實(shí)用電鏡技術(shù)

前言

　　自20世紀(jì)30年代德國(guó)青年科學(xué)家茹斯卡（Ernst Ruska）等創(chuàng)建世界上第一臺(tái)電子顯微鏡以來(lái)，電子顯微鏡和電子顯微鏡技術(shù)已有了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步，如今已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等各個(gè)行業(yè)，在形態(tài)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域都做出了重要的貢獻(xiàn)，成為人類現(xiàn)代科學(xué)研究及應(yīng)用不可缺少的一個(gè)重要工具。也正因?yàn)槿绱?，茹斯卡終于在1986年他84歲高齡時(shí)獲得了諾貝爾獎(jiǎng)?！　‰娮语@微鏡從創(chuàng)建之初就應(yīng)用于生物學(xué)研究，后來(lái)的很多年應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)生命科學(xué)領(lǐng)域，取得了令人矚目的成就（獲得了多項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)），極大地推動(dòng)了人類在微觀世界中的探索研究。前些年，由于免疫組化、分子遺傳學(xué)等諸多新技術(shù)大量應(yīng)用于生命科學(xué)研究及應(yīng)用領(lǐng)域，曾幾何時(shí)幾乎要完全取代電子顯微鏡的作用，但令人欣喜的是，近年來(lái)人們開(kāi)始逐漸認(rèn)識(shí)到免疫組化、分子生物學(xué)技術(shù)的局限性，而且隨著電子顯微鏡技術(shù)的進(jìn)步，如今又有越來(lái)越多的人重新認(rèn)識(shí)到了電子顯微鏡不可替代的作用，電子顯微鏡在生命科學(xué)中的應(yīng)用又煥發(fā)出了新的活力?！　‰婄R在我國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用基本始于20世紀(jì)五六十年代，現(xiàn)在這一技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用。多年來(lái)已有大量研究論文在國(guó)內(nèi)發(fā)表，也出版出多本專著，但相對(duì)而言，電鏡技術(shù)——尤其在生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)電鏡應(yīng)用技術(shù)的專著較為缺乏。南京林業(yè)大學(xué)早在20世紀(jì)80年代就開(kāi)設(shè)了《電鏡技術(shù)》這門課程，并編寫了《生物電鏡技術(shù)》專著作為教材，一直深受學(xué)校師生的歡迎。近年來(lái)為了進(jìn)一步滿足深人開(kāi)展超微結(jié)構(gòu)研究和教育的需求，該校電鏡室同志戮力同心，根據(jù)他們自己豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，又重新編寫了《實(shí)用電鏡技術(shù)》一書。該書不僅系統(tǒng)地歸納總結(jié)了目前常用的各種電鏡技術(shù)，還對(duì)近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的電鏡新技術(shù)也做了詳盡的介紹。書中不僅有精練的文字闡述，還附有珍貴精美的電鏡圖片和光盤，因此，本書不僅是一本頗具示范性的教材，也是一本實(shí)用的電鏡技術(shù)工具書，是目前國(guó)內(nèi)同類專業(yè)書中特色十分鮮明的一本專著，必將對(duì)我國(guó)電鏡技術(shù)教學(xué)及實(shí)踐起到積極的推動(dòng)作用?！　≡诒緯霭嬷H，謹(jǐn)以此文，權(quán)當(dāng)對(duì)全體作者的衷心祝賀！

內(nèi)容概要

　　內(nèi)容包括四部分：第一部分為電子顯微鏡，主要介紹電鏡的基本概念、類型、工作原理和結(jié)構(gòu)；第二部分為電子顯微技術(shù)，主要介紹電鏡樣品的制樣原理和常規(guī)方法等；第三部分為電子顯微技術(shù)的應(yīng)用，重點(diǎn)介紹先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)在生命科學(xué)和材料學(xué)上的應(yīng)用；第四部分為電鏡課件，具體介紹植物、纖維、花粉等方面的電子顯微技術(shù)。

書籍目錄

第一章　緒論　第一節(jié)　納米科技是21世紀(jì)的主導(dǎo)技術(shù)　第二節(jié)　光學(xué)透鏡成像　第三節(jié)　電鏡的產(chǎn)生和發(fā)展　第四節(jié)  電鏡的種類與特點(diǎn)　第五節(jié)　電鏡在自然科學(xué)中的應(yīng)用　第六節(jié)  電子顯微鏡在生物學(xué)中的拓展第二章　電鏡的基本概念　第一節(jié)　計(jì)量單位　第二節(jié)　分辨率　第三節(jié)　放大倍數(shù)　第四節(jié)　電鏡的照明源　第五節(jié)　電子透鏡　第六節(jié)　像差　第七節(jié)　電磁透鏡的場(chǎng)深焦深　第八節(jié)  電子束和樣的相互作用第三章　透射式電子微鏡　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　電子光系統(tǒng)　第三節(jié)　真空系統(tǒng)　第四節(jié)　電氣控制系統(tǒng)　第五節(jié)　透射電鏡的成像機(jī)理　第六節(jié)　透射電鏡的使用和調(diào)整第四章　掃描電子顯微鏡　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　掃描電鏡的結(jié)構(gòu)和原理　第三節(jié)　掃描電鏡的成像機(jī)理　第四節(jié)　掃描電鏡的使用和調(diào)整第五章　掃描透射電鏡　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　掃描透射電鏡的結(jié)構(gòu)和原理　第三節(jié)　掃描透射電鏡的優(yōu)點(diǎn)　第四節(jié)　掃描透射電鏡的缺點(diǎn)第六章　x射線顯微分析　第一節(jié)　x射線顯微分析的原理　第二節(jié)　x射線顯微分析儀　第三節(jié)　x射線顯微分析方式及應(yīng)用第七章　電鏡的維護(hù)、修理和升級(jí)改造　第一節(jié)　鏡筒的維護(hù)　第二節(jié)　真空系統(tǒng)的維護(hù)　第三節(jié)　電子線路及電源檢查　第四節(jié)　電鏡的升級(jí)改造技術(shù)第八章　開(kāi)展電鏡技術(shù)工作的要求　第一節(jié)　電鏡的選擇　第二節(jié)　電鏡的主要輔助設(shè)備　第三節(jié)　電鏡的可選配件　第四節(jié)　電鏡室的環(huán)境要求　第五節(jié)　電鏡工作者的必備條件　第六節(jié)　電鏡實(shí)驗(yàn)室的管理第九章　透射電鏡生物樣品制備技術(shù)　第一節(jié)　超薄切片技術(shù)　第二節(jié)　負(fù)染色技術(shù)　第三節(jié)　金屬投影技術(shù)　第四節(jié)　復(fù)型技術(shù)第十章　掃描電鏡樣品的制備技術(shù)　第一節(jié)　掃描電鏡樣品的標(biāo)準(zhǔn)和類別　第二節(jié)　掃描電鏡生物樣品的制備程序　第三節(jié)　組織導(dǎo)電技術(shù)第十一章　微波輻射快速制樣技術(shù)第十二章　特殊樣品的制備技術(shù)第十三章　冷凍制樣技術(shù)第十四章　電鏡細(xì)胞化學(xué)技術(shù)第十五章　電鏡免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)第十六章　電鏡放射自顯影技術(shù)第十七章　電鏡技術(shù)在生物大分子研究上的應(yīng)用第十八章　細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)與功能第十九章　電鏡觀察中的注意事項(xiàng)第二十章　電鏡攝影與暗室技術(shù)附錄1　常用試劑的配制附錄2　電鏡常用的危險(xiǎn)性試劑附錄3　英漢名詞對(duì)照附錄4　電子顯微圖像參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第十七章 電鏡技術(shù)在生物大分子研究上的應(yīng)用　　第一節(jié) 電鏡生物大分子技術(shù)研究概況　　生物大分子（Biomacromolecule）是生物體內(nèi)重要的活性成分，以碳鏈為骨架，由簡(jiǎn)單的組成結(jié)構(gòu)聚合而成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對(duì)分子質(zhì)量較大，可達(dá)上萬(wàn)或更多（往往比一般的無(wú)機(jī)鹽類大百倍或千倍以上）。這種大分子具有重要的生物功能，在生命體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，起著無(wú)比重要的作用，如供給維持生命所需要的能量與物質(zhì)、傳遞遺傳信息、控制胚胎分化等，其功能主要取決于它們的三維結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及相互作用。生物大分子主要包括蛋白質(zhì)、核酸、糖、脂類以及它們相互結(jié)合的產(chǎn)物，如糖蛋白、脂蛋白、核蛋白等?！　∪祟悓?duì)生物大分子的研究經(jīng)歷了近2個(gè)世紀(jì)的漫長(zhǎng)歷史。20世紀(jì)末之前，對(duì)生物大分子的研究主要是物質(zhì)的提取、性質(zhì)、化學(xué)組成和初步的結(jié)構(gòu)分析等。隨著X射線衍射技術(shù)和電子顯微鏡技術(shù)的發(fā)展和科研設(shè)備的不斷完善，生物大分子的形態(tài)及空間形態(tài)研究取得了顯著的成果?！　?0世紀(jì)50年代，電鏡負(fù)染技術(shù)最先應(yīng)用于研究大分子。A.Klug在蛋白質(zhì)和病毒的電鏡研究中，得出過(guò)許多杰出的科研成果，因此獲得了1982年的諾貝爾獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí)，A.Klug和他的助手們采用負(fù)染技術(shù)研究生物大分子時(shí)發(fā)現(xiàn)：①染色劑顆粒性影響到分辨率；②只獲得外表形貌；③由于負(fù)染色樣較厚，無(wú)法使用高分辨率的相位反差成像機(jī)制。因此，制備電鏡樣品時(shí)他們采取了一些措施：①不染色；②采用低劑量電子束技術(shù)，減少電子束的輻射損傷；③用理化特性與水相近但不會(huì)在真空中揮發(fā)的物質(zhì)（如葡萄糖、單寧酸等）取代生物樣品中的水分，避免了在電鏡的高真空下，含水的生物樣品會(huì)因水分揮發(fā)而使結(jié)構(gòu)嚴(yán)重改變。在這種情況下，當(dāng)樣品足夠薄時(shí)（〈200 nm）時(shí)，就可以使用高分辨率的相位反差成像機(jī)制了，從而獲得高分辨率。但由于生物大分子主要由碳、氫、氧、氮等輕元素組成，不染色則圖像反差很弱，而采用的低劑量電子束技術(shù)，使獲得的圖像統(tǒng)計(jì)噪音遠(yuǎn)大于圖像信號(hào)，圖像極差，無(wú)法辨別圖內(nèi)結(jié)構(gòu)，單個(gè)生物大分子像仍無(wú)法獲得。到了70年代，科學(xué)家在三維結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了生物電子晶體學(xué)理論，利用電子與晶體的相互作用來(lái)研究二維的高度有序的大分子。

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