电镜技术及其在中医药技术中的应用

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1、第六章第三节电镜技术及其在中医研究中的应用作者和所在科室介绍。本节教材编写的特点是广泛收集了有关电镜技术在中医药研究中应用的报道，对我国中医药当代研究状况有了比较全面地反映。请仔细阅读。电镜技术（又称电子显微术）是一门技术性很强的综合性学科。就电镜技术而言，属现代物理学范畴；就组织和细胞的超微结构（含超微病理）而言，属现代分子细胞生物学及形态学范畴。现在一般综合归属于医用生物物理学学科。电子显微镜的发展史MaxKnoll(1897-1969)ErnstRuska(1906-1988)电子显微镜的分辨率可以达到纳米级(10-9nm)。可以用来观察很多在可见光下看不见的物体,例如病毒。1

2、938年，德国工程师MaxKnoll和ErnstRuska制造出了世界上第一台透射电子显微镜(TEM)。电子显微镜下的蚊子CharlesOatley1952年，英国工程师CharlesOatley制造出了第一台扫描电子显微镜(SEM)。一、电子显微镜及电子显微术概况（一）电子显微镜近年来，电镜的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，透射电镜的点分辨率达到了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，除透射电镜外，还发展了多种电镜，如扫描电镜、分析电镜等。1．透射电镜（TEM）透射电镜即透射电子显微镜（Tran

3、smissionElectronMicroscope，简称TEM），通常称作电子显微镜或电镜（EM），是使用最为广泛的一类电镜。工作原理：利用电子射线（或称电子束也称电子波）穿透样品，而后经多级电子放大后成像于荧光屏。主要优点：分辨率高，可用来观察组织和细胞内部的超微结构以及微生物和生物大分子的全貌。根据加速电压的大小分为以下3种：（1）一般TEM。最常用的是100KV电镜。这种电镜分辨率高（点0.3nm，晶格0.14nm），但穿透本领小，观察样品必须很薄，约为30～100nm，如细胞和组织的超薄切片、复型膜和负染样品等。相当普及。我校有这样的设备。（2）高压TEM。目前常用的是20

4、0KV电镜。这种电镜对样品的穿透本领约为100KV电镜的1.6倍，可以在观察较厚样品时获得很好的分辨本领，从而可以对细胞结构进行三维观察。（3）超高压TEM。目前已有500KV、1000KV和3000KV的超高压TEM。这类电镜具有穿透本领强、辐射损伤小、可以配备环境样品室及进行各种动态观察等优点，分辨率也已达到或超过100KV电镜的水平。在超高压电镜上附加充气样品室，使人们可以观察活细胞内的超微结构动态变化。2．扫描电镜（SEM）扫描电镜即扫描电子显微镜（ScanningElectronMicroscope，简称SEM）。主要用于观察样品的表面形貌、割裂面结构、管腔内表面的结构等。

5、扫描电镜原理工作原理：利用电子射线轰击样品表面，引起二次电子等信号的发射，经检测装置接收后成像的一类电镜。主要优点：景深长，所获得的图像立体感强，可用来观察生物样品的各种形貌特征。一些电镜图片染色体染色体被精子包围的卵子骨髓细胞SARSAIDS依据性能不同主要分为：（1）一般SEM。目前一般扫描电镜采用热发射电子枪，分辨率为6nm左右，若采用六硼化镧电子枪，分辨率可提高到4～5nm。我校有这样的设备。（2）场发射电子枪SEM。由于场发射电子枪具有亮度高、能量分散少，阴极源尺寸小等优点，这种电镜的分辨率已达到3nm。场发射电子枪SEM的另一个优点是可以在低加速电压下进行高分辨率观察，因

6、此可以直接观察绝缘体而不发生充、放电现象。（3）生物用SEM。这种SEM备有冰冻冷热样品台，可把含水生物样品迅速冷冻并对冰冻样品进行观察，可以减少化学处理引起的人为变化，使观察样品更接近于自然状态。如要观察内部结构，还可用冷刀把样品进行切开，加温使冰升华，并在其上喷镀一层金属再进行观察，所有这些过程都在SEM中不破坏真空的状态下进行。3．电子探针电子探针主要用于探测微小区域的元素成分。其原义仅是一个物理学名词，意指聚焦了的电子束。当电子束照射样品表面时，可激发X射线，X射线光量子的能量及波长与元素的原子序数有关，称为特征X射线。采用晶体分光光谱法测定X射线的波长和强度来分析样品成分的

7、仪器，称为X射线分光光谱仪或电子探针；用锂漂移硅探头测定X射线能量和强度的仪器称为X射线能谱仪。扫描隧道显微镜及原理扫描隧道显微镜图片硅表面纳米算盘由单个原子构成的“IBM”4．分析电镜分析电镜是利用电子射线轰击样品所产生的X射线或俄歇电子对样品元素进行分析的一类电镜。其特点是能在观察超微结构的同时，对样品中一个极微小的区域进行化学分析，从而在超微结构水平上测定各种细胞结构的化学成分及其变化规律。（1）分析TEM。在TEM上配备X射线能谱仪后即成为分析TE