论生物显微技术在生命科学研究中的作用

论生物显微技术在生命科学研究中的作用

18～19世纪显微技术的发展推动了生物学，特别是细胞学的迅速发展。例如，19世纪后叶细胞学家对受精作用、染色体的结构和行为的研究，就是在不断改进显微技术的过程中取得很大成就的，而这些成就又为细胞遗传学的建立和发展打下了基础。此外，显微技术在细胞学、组织学、胚胎学、植物解剖学、微生物学、古生物学及孢粉学发展中，已成为一个主要研究手段。电子显微镜的发明促使生物学中微观现象的研究从显微水平发展到超显微水平。超微结构的研究结合生物化学的研究，使以形态描述为主的细胞学发展成为以研究细胞的生命活动基本规律为目的细胞生物学。20世纪70年代以来，由于电子显微镜分辨率的不断提高并与电子计算机的结合应用，许多分子生物学的现象，例如DNA的转录、DNA 分子杂交等在生物化学中用同位素技术可证实的现象，也可在电子图象中获得直观的证实，许多生物大分子的结构和功能也可从电子图象的分析中加以认识。总之，利用显微技术进行的生物学研究可以反映细胞水平、超微结构水平，甚至分子水平三个不同的层次的信息。三者各具特点，同时又是相互联系和相互补充的。在医疗诊断中，显微技术已被用为常规的检查方法，如对血液、寄生虫卵、病原菌等的镜检等。利用显微技术作病理的研究已发展为一门专门的学科——细胞病理学，它在癌症的诊断中特别重要。某些遗传病的诊断，已离不开用显微技术作染色体变异的检查。此外，在卫生防疫、环境保护、病虫害防治、检疫、中草药鉴定、石油探矿和地层鉴定、木材鉴定、纤维品质检定、法医学、考古学、矿物学以及其它工业材料和工业产品的质量检查等方面，都有广泛的应用

生物显微镜技术，即Bio-microscopy/Biological Microscopy，是指用各种显微镜观察和辨认微小生物形态和生物精细结构的方法和技术。如植物根、茎、叶的徒手切片法，动植物组织的石蜡切片法，单细胞分裂的根尖压碎法，观察导管、管胞、筛管等的离散法，原生动物、吸虫、昆虫等的整体装片法，骨胳的磨片法，血液的涂片法，果蝇唾腺染色体的压片法等。此外，还可用相差显微镜观察活的生物和未染色的生物切片标本，用电子显微镜辨认细胞的超微结构，用显微操作器对细胞进行显微解剖、显微注射等。生物显微技术主要包括各种显微镜的使用方法，各种标本切片的准备制作技术，以及观察结果的记录、分析技术等。近年由于电子显微镜与电子计算机结合应用，电子图象记录、分析技术有了较快的发展.

三、生物显微镜技术的应用

1. 生物显微镜技术在生物学中的应用

①在动、植物学等相关研究的应用

植物花粉显微观察、动植物的显微切片、显微注射等发那个面

②在微生物、细胞等相关领域研究中的应用

③在分子生物学研究中的应用

2. 生物显微镜技术在医学领域中的应用

LM和EM对分析细胞的结构和功能起着至关重要的作用。借助荧光显微镜可以对经荧光探剂标记的活组织、活细胞或固定的组织、细胞内的蛋白、核酸或某种基因表达产物进行定位研究，但当被观察的结构非常密集和重叠时，光显微镜的分辨率将受到影响。电子显微镜对细胞的超微结构提供了极高的分辨率，但只能观察固定样品。正因为这些现有的手段存在着某种缺陷，所以诞生了一种新的光学设备：激光扫描共焦显微镜(Confocal Looser Scanning Microscopy, CLSM)系统。既能进行定性检查，又能进行大量分析，如多重的荧光标记（免疫荧光标记的单标、双标及三标）、细胞结构的凋亡、细胞内部的离子（如Ca2+）动态变化及膜电位的检测等。结合荧光光淬灭恢复技术，CLSM还能通过监测某些药物对细胞间的通讯影响，寻找破坏细胞间通讯的方法，抑制细胞的无限生长，从而筛选出有效的抗肿瘤物质。

CLSM结合细胞免疫化学用于脑膜癌诊断

3. 生物显微镜技术在考古、采矿等领域中的应用