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透射電子顯微鏡

放大字體  縮小字體 發布日期:2006-07-07

1、基本原理

在光學顯微鏡下無法看清小于0.2µm的細微結構,這些結構稱為亞顯微結構(submicroscopic structures)或超微結構(ultramicroscopic structures;ultrastructures)。要想看清這些結構,就必須選擇波長更短的光源,以提高顯微鏡的分辨率。1932年Ruska發明了以電子束為光源的透射電子顯微鏡(transmission electron microscope,TEM),電子束的波長要比可見光和紫外光短得多,并且電子束的波長與發射電子束的電壓平方根成反比,也就是說電壓越高波長越短。目前TEM的分辨力可達0.2nm。

電子顯微鏡與光學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,用電磁場作透鏡。另外,由于電子束的穿透力很弱,因此用于電鏡的標本須制成厚度約50nm左右的超薄切片。這種切片需要用超薄切片機(ultramicrotome)制作。電子顯微鏡的放大倍數最高可達近百萬倍、由電子照明系統、電磁透鏡成像系統、真空系統、記錄系統、電源系統等5部分構成。

不同光源的波長

可見光

紫外光

X射線

α射線

電子束

0.1Kv

10Kv

波長(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

1)超薄切片

通常以鋨酸和戊二醛固定樣品,以環氧樹脂包埋,以熱膨脹或螺旋推進的方式推進樣品切片(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

內質網透射電鏡圖(偽彩色)

2)負染技術

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

肌動蛋白纖維的負染電鏡照片

3)冰凍蝕刻

冰凍蝕刻(freeze-etching)亦稱冰凍斷裂(freeze-fracture)。標本置于-100˚C的干冰或-196˚C的液氮中,進行冰凍。然后用冷刀驟然將標本斷開,升溫后,冰在真空條件下迅即升華,暴露出斷面結構,稱為蝕刻(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,加強反差和強度。然后用次氯酸鈉溶液消化樣品,把碳和鉑的膜剝下來,此膜即為復膜(replica)。復膜顯示出了標本蝕刻面的形態,在電鏡下得到的影像即代表標本中細胞斷裂面處的結構。

冰凍蝕刻電鏡照片

 
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