细胞生物学第三章汇总讲解

透射电镜（TEM）——① 成像原理
透射电镜（TEM）——② 标本制备过程
取材
电子穿透力很弱，需将样品制成50-100nm厚
的尽薄可片能。保持生活状态，避免损伤，必须耐 生物分子由原子序数低的轻元素组成，
真空。为由防于止电生子物穿样透品力在弱死，亡标后本和必脱须水超过薄程。中标 他们散射电子能力弱，在电镜下几乎不存在
用于活体动态，结构-功能，动态-静态，定位-定量-定性研究等。
(a)普通荧光显微镜——细胞有丝分裂（纺锤体）——(b)激光共聚焦显微镜
A普通荧光——果蝇胚胎——B共聚焦
昆虫神经系统当中的部分
绿色荧光蛋白跟神经元中的一个蛋 白做成融合蛋白然后用转染的方法 让昆虫的胚胎发育，因此它的神经 细胞中表达的蛋白是具有绿色荧光 蛋白作为报告蛋白的。
激光扫描共焦显微镜
（Laser scanning confocal microscope）
A.激光束（光源）经双色镜反射后，通过物镜汇聚到样品某一焦点； B.从焦点发射的荧光（样品一般须经免疫荧光标记）经透镜汇聚成像，被检测器检出； C.通过样品其它部位的激光发出的荧光不会聚焦成像，因而检测器不能检出。
and Differential-interference microscope）
荧光显微镜（fluorescence microscopy）
➢ 化学性质的荧光染料：rhodamine 罗丹明 fluorescein荧光素 ➢经荧光染料标记的抗体：借“抗原—抗体”结合，特异性地显示观察物
➢绿色荧光蛋白（GFP ）
C. 特殊光学显微镜技术
荧光显微镜技术（fluorescence microscopy） 激光扫描共焦显微镜技术(laser scanning confocal microscope） 荧光漂白恢复技术（fluorescence recovery after photobleaching） 相差显微镜和微分干涉差显微镜（Phase-contrast microscope
➢ 普通光镜染色切片是因 染料分布不均，各部分 厚薄不均，染料沉积不 均，对光波吸收不均， 因而改变的是光波环波形长光阑 从而使颜色发生改变。
To visualize unstained living cells
微分干涉差显微镜——用于观察未染色的玻片标本。
1-2 电子显微镜
光镜分辨极限为0.2um，小于0.2um的微细结构 的光波可产生衍射现象，这种光波经过物体时可 绕过物体就像无物体经过一样，因此无法用光镜 观察。这就需要一种更大分辨率的仪器来观察比 0.2um更小的物体的细微结构。
➢ 原理: 以电子束作光源，电磁场作透镜。电子束的波长短， 并且波长与加速电压(通常50~120KV)的平方根成反比。 由电子照明系统、电磁透镜成像系统、真空系统、记录系 统、电源系统等5部分构成。 ➢ 分辨力：0.2nm，放大倍数可达百万倍。 ➢ 用途：用于观察超微结构（ultrastructure），即小于 0.2µm、光学显微镜下无法看清的结构，又称亚显微结构 （submicroscopic structures）。
荧光漂白恢复技术（FRAP）
可用以证明：一个活细胞它的细胞表面质膜中的一些蛋白是可以作侧向运动的。
相差显微镜和微分干涉差显微镜（Phase-contrast
microscope and Differential-interference microscope）
光程差转变为振幅差
➢ 因标本密度不同，光线 经过时光波相位发生改 变，相位改变代表光相波位板 振幅改变，而振幅改变 代表光线明暗变化，振 幅越大光越亮。
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1-2 电子显微镜
电子波长比光波短得多，用电子波代替光波可 提高显微镜的分辨力。电镜就是根据这样的原理 产生的。
A.电镜与光镜的基本区别
电镜与光镜的基本区别
光镜
分辨 本领
200nm
光源 可见光
透镜 源自文库璃
（波长400～ 700nm）
真空 不要求真空
成像原理
利用样本对光的吸 收形成明暗反差和
颜色变化
第三章 细胞生物学研究方法
第一节 细胞形态结构的观察方法
一、光学显微镜技术 二、电子显微镜技术
一、普通光学显微镜和特殊光学显微镜
普通光学显微镜（A）和荧光显微镜（B）的光路图
A. 标本的制备（Preparation of specimen）
B. 分辨率和放大倍数（Resolution and magnification）
1938年，Ruska 生产出第一台透 射电镜。
➢ 1935年，法国的 卡诺尔提出扫描 电镜的设计思想 和工作原理。
➢ 1942年剑桥大学 的马伦首次制成 世界第一台扫描 电镜。
D.电子显微镜的分类
透射电镜（TEM） 扫描电镜（SEM）
透射电镜
（Transmission electron microscope, TEM）
电镜
接近
电子束
0.1nm （波长0.01～0.9nm）
电磁 1.33×10-3～ 1.33×10-5
利用样品对电子的 散射和透射形成明
暗反差
B.电子显微镜分辨率
➢ 电子显微技术中的常用度 量单位是埃(Å =0.1nm)。
➢ 电子显微镜的分辨极限是2 个埃，相当于金属中相邻 两个原子之间的距离。
C.电镜的历史
分辨率：指区分开两个质点间的最小距离。 放大倍数=目镜的放大倍数×物镜的放大倍数
0.61 λ
分辨率D = N . sin α / 2
λ: 光源波长 （可见光λmin=0.45um） α: 物镜镜口角 （αmax=140°）
N: 介质折射率 （N空气=1， N油=1.5）
光镜Dmax≈0.2um