——负染色技术 ——免疫电镜技术
五. 细胞超微结构 简介
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一. 透射电镜基本结构
❖ 电子光学系统 ❖ 观察记录显示系统 ❖ 真空系统 ❖ 电源系统 ❖ 操作控制系统
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电子照明系统
电子光学系统
成像系统
观察记录显示系统
一. 透射电镜基本结构
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一. 透射电镜基本结构
1.电子照明系统 — 电子枪，聚光镜
✓电子显微镜：根据电子光学原理，用电子束和 电磁透镜代替光束和光学透镜来照射样品，获 得极高分辨率的显微镜，简称电镜。
✓产生基础：
根据波动学说，运动着的电子可以看作是一种电子波。 轴对称分布的电磁场具有能使电子束偏转、聚焦的作用。
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➢ 电子显微镜概述
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➢ 电子显微镜概述
电子束与物质的作用
入射电子
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二. 透射电镜成像原理
❖ 光学显微镜中图像的衬度（即对比度或反差） 决定于样品上各部位对光的不同吸收。
❖ 电镜中图像衬度的形成却主要靠样品对电子波 的散射及其相互间的干涉。通常可以把图像衬 度分成散射吸收衬度，衍射衬度和相位衬度。
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二. 透射电镜成像原理
❖ 在真空条件下，电子束经高压 加速后，穿透样品时形成散射 电子和透射电子，它们在电磁 透镜的作用下在荧光屏上成像。
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四. 透射电镜相关技术
超薄切片技术——玻璃刀切片
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Thin sections
四. 透射电镜相关技术
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四. 透射电镜相关技术
❖ 载网分类及选择： 1.分类：铜网、镍网、金网，根据用途不同分别
采用，如酶细胞化学、免疫金标记技术等需采 用后两者； 2.支持膜：贴附于载网，用来观察悬浮的病毒、 脂质体及其它颗粒物质的均质性膜，包括 Formvar膜、碳膜等。
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➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用— 肾活检
系膜基质增生
足突融合
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➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用— 肌活检
肌肉糖原贮积病
肌营养不良 24
➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用— 肝活检
婴儿肝炎综合症
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➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用— 神经活检
轴索变性
❖ 生物样品特点： 含有大量水分、电子密度低（主要是C、H、O）
❖ 生物样品制备目的： 去除水分，增加标本中能够散射电子的重原子
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2. 超薄切片技术
超薄切片刀：玻璃刀、钻石刀
四. 透射电镜相关技术
玻璃制刀机
新刀锋产生于断端
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2. 超薄切片技术
四. 透射电镜相关技术
超薄切片机原理示意图
超薄切片机
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一. 透射电镜基本结构
电源系统
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一. 透射电镜基本结构
操作控制系统 40
Theory of Transmission Electron Microscope
Lump (Illumination Source)
Electron Source
Condenser Lens
Objective Lens
Sample
Projection Lens
Condenser Lens
Sample
Scanning Objective
Lens Sample
Deflection Coils
SE Detector
Screen Image
Fluorescent screen
Image
Image
CRT
OM
TEM
SEM
Difference among OM, TEM and SEM
节段性脱髓鞘
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➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用— 皮肤活检
成纤细胞沉积致密颗粒
角质层疏松变
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➢ 电子显微镜概述
临床超微病理诊断中的应用
毛细胞性白血病
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➢ 透射电子显微镜及相关技术
一．透射电镜基本结构
二．透射电镜成像原理
三．透射电镜主要性能指标
四．透射电镜相关技术
——超薄切片技术
Sections of LM: >5um; Sections of TEM: <100nm
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四. 透射电镜相关技术
超薄切片技术 — 生物样品制备流程
格象测定，又称晶格分辨率。
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三. 主要性能指标
放大倍数
❖ 指电子图像对于所观察试样区的线性放大率。 ❖ 目前高性能TEM的M范围为80～100万倍。
❖ 不仅考虑最高和最低放大倍数，还要考虑是否覆盖低倍到高倍的整个范 围。
❖ 电镜不能将其所分辨的细节放大到人眼可辨认程度。对细节观察是用电 镜放大在荧光屏上成像，经附带的立体显微镜进行聚焦和观察。
❖ 将仪器的最小可分辨距离放大到人眼可分辨距离所需的放大倍数称为有 效放大倍数。一般仪器的最大倍数稍大于有效放大倍数。
M总＝M物 M中 M投＝AI中2－B
A、B — 常数
I中 —中间镜激磁电流 48
三. 主要性能指标
关于放大倍数的几点说明：
❖ 人眼分辨本领约0.2mm，光学显微镜约0.2μm。 ❖ 把0.2μm放大到0.2mm的放大倍数是1000倍,是有
❖ 普通TEM的最高V一般为 100kV和200kV，通常所说的 V是指可达到的最高加速电压。
三. 主要性能指标
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四. 透射电镜相关技术
1. 透射电镜生物样品制备要求 2. 超薄切片技术 3. 负染色技术 4. 免疫电镜技术
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四. 透射电镜相关技术
1. 透射电镜生物样品制备要求
❖ 电镜标本观察条件： 高真空、高电压、能够散射电子
❖ 另外还有六硼化镧阴极、点阴极和场 发射电子枪等几种高亮度新型电子枪。
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❖ 聚光镜 —— 一种电磁透
镜，由外包铁壳的线圈形成。 当线圈中通有电流时，铁壳 的缝隙处集中产生磁场，控 制电子束的运动。
❖ 聚光镜的作用是将电子枪
发出的电子流会聚后照射到 样品上。
一. 透射电镜基本结构
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一. 透射电镜基本结构
一. 透射电镜基本结构
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一. 透射电镜基本结构
3. 观察记录显示系统
人眼无法观测电子，TEM中的电子信息通过荧光屏和照相底版转换为 可观察图像。
上图为我室透射电镜安装的侧插式数码成像系统——SIS Megaview Ⅲ
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一. 透射电镜基本结构
真空系统
由机械泵、油扩散泵、离子泵、真空测量仪表及真空管道组成。它的作用 是排除镜筒内气体，保持一定的镜筒真空度。 如果真空度低的话，电子与气体分子之间的碰撞引起散射而影响衬度，还 会使电子栅极与阳极间高压电离导致极间放电，残余的气体还会腐蚀灯丝， 污染样品。
特征X射线
二次电子
背散射电子
荧光
吸收电子
感应电导
俄歇电子
样品
透射电子
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➢ 电子显微镜概述
一、电子显微镜发展史
1924，De Broglie提出波粒二象性假说 1926，Busch发现电子可由外加电磁场的改变而偏折 1933，Knoll和Ruska发明第一台电子显微镜（50nm） 1935，Knoll 第一部扫描电子显微镜 1938，Ruska 第一部透射电子显微镜 1939，西门子商用透射电子显微镜（10nm） 1942，实验用扫描电子显微镜 1958，中国研制成功透射式电子显微镜，其分辨本领为3nm 1979，大型电子显微镜0.3nm
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➢ 电子显微镜概述
Ernst Ruska
Gerd Binnig
Heinrich Rohrer
因为发明EM和STM而分享1986年的诺贝尔物理学奖
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➢ 电子显微镜概述
二、电子显微镜基本类型
透射电镜 (Transmission electron microscope,TEM) 观察细胞内部结构
扫描电镜（Scanning electron microscope,SEM) 观察组织或细胞表面的立体形貌
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四. 透射电镜相关技术
Specimen Preparation for Electron Microscopy
❖Thin Sectioning for TEM
The wax sections: 3-10um; The Plastic ultrathinsections for TEM: 40-50nm
HITACHI H-7500
➢ 电子显微镜概述
三、电子显微镜的基本结构
❖ 电子光学系统 ❖ 真空系统 ❖ 电源系统 ❖ 操作控制系统 ❖ 观察系统
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电子光学系统
电子枪——
发射自由电子形成电子束
电磁透镜——
用一个对称于镜筒轴线的空 间电场或磁场使电子轨迹向 轴线弯曲聚焦形成电子束
➢ 电子显微镜概述
❖ 电子枪和电磁透镜对电子束的 作用决定电镜成像质量。
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❖ 吸收像：当电子射到质量、
密度大的样品时，主要的成像作 用是散射作用。样品上致密和较 厚的部分对电子的散射角大，被 物镜下方设置一个带孔的圆片 （即物镜光阑）拦掉，这样通过 的电子较少，像的亮度较暗，反 之则为亮区。这种衬度称散射吸 收衬度，可以提供样品形态方面 的信息。
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➢ 电子显微镜概述
四、电子显微镜的医学应用
❖ 细胞学和分子生物学中的应用 ❖ 解剖学中的应用 ❖ 病毒研究方面的应用 ❖ 临床超微病理诊断中的应用
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➢ 电子显微镜概述
细胞学和分子生物学中的应用
组织细胞内亚显微结构
细胞亚显微结构模式图