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      透射電子顯微鏡

      放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2005-11-18
         1、基本原理

          在光學(xué)顯微鏡下無(wú)法看清小于0.2µm的細(xì)微結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)稱(chēng)為亞顯微結(jié)構(gòu)(submicroscopic structures)或超微結(jié)構(gòu)(ultramicroscopic structures;ultrastructures)。要想看清這些結(jié)構(gòu),就必須選擇波長(zhǎng)更短的光源,以提高顯微鏡的分辨率。1932年Ruska發(fā)明了以電子束為光源的透射電子顯微鏡(transmission electron microscope,TEM),電子束的波長(zhǎng)要比可見(jiàn)光和紫外光短得多,并且電子束的波長(zhǎng)與發(fā)射電子束的電壓平方根成反比,也就是說(shuō)電壓越高波長(zhǎng)越短。目前TEM的分辨力可達(dá)0.2nm。

          電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡的成像原理基本一樣,所不同的是前者用電子束作光源,用電磁場(chǎng)作透鏡。另外,由于電子束的穿透力很弱,因此用于電鏡的標(biāo)本須制成厚度約50nm左右的超薄切片。這種切片需要用超薄切片機(jī)(ultramicrotome)制作。電子顯微鏡的放大倍數(shù)最高可達(dá)近百萬(wàn)倍、由電子照明系統(tǒng)、電磁透鏡成像系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等5部分構(gòu)成。

      不同光源的波長(zhǎng)

           稱(chēng)

      可見(jiàn)光

      紫外光

      X射線(xiàn)

      α射線(xiàn)

      電子束

      0.1Kv

      10Kv

      波長(zhǎng)(nm

      390~760

      13~390

      0.05~13

      0.005~1

      0.123

      0.0122

       

      JEM-1011透射電子顯微鏡

          2、制樣技術(shù)

          1)超薄切片

          通常以鋨酸和戊二醛固定樣品,以環(huán)氧樹(shù)脂包埋,以熱膨脹或螺旋推進(jìn)的方式推進(jìn)樣品切片(圖2-13),切片厚度20~50nm,切片采用重金屬鹽染色,以增大反差。

       

      萊卡超薄切片機(jī)

       

      內(nèi)質(zhì)網(wǎng)透射電鏡圖(偽彩色)

          2)負(fù)染技術(shù)

          負(fù)染就是用重金屬鹽(如磷鎢酸、醋酸雙氧鈾)對(duì)鋪展在載網(wǎng)上的樣品進(jìn)行染色;吸去染料,樣品干燥后,樣品凹陷處鋪了一薄層重金屬鹽,而凸的出地方則沒(méi)有染料沉積,從而出現(xiàn)負(fù)染效果(圖2-15),分辨力可達(dá)1.5nm左右。

       

      肌動(dòng)蛋白纖維的負(fù)染電鏡照片

          3)冰凍蝕刻

          冰凍蝕刻(freeze-etching)亦稱(chēng)冰凍斷裂(freeze-fracture)。標(biāo)本置于-100˚C的干冰或-196˚C的液氮中,進(jìn)行冰凍。然后用冷刀驟然將標(biāo)本斷開(kāi),升溫后,冰在真空條件下迅即升華,暴露出斷面結(jié)構(gòu),稱(chēng)為蝕刻(etching)。蝕刻后,向斷面以45度角噴涂一層蒸汽鉑,再以90度角噴涂一層碳,加強(qiáng)反差和強(qiáng)度。然后用次氯酸鈉溶液消化樣品,把碳和鉑的膜剝下來(lái),此膜即為復(fù)膜(replica)。復(fù)膜顯示出了標(biāo)本蝕刻面的形態(tài),在電鏡下得到的影像即代表標(biāo)本中細(xì)胞斷裂面處的結(jié)構(gòu)。

       

      冰凍蝕刻電鏡照片

       
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