生物电子显微术第一章-PPT文档资料
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生物电子显微术
河北农业大学生命学院
2019/3/8 1
生物电子显微术
§1 绪论 I. 基本概念 II. EM发展史 III.EM分类及特点 IV.电镜技术的应用 V. 各种显微镜性能与特点的比较 §2 电子显微镜的基本知识 I. TEM的结构和原理 II. SEM的结构和原理
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§3 超薄切片技术
2019/3/8
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§1.2 电子显微镜的发展概况
I.光学显微镜的发展(LM:
1.光镜的诞生
light microscope)
人眼分辨率：人肉眼能分辨清楚的两点之间的最短距离．用“” 表示 ． 13世纪玻璃的发明 制造眼镜、放大镜 16世纪 欧洲放大镜=0.01 M=3~30倍 1590年 荷兰眼镜商Hans之子---Janssen装配具有划时代意义的 “显微镜” 1665年 英国物理学家Robert Hook(虎克) 第一台光学显微镜 1675年 荷兰Leeuwen.Hook(列文.贺克 M=270倍, 共研制247 台光镜 2.高倍率的光镜 18世纪到19世纪中叶 英、法、意相继研制消色差显微镜 M=1500~2000 人的视力提高了1000多倍 0.2 µm
I.
§8 电镜的应用(个案分析）
I.花粉表面形态的SEM观察 II.熏蒸固定真菌的SEM观察 III.样品包埋块的制作 IV.扫描电镜观察石蜡切片观察法
V.植物原生质体超薄切片的制作
VI.真菌菌丝及孢子的包埋
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§9 X-ray显微分析
I.X-ray微区分析的基本原理 II.X-ray显微分析仪工作的基本原理 III.X-ray显微分析的方法及应用
2019/3/8 11
3. 光镜的局限性
1878年 德.理论光学家 E.Abbe提出 光镜的最优分辨率 opt=0.4*光 波的反射
水波
障碍物:石块
产生的影子
芦苇杆
2019/3/8 12
表1-1 电磁波各光谱区的一些参数及相应的结构 分析方法
光谱区 波长/nm 波数( ) / cm 频率()/ Hz 10-6~10-4 105~109 10-3~101 109~1011 101~104 1012~1014 1.3104~2.5 3.81014~ 1015 104 2.5104~105 1015~1.5 1016 106~108 1016~1018
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2．电子显微术： 以电子显微镜为工具，对物质（样品）进行物理、 化学、成分、超微结构等方面研究的一种技术。 电子显微术定义: 电子显微学是凝聚态物理、材料科学、乃至生命科 学的交叉学科，是物质科学研究的一个重要组成部分。 它是以电子显微学等方法, 在原子尺度上对物质的微观 结构进行研究分析, 从而促进了新物质、新结构、新性 能、新现象的发现，极大地推动了新材料、新器件的 发展。
1
13 10 无线电波 10 ~10 109~106 微波 6 3 红外光 10 ~10 可见光 8102~ 4102 紫外光 4102~ 1102 2 -2 X 射线 10 ~10
能量/eV 对应分析 方法 -10 -5 10 ~10 核磁共振 10-5~10-3 顺磁共振 10-2~100 红外光谱 1.6~101 可见光谱 101~102 103~106 紫外光谱 X 射线光谱
拉 曼 光 谱
可见光波长 4000~8000 Å opt=0.4*光 紫外线波长 =3900~130 Å 紫外线显微镜opt=1000 Å X-ray =100~0.5 Å 但无法偏转不能成像 目前,光镜最好分辨率opt=0.16~0.32 µm 4.结论: 利用波长的更短光线做照明光源,可提高分辨率。 （OR：波长越短，分辨率越高） 电子波波长很短 易于成像，从而导致 电镜的产生和发展
参考文献1，2，3图书馆均有
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第一章 绪论
§1.1基本概念
1. 电子显微镜：简称电镜 利用电子束作为照明源，电磁透镜聚焦成像， 并结合特定的机械装置，应用现代电子技术、 高真空技术而制成的一种精密电子光学仪器。 TEM：Transmission Electron Microscope SEM： Scanning Electron Microscope
§10 其他显微技术
I.扫描隧道显微镜
II.原子力显微镜 III.激光扫描共焦显微镜 IV.扫描电-声显微镜
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生物电子显微术
I.课时安排 讲授：30学时 实验：10学时 II.主要内容：
1.电镜的原理、结构（TEM，SEM） 2.电镜的样品制备技术
1) 超薄切片技术 2) 负染色技术 3) 冷冻制样技术
I.基本概念 II.普通超薄切片技术
§4 负染色技术 §5 金属投影和复型技术
I.金属投影技术 II.复型技术
§6 EM冷冻制样技术
I.概述 II.冷冻超薄切片技术 III.冷冻断裂(蚀刻)及复型技术 IV.冷冻安全规则
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§7 SEM的样品制备技术
概述 II.SEM电镜的样品制备 III.特殊样品的制备
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3．超微结构： 指一般光学显微镜不能分辨的细微形态结构（亚显微 结构），直至生物大分子结构（蛋白质、核酸、多糖、 脂类）。 4．电子显微方法：Electron Microscopy
指利用电子与固体样品作用时所发出的信息，对样品
进行微区观察和分析的一种方法。 1mm=103 µm 1µm=103nm 1 Å=10-10m 1nm=10 Å
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II.电镜的发展 国外情况
电镜产生的三大理论基础 Thomson（1897）证明电子的存在 L.de.Broglie(德.1923)提出微观粒子的波粒二 相性 H.Busch(德.1926)建立几何电子光学理论 1)电子的存在
3.应用举例
4) 金属投影及复型技术 5) SEM制样技术 6) 其他制样技术
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主要参考文献
1.生物电子显微术
张景强 中山大学出版 2.实用生物电子显微术 林钧安 辽宁科技出版 3.生物电子显微术教程 陈力 北师大出版 4.电子显微镜与电子光学 黄兰友 科学出版 5.生物医学电子显微技术 程时 北医、协和 6.生物学工作者实用生物电子显微术 [英} 7. G．Ａ．ＭＥＥＫ 1976
河北农业大学生命学院
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生物电子显微术
§1 绪论 I. 基本概念 II. EM发展史 III.EM分类及特点 IV.电镜技术的应用 V. 各种显微镜性能与特点的比较 §2 电子显微镜的基本知识 I. TEM的结构和原理 II. SEM的结构和原理
2019/3/8 2
§3 超薄切片技术
2019/3/8
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§1.2 电子显微镜的发展概况
I.光学显微镜的发展(LM:
1.光镜的诞生
light microscope)
人眼分辨率：人肉眼能分辨清楚的两点之间的最短距离．用“” 表示 ． 13世纪玻璃的发明 制造眼镜、放大镜 16世纪 欧洲放大镜=0.01 M=3~30倍 1590年 荷兰眼镜商Hans之子---Janssen装配具有划时代意义的 “显微镜” 1665年 英国物理学家Robert Hook(虎克) 第一台光学显微镜 1675年 荷兰Leeuwen.Hook(列文.贺克 M=270倍, 共研制247 台光镜 2.高倍率的光镜 18世纪到19世纪中叶 英、法、意相继研制消色差显微镜 M=1500~2000 人的视力提高了1000多倍 0.2 µm
I.
§8 电镜的应用(个案分析）
I.花粉表面形态的SEM观察 II.熏蒸固定真菌的SEM观察 III.样品包埋块的制作 IV.扫描电镜观察石蜡切片观察法
V.植物原生质体超薄切片的制作
VI.真菌菌丝及孢子的包埋
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§9 X-ray显微分析
I.X-ray微区分析的基本原理 II.X-ray显微分析仪工作的基本原理 III.X-ray显微分析的方法及应用
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3. 光镜的局限性
1878年 德.理论光学家 E.Abbe提出 光镜的最优分辨率 opt=0.4*光 波的反射
水波
障碍物:石块
产生的影子
芦苇杆
2019/3/8 12
表1-1 电磁波各光谱区的一些参数及相应的结构 分析方法
光谱区 波长/nm 波数( ) / cm 频率()/ Hz 10-6~10-4 105~109 10-3~101 109~1011 101~104 1012~1014 1.3104~2.5 3.81014~ 1015 104 2.5104~105 1015~1.5 1016 106~108 1016~1018
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2．电子显微术： 以电子显微镜为工具，对物质（样品）进行物理、 化学、成分、超微结构等方面研究的一种技术。 电子显微术定义: 电子显微学是凝聚态物理、材料科学、乃至生命科 学的交叉学科，是物质科学研究的一个重要组成部分。 它是以电子显微学等方法, 在原子尺度上对物质的微观 结构进行研究分析, 从而促进了新物质、新结构、新性 能、新现象的发现，极大地推动了新材料、新器件的 发展。
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13 10 无线电波 10 ~10 109~106 微波 6 3 红外光 10 ~10 可见光 8102~ 4102 紫外光 4102~ 1102 2 -2 X 射线 10 ~10
能量/eV 对应分析 方法 -10 -5 10 ~10 核磁共振 10-5~10-3 顺磁共振 10-2~100 红外光谱 1.6~101 可见光谱 101~102 103~106 紫外光谱 X 射线光谱
拉 曼 光 谱
可见光波长 4000~8000 Å opt=0.4*光 紫外线波长 =3900~130 Å 紫外线显微镜opt=1000 Å X-ray =100~0.5 Å 但无法偏转不能成像 目前,光镜最好分辨率opt=0.16~0.32 µm 4.结论: 利用波长的更短光线做照明光源,可提高分辨率。 （OR：波长越短，分辨率越高） 电子波波长很短 易于成像，从而导致 电镜的产生和发展
参考文献1，2，3图书馆均有
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第一章 绪论
§1.1基本概念
1. 电子显微镜：简称电镜 利用电子束作为照明源，电磁透镜聚焦成像， 并结合特定的机械装置，应用现代电子技术、 高真空技术而制成的一种精密电子光学仪器。 TEM：Transmission Electron Microscope SEM： Scanning Electron Microscope
§10 其他显微技术
I.扫描隧道显微镜
II.原子力显微镜 III.激光扫描共焦显微镜 IV.扫描电-声显微镜
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生物电子显微术
I.课时安排 讲授：30学时 实验：10学时 II.主要内容：
1.电镜的原理、结构（TEM，SEM） 2.电镜的样品制备技术
1) 超薄切片技术 2) 负染色技术 3) 冷冻制样技术
I.基本概念 II.普通超薄切片技术
§4 负染色技术 §5 金属投影和复型技术
I.金属投影技术 II.复型技术
§6 EM冷冻制样技术
I.概述 II.冷冻超薄切片技术 III.冷冻断裂(蚀刻)及复型技术 IV.冷冻安全规则
2019/3/8
3
§7 SEM的样品制备技术
概述 II.SEM电镜的样品制备 III.特殊样品的制备
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3．超微结构： 指一般光学显微镜不能分辨的细微形态结构（亚显微 结构），直至生物大分子结构（蛋白质、核酸、多糖、 脂类）。 4．电子显微方法：Electron Microscopy
指利用电子与固体样品作用时所发出的信息，对样品
进行微区观察和分析的一种方法。 1mm=103 µm 1µm=103nm 1 Å=10-10m 1nm=10 Å
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II.电镜的发展 国外情况
电镜产生的三大理论基础 Thomson（1897）证明电子的存在 L.de.Broglie(德.1923)提出微观粒子的波粒二 相性 H.Busch(德.1926)建立几何电子光学理论 1)电子的存在
3.应用举例
4) 金属投影及复型技术 5) SEM制样技术 6) 其他制样技术
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主要参考文献
1.生物电子显微术
张景强 中山大学出版 2.实用生物电子显微术 林钧安 辽宁科技出版 3.生物电子显微术教程 陈力 北师大出版 4.电子显微镜与电子光学 黄兰友 科学出版 5.生物医学电子显微技术 程时 北医、协和 6.生物学工作者实用生物电子显微术 [英} 7. G．Ａ．ＭＥＥＫ 1976