的视锥细胞直径平均约为 5 微米。而由于奈奎斯特-香农采样定理的限制，视网膜上能分清的两个相邻像点的距离是视锥细胞直径的两倍，即 10 微米。再结合眼球的构造，大致可以推断出，在距离眼睛 25 厘米的位置，我们能分辨物体上相距为 80 微米的两个点，换算成点阵密度就是大约 320 ppi，这也是苹果所谓“视网膜屏”分辨率的来历。如果要观察小于 80 微米的物体，比如细菌，就需要先将物体放大，再用眼睛或者相机观察。现代光学显微镜的构造其实非常简单，样品放置在物镜的焦点处，从样品上发射或散射的光经过物镜变成平行（准直）光，再经过一个结像透镜，然后会聚到相机的感光芯片上成像。按照前面的方法来推算，要区分物体上相距为 200 纳米的两个点，如果使用科研级相机，比如最近火起来的 sCMOS 相机（每个感光像素尺寸为 6.5 微米），只需要使用放大倍率为 65 倍的物镜就足够了。那么是否可以通过提高物镜的放大倍率来观察低于 200 纳米的物体，比如细胞里面微管呢？答案是不可以。 2. 光学衍射极限由于光是一种电磁波，具有衍射和干涉的特性。

人体组织学与解剖学大纲-河北师范大学生物学教学中心

人体组织学与解剖学实验教学大纲实验一基本组织实验之一一、实验内容 1、显微镜指针的安装方法及原理. 2、纤毛运动的观察. 3、制作肠系膜展片、观察单层扁平上皮. 4、切片观察：变移上皮. 二、实验材料及用品蛙、生理盐水（0.7%）、AgNO3（1%）、吸水纸、纯酒、蜡盘、小烧杯、蒸馏水、载片、盖片、显微镜三、目的与要求 1、掌握显微镜指针安装的原理、方法及注意事项。 2、观察纤毛运动，了解和掌握装片的制作方法。 3、掌握肠系膜展片的制作方法，联系机能，掌握单层扁平上皮的结构特点。 4、观察变移上皮，联系机能掌握变移上皮的结构特点。四、作业与思考 1、绘光镜下变移上皮的形态 2、什么是间皮、内皮？ 3、银染色的原理是什么？肠系膜展片中被银染色的是何部位？五、注意事项废液倒入废液缸中，不要污染桌面和水池。备注：学生第一次进入解剖学实验室，需介绍一下实验课的基本情况及注意事项；对学生提出几点要求。实验二基本组织实验之二一、实验内容 1、皮下组织展片的制作与观察（示肥大细胞） 2、骨骼肌分离装片的制作与观察 3、血涂片的制作与观察 4、切片观察：肌腱、软骨、骨、疏松结缔组织

小鼠、纯酒精、消毒酒精棉球、次甲基蓝（0.1%）、瑞氏染液（或姬姆萨染液）、蒸馏水、刺血针、大头针、载片（推片用）、玻璃笔、蜡盘、滤纸、酒精灯三、目的与要求 1、掌握皮下组织展片的制作方法结合成片观察，准确掌握以下结构：纤维细胞、成纤维细胞、巨噬细胞、浆细胞、肥大细胞、脂肪细胞、胶原纤维、网状纤维、弹性纤维 2、学习骨骼肌分离装片的制作方法，掌握骨骼肌纤维的结构特点，对照成片准确识别骨骼肌横纹、细胞核 3、学习血涂片的制作方法，显微镜观察：红细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞※、血小板※ 4、腱：腱细胞 5、软骨：软骨细胞、软骨基质、软骨囊、软骨陷窝 5、骨：骨陷窝、骨单位、中央管、骨小管、穿通管四、作业 1、绘光学显微镜下疏松结缔组织形态 2、总结各类血细胞的形态特征备注： [小知识] 生物显微技术：我们研究生物体内部结构，首先遇到的难题是，自然状态下动、植物体的组织都是不透明的，不能直接放在显微镜下观察。那么怎样处理才能使光线头国组织材料呢？ 1、非切片法 2、切片法非切片法是用物理或化学的方法将生物体组织分离成单细胞或薄片的方法，常见的方法有：1、展片法2、涂片法3、压片法4、解离法5、磨片法等。我们在实验课上经常应用的方法就是上述种类。实验三基本组织实验之三一、实验内容 1、神经元涂片的制作与观察，学习和掌握涂片的制作方法 2、切片观察：骨骼肌、心肌、平滑肌、有髓神经、环层小体、运动终板、运动神经元 3、示范观察：肌梭、触觉小体

医学生物技术专业毕业实习报告

( 实习报告) 单位：____________________ 姓名：____________________ 日期：____________________ 编号：YB-BH-035260 医学生物技术专业毕业实习报Graduation practice report of Medical Biotechnology

医学生物技术专业毕业实习报告医学生物技术专业毕业实习报告【一】光阴流转，又是一年五月花开，一年的实习即将告一段落，这一年的时间作为人生中第一次的实习，从开始初至的陌生到如今即将来临的告别，期间倍受医院里各位老师的教导、提点，让我从中获益良多。记得第一个实习科室是神经内科，神经内科作为这所医院的重点专科，收治的病人种类繁杂。在这里，我开始学会了一名医学生在医院里所必须的基本常识，从一片茫然到逐渐锻炼为熟练，也开始一点一点的明白了在课本中浩如烟海的文字里寻找与实际临床的交汇的通道，看到了书本里的文字一点一滴都化作现实成为人生中难以忘怀甚至不可或缺的经历化入脑海;同时也是在这里看到了与现如今人言啧啧的医护行业大相径庭的现实，我看到了诸位老师作为临床医师的各种不足为外人道的辛苦与委屈，在这里我突然发现过着所谓的朝九晚五的生活都成为一种遥不可及的奢望，日夜颠倒的作息时间，无所谓双休节假日的漫长无期的工作日，无论何时何地都要在病人需要的第一时间做出清醒正确的处理。而在这些辛苦的背后还有病人的不理解甚至无理取闹，还有现如今社会中各种恶劣的诋毁与嘲弄，还有与辛劳付出甚至连基本的等比都不能达到的微薄薪金。老师们虽然在闲暇时偶尔玩笑般抱怨现实不公，可一旦工作来临，依旧打起一百二十分的

小动物活体成像技术_浙江大学汇总

小动物活体成像技术李冬梅万春丽李继承摘要：随着小动物成像技术的发展，活体小动物非侵袭性成像在临床前研究中发挥着越来越重要的作用。本文围绕五种小动物成像专用设备，综述其特点及主要应用，比较各种设备的优势和劣势，总结小动物活体成像设备的发展趋势。关键词：小动物；活体；成像技术 Small living animal imaging technology LI Dong-Mei1 WAN Chun-li 2 LI Ji-Cheng 1 （1Medical college of Zhejiang university，2Shanghai sciencelight biology sci&tech Co.,Ltd.）Abstract: With the development of small animal imaging technology, non-invasive imaging in small living animal models has gained increasing importance in pre-clinical research. Based on five kinds of small animal imaging special equipments, this article reviews their characteristics and illustrates their main applications. Meanwhile, this article also compares the advantages and limitations of these equipments and summarizes the trends of small living animal imaging equipments. Key words: small animal;living; imaging technology 动物模型是现代生物医学研究中重要的实验方法与手段，有助于更方便、更有效地认识人类疾病的发生、发展规律和研究防治措施，同时大鼠、天竺鼠、小鼠等小动物由于诸多优势在生命科学、医学研究及药物开发等多个领域应用日益增多。近年来各种影像技术在动物研究中发挥着越来越重要的作用，涌现出各种小动物成像的专业设备，为科学研究提供了强有力的工具。动物活体成像技术是指应用影像学方法，对活体状态下的生物过程进行组织、细胞和分子水平的定性和定量研究的技术。动物活体成像技术主要分为光学成像(optical imaging)、核素成像（PET/SPECT）、核磁共振成像（magnetic resonance imaging ，MRI）、计算机断层摄影（computed tomography，CT）成像和超声（ultrasound）成像五大类。活体成像技术是在不损伤动物的前提下对其进行长期纵向研究的技术之一。成像技术可以提供的数据有绝对定量和相对定量两种。在样本中位置而改变，这类技术提供的为绝对定量信息，如CT、MRI和PET提供的为绝对定量信息；图像数据信号为样本位置依赖性的，如可见光成像中的生物发光、荧光、多光子显微镜技术属于相对定量范畴，但可以通过严格设计实验来定量[1]。其中可见光成像和核素成像特别适合研究分子、代谢和生理学事件，称为功能成像；超声成像和CT则适合于解剖学成像，称为结构成像，MRI介于两者之间。 1 可见光成像体内可见光成像包括生物发光与荧光两种技术[2]。生物发光是用荧光素酶基因标记DNA，利用其产生的蛋白酶与相应底物发生生化反应产生生物体内的光信号；而荧光技术则采用荧光报告基因（GFP、RFP）或荧光染料（包括荧光量子点）等新型纳米标记材料进行标记，利用报告基因产生的生物发光、荧光蛋白质或染料产生的荧光就可以形成体内的生物光源。前者是动物体内的自发荧光，不需要激发光源，而后者则需要外界激发光源的激发[3]。 1.1 生物发光：哺乳动物生物发光，一般是将萤火虫荧光素酶（Firefly luciferase）基因整合到需观察细胞的染色体DNA上，以表达荧光素酶，培养出能稳定表达荧光素酶的细胞株，当细胞分裂、转移、分化时，荧光素酶也会得到持续稳定的表达[4]。标记后的荧光素酶

医学生物技术专业毕业实习报告

( 实习报告 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改医学生物技术专业毕业实习报告 Graduation practice report of Medical Biotechnology

为临床医师的各种不足为外人道的辛苦与委屈，在这里我突然发现过着所谓的朝九晚五的生活都成为一种遥不可及的奢望，日夜颠倒的作息时间，无所谓双休节假日的漫长无期的工作日，无论何时何地都要在病人需要的第一时间做出清醒正确的处理。而在这些辛苦的背后还有病人的不理解甚至无理取闹，还有现如今社会中各种恶劣的诋毁与嘲弄，还有与辛劳付出甚至连基本的等比都不能达到的微薄薪金。老师们虽然在闲暇时偶尔玩笑般抱怨现实不公，可一旦工作来临，依旧打起一百二十分的精神，尽心尽力，兢兢业业，我一度为这种付出与收获不平衡的状况疑惑着，但在医院里一天天的度过，我从最初对暴躁的患者的畏惧，到中间气郁，再到后来的从容应对，我突然想起金庸先生武侠中最为经典的一句话：侠之大者，为国为民;也许如今的医护人员竟如古谓侠客事了拂衣去，深藏身与名，所求的不过是做好自己所应做的。古语有言天变不足畏，祖宗不足法，人言不足恤，在自己准备着成为一名真正的可以胜任自己职位并且担负职责的临床医师的同时，也在心里期盼着有人能看到这个群体的努力与不易，让这

试验一常用显微镜的使用

北方民族大学生物科学与工程学院基础生物学实验生物显微技术实验讲义实验一、常用显微镜的使用一、实验目的： 1 掌握各种显微镜的成象原理、熟悉各种显微镜的操作规范及注意事项； 2 了解各类显微镜的常见故障及排除方法； 3 了解各类显微镜的组装、维护及维修常识。二、实验原理：细胞是生物体的基本结构单位。构成生物有机体的细胞是多种多样的。要对细胞进行研究，首先要从其形态结构入手。众所周知，细胞很小，绝大多数细胞人们通过肉眼无法辨认。所以，要借助显微镜的成象及放大原理，在显微镜下，特别是在电镜下才能观察到细胞的基本的形态结构。（一）普通光学显微镜的原理通过显微镜的物镜和目镜的两次放大后，在人的眼睛的视网膜上形成一个正立的虚象，通过调焦装置使这个虚象落在眼睛明视距离25cm处，使所看到的物体最清晰，也就是说虚象是在眼球晶状体的两倍焦距之外，在眼球后的视网膜上形成一个倒立的的缩小像。 1 照明原理临界照明和柯勒照明。 2 显微镜的分辨率也称分辨力，它是指能把两个物点辨清的最小距离。能把两点分辨开的最小距离叫做分别距离。分辨距离越小，则分辨率越高；分辨距离越大，则分辨率越低。所以分辨率是以分辨距离来表示的，并与分辨距离成反比。显微镜的分辨率和物镜的镜口率，照明光线的波长直接有关，其计算公式为： D = 0.61λ / N. A. N. A. = n × sin a /2 式中D为分辨率，为光波波长， N. A. 为物镜的数值孔径（镜口率），n 为物镜与标本间介质的折射率，sin a/2为透镜视锥半顶角的正弦。由上式可见，要增加分辨率，需从缩短波长和增大镜口率着手。由于镜口率受介质折射率和视锥半顶角的限制，它的数值是有一定限度的，所以，只有缩短光的波长，才是最有效的方法。 3显微镜的放大率

论生物显微技术在生命科学研究中的作用

论生物显微技术在生命科学研究中的作用 18～19世纪显微技术的发展推动了生物学，特别是细胞学的迅速发展。例如，19世纪后叶细胞学家对受精作用、染色体的结构和行为的研究，就是在不断改进显微技术的过程中取得很大成就的，而这些成就又为细胞遗传学的建立和发展打下了基础。此外，显微技术在细胞学、组织学、胚胎学、植物解剖学、微生物学、古生物学及孢粉学发展中，已成为一个主要研究手段。电子显微镜的发明促使生物学中微观现象的研究从显微水平发展到超显微水平。超微结构的研究结合生物化学的研究，使以形态描述为主的细胞学发展成为以研究细胞的生命活动基本规律为目的细胞生物学。20世纪70年代以来，由于电子显微镜分辨率的不断提高并与电子计算机的结合应用，许多分子生物学的现象，例如DNA的转录、DNA 分子杂交等在生物化学中用同位素技术可证实的现象，也可在电子图象中获得直观的证实，许多生物大分子的结构和功能也可从电子图象的分析中加以认识。总之，利用显微技术进行的生物学研究可以反映细胞水平、超微结构水平，甚至分子水平三个不同的层次的信息。三者各具特点，同时又是相互联系和相互补充的。在医疗诊断中，显微技术已被用为常规的检查方法，如对血液、寄生虫卵、病原菌等的镜检等。利用显微技术作病理的研究已发展为一门专门的学科——细胞病理学，它在癌症的诊断中特别重要。某些遗传病的诊断，已离不开用显微技术作染色体变异的检查。此外，在卫生防疫、环境保护、病虫害防治、检疫、中草药鉴定、石油探矿和地层鉴定、木材鉴定、纤维品质检定、法医学、考古学、矿物学以及其它工业材料和工业产品的质量检查等方面，都有广泛的应用生物显微镜技术，即Bio-microscopy/Biological Microscopy，是指用各种显微镜观察和辨认微小生物形态和生物精细结构的方法和技术。如植物根、茎、叶的徒手切片法，动植物组织的石蜡切片法，单细胞分裂的根尖压碎法，观察导管、管胞、筛管等的离散法，原生动物、吸虫、昆虫等的整体装片法，骨胳的磨片法，血液的涂片法，果蝇唾腺染色体的压片法等。此外，还可用相差显微镜观察活的生物和未染色的生物切片标本，用电子显微镜辨认细胞的超微结构，用显微操作器对细胞进行显微解剖、显微注射等。生物显微技术主要包括各种显微镜的使用方法，各种标本切片的准备制作技术，以及观察结果的记录、分析技术等。近年由于电子显微镜与电子计算机结合应用，电子图象记录、分析技术有了较快的发展. 三、生物显微镜技术的应用 1. 生物显微镜技术在生物学中的应用 ①在动、植物学等相关研究的应用植物花粉显微观察、动植物的显微切片、显微注射等发那个面 ②在微生物、细胞等相关领域研究中的应用 ③在分子生物学研究中的应用 2. 生物显微镜技术在医学领域中的应用