医用电子显微镜技术绪论

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1、医用电子显微镜技术绪论韩玉泽电子显微镜分类：透射电子显微镜电子显微镜分析型电子显微镜超高压电子显微镜第一节历史背景的回顾300多年前光学显微镜的发明，使人眼的分辩力由0.2mm提高到0.2um，提高了一千倍，把医学生物学研究从宏观水平发展为微观水平，因而促使人类在对客观世界的认识方面产生了一次飞跃。人们利用光学显微镜虽然可以看到细胞和细菌等，但因受其光源一自然光线的波长限制，使其分辩力只能达到0.2um，放大倍数只有1000—1500倍，很难满足人们揭示超微观世界奥秘的需要。因此，人们开始寻找具有高

2、分辩力的得力观察工具。1931年德国科学家Knoll和Ruska，在前人发明、创造的基础上，研制出了世界上第一台透射式电子显微镜（Transmissionelectronmicroscope,TEM简称透射电镜），尽管该电镜放大倍数只有13倍，但他为以后电镜的发展应用奠定Y基础。1932年他们把研宄成果写成报告并公布于世，因而人们多把1932年定为“电镜诞生年。1934年还是在Ruska等人的努力卞，使电镜的分辨力达到50nm。1937年Dulcst（德国），又将分辨力提高到了25nm，并利用电镜拍

3、出了细菌结构的图像。1939年Ruska等在德国Siemens公司研制并生产了第一系列商品电镜，其分辨力为lOnm,共生产了40台。此外，在透射电镜发展的同吋，扫描式电子显微镜（Scanningelectronmicroscope，SEM简称扫描电镜）也相继问世。1935年Knll，首先提出了扫描电镜的设计思想和工作原理。1942年M.Mullan（英国剑桥大学），研制成了第一台SEM实验室装置；1956年由英国剑桥大学仪器公司，生产出了第一批商品扫描电镜，分辩力为0.5-100nm，最高放大倍数为

4、1万倍。进入七十年代后，扫描电镜得到了迅猛发展。目前，一般扫描电镜的分辩力力3-6nm，场发射扫描电镜分辩力可达0.5-1.5nm，LL接近透射电镜水平。以后随着科学技术的发展，电镜的放大倍数和分辨力也随之提高。特别是进入70年代以来，电镜设计与电镜制样技术又有了突飞猛进的发展。一些国家己经能生产点分辩力为优于0.3nm,晶格分辩力可以达到0.l-o.2nm的高分辩力透射电镜，实现了人们直接观察生物大分子结构和重金属原子图像的愿望。因而，使医学生物学的研究，从细胞学水平提高到分子细胞学-超微结构水平

5、。我国的电镜研制工作是从50年代开始的，1959年中科院光学精密机诫研究所，上海精密仪器厂等单位，首先研制成功我国第一台透射电子显微镜（SD_100型）；1965年由中科院科学仪器厂（北京）又研制成功DX-3型透射电子显微镜，其点分辩率为0.3-0.4nm；继于1977年巾上海新跃仪表厂成功的设计制造出DXB-12型透射电子显微镜，该电镜晶格分辨率为0.2nm，放大倍数最高可达80万倍，从而使我国自制电镜的能力跨入世界先进行列。随着科学技术的发展，电镜样品技术也日趋完善。在透射电镜超薄切片技术的基础

6、上，又相继出现了负染色技术、电镜放射自显影技术、细胞化学和免疫电镜技术等；在扫描电镜常规技术的基础上，又相继出现了生物样品内部结构冷冻割断技术、管道铸型技术和扫描电镜盐酸化学消化法等。目前电镜的应用已远远超出了形态学范围，而与物理学、化学、生物化学、计算机等学科发生了内在联系，并已成为生物学、基础医学、临床医学、农林科学等研究领域必不可少的实验手段；此外，电子显微镜在地质材料、冶金、轻工纺织、医药以及国防尖端科学领域，也得到了越来越多的开发和利用。特别是近十年来，利用电镜附件-X射线微区分析装置，可

7、以测得样品微区内lX10-15~10-25g超微量元素。在图像处理方面近几年也有很大发展，除运用数学公式推导以外，还出现Y利用电子计算机分析，处理各种电镜图像的“图像分析仪”。电镜X射线微区分析和图像处理技术的出现，使电镜观察从形态学分析阶段提高到定性，定量分析水平，从而更加扩大了电镜的性能极其使用范围。相信，随着科学技术的发展；电子显微镜的应用及丼在各个专业领域所起的作用，将越來越引人注目。第二节电子显微镜的类型及特点电子显微镜是十九世际三十年代最突出、最伟大的科学成就之一，其应用技术的发展，为医

8、学、生物学各个领域开辟了广泛前景。电子显微镜具有高分辩、直观性的特点，作为观察微观世界的眼睛，是其他科学仪器所不能取代的。下面将简要介绍电镜的基本类型及特点，与电镜有关的几个基本概念，透射电镜与扫描电镜的原理、结构及操作，电镜与光镜的比较等问题。电子显微镜是以电子束作为“光源”，利用电磁透镜成像，并与一定机诫装置，电子和高真空技术相结合，所构成的现代化、综合性精密电子光学仪器。概括起来，电镜的基本类型包括以下几种：一、透射式电子显微镜（一）概念:这是一种电子束透过样品