顯(xian)微(wei)鏡是觀察(cha)細胞(bao)的(de)主要工具。根據光(guang)源(yuan)不同，可(ke)分為(wei)(wei)光(guang)學(xue)顯(xian)微(wei)鏡和電子顯(xian)微(wei)鏡兩大類(lei)。前者以(yi)可(ke)見光(guang)（紫(zi)外線顯(xian)微(wei)鏡以(yi)紫(zi)外光(guang)）為(wei)(wei)光(guang)源(yuan)，后者則以(yi)電子束為(wei)(wei)光(guang)源(yuan)。

　　—、光學顯微鏡

　　（一）、普通(tong)光學顯(xian)微鏡(jing)

　　普(pu)通生物顯微鏡(jing)由3部分構成(cheng)(cheng)，即：①照明系統(tong)，包括光(guang)源和(he)聚光(guang)器；②光(guang)學放大系統(tong)，由物鏡(jing)和(he)目鏡(jing)組成(cheng)(cheng)，是顯微鏡(jing)的(de)主體(ti)，為了消除球差(cha)和(he)色差(cha)，目鏡(jing)和(he)物鏡(jing)都由復雜的(de)透鏡(jing)組構成(cheng)(cheng)；③機械裝置，用于固定材料和(he)觀察方(fang)便（圖2-1）。

　　顯(xian)微鏡物象是否清楚不(bu)僅決定于(yu)放(fang)大倍數，還與(yu)顯(xian)微鏡的(de)分(fen)辨力(li)(li)（resolution）有(you)關(guan)，分(fen)辨力(li)(li)是指顯(xian)微鏡（或人的(de)眼睛(jing)距目標(biao)25cm處）能分(fen)辨物體(ti)更(geng)小(xiao)間隔的(de)能力(li)(li)，分(fen)辨力(li)(li)的(de)大小(xiao)決定于(yu)光的(de)波長和鏡口率以及(ji)介質的(de)折射(she)率，用(yong)公式表(biao)示為(wei)：

　　式(shi)中：n=介質折射率(lv)；α=鏡(jing)口角（標本對(dui)物鏡(jing)鏡(jing)口的張(zhang)角），N.A.=鏡(jing)口率(lv)（numeric aperture）。鏡(jing)口角總是要小(xiao)(xiao)于(yu)180?，所以sina/2的更大值必然(ran)小(xiao)(xiao)于(yu)1。

　　制(zhi)作光學鏡(jing)(jing)頭(tou)所用的玻(bo)璃折(zhe)射率(lv)為1.65～1.78，所用介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)的折(zhe)射率(lv)越(yue)接近玻(bo)璃的越(yue)好。對(dui)于干燥物鏡(jing)(jing)來(lai)說，介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)為空氣，鏡(jing)(jing)口率(lv)一般為0.05～0.95；油鏡(jing)(jing)頭(tou)用香柏油為介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)，鏡(jing)(jing)口率(lv)可接近1.5。

　　普通(tong)光(guang)線的波長(chang)為(wei)400～700nm，因(yin)此顯微鏡分(fen)辨力數值不(bu)會小(xiao)于0.2μm，人眼的分(fen)辨力是0.2mm，所(suo)以一般(ban)顯微鏡設計的更大(da)放大(da)倍(bei)數通(tong)常為(wei)1000X。

　　（二）、熒光顯(xian)微鏡

　　細胞(bao)中有些(xie)物(wu)(wu)質，如葉(xie)綠(lv)素等，受紫外(wai)(wai)線照(zhao)(zhao)射后(hou)可(ke)(ke)發(fa)熒(ying)光(guang)；另有一些(xie)物(wu)(wu)質本(ben)身(shen)雖不能發(fa)熒(ying)光(guang)，但如果用熒(ying)光(guang)染(ran)料或熒(ying)光(guang)抗體染(ran)色后(hou)，經紫外(wai)(wai)線照(zhao)(zhao)射亦可(ke)(ke)發(fa)熒(ying)光(guang)，熒(ying)光(guang)顯微鏡（圖2-2，3，4）就是對這類(lei)物(wu)(wu)質進行定性和定量研究(jiu)的工具之(zhi)一。

　　熒光(guang)顯微鏡(jing)和(he)普通顯微鏡(jing)有(you)以下的(de)區別：

　　1、照明方式(shi)通常為落(luo)射(she)式(shi)，即光源通過物鏡投(tou)射(she)于樣品(pin)上（圖(tu)2-3）；

　　2、光源為紫外(wai)光，波(bo)長(chang)較短(duan)，分辨力(li)高于(yu)普通顯微鏡(jing)；

　　3、有兩(liang)個特(te)殊的濾光(guang)片，光(guang)源前的用(yong)(yong)以濾除可見光(guang)，目鏡和物鏡之間的用(yong)(yong)于濾除紫外線，用(yong)(yong)以保護人目。

　　（三）、激(ji)光共聚焦掃描顯微鏡

　　激(ji)光(guang)(guang)共聚(ju)焦(jiao)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)（laser confocal scanning microscope，圖2-5、6）用(yong)激(ji)光(guang)(guang)作掃(sao)(sao)描(miao)(miao)光(guang)(guang)源，逐(zhu)點(dian)、逐(zhu)行、逐(zhu)面快速掃(sao)(sao)描(miao)(miao)成(cheng)像，掃(sao)(sao)描(miao)(miao)的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)與(yu)熒光(guang)(guang)收集共用(yong)一(yi)(yi)個物鏡(jing)(jing)，物鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)焦(jiao)點(dian)即掃(sao)(sao)描(miao)(miao)激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)聚(ju)焦(jiao)點(dian)，也是(shi)瞬時(shi)成(cheng)像的(de)(de)(de)物點(dian)。由于(yu)激(ji)光(guang)(guang)束的(de)(de)(de)波(bo)長較(jiao)短，光(guang)(guang)束很細，所以(yi)共焦(jiao)激(ji)光(guang)(guang)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)有較(jiao)高的(de)(de)(de)分辨力(li)，大約(yue)是(shi)普通(tong)光(guang)(guang)學顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)3倍。系統經一(yi)(yi)次(ci)調(diao)焦(jiao)，掃(sao)(sao)描(miao)(miao)限(xian)制在樣(yang)(yang)品的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個平面內。調(diao)焦(jiao)深(shen)度不(bu)一(yi)(yi)樣(yang)(yang)時(shi)，就可以(yi)獲(huo)得樣(yang)(yang)品不(bu)同深(shen)度層次(ci)的(de)(de)(de)圖像，這些圖像信息都(dou)儲于(yu)計算機(ji)內，通(tong)過計算機(ji)分析和模擬，就能顯(xian)(xian)示(shi)細胞樣(yang)(yang)品的(de)(de)(de)立體結構。

　　激光共聚焦掃描顯微(wei)鏡既可(ke)以(yi)用于觀(guan)察(cha)細(xi)胞形(xing)態(tai)，也可(ke)以(yi)用于細(xi)胞內生(sheng)化成分的(de)定量(liang)分析、光密(mi)度統計以(yi)及細(xi)胞形(xing)態(tai)的(de)測量(liang)。

　　（四(si)）、暗視野顯微(wei)鏡

　　暗視(shi)野(ye)顯微(wei)(wei)鏡(jing)（dark field microscope，圖2-7）的(de)(de)聚光鏡(jing)中央有(you)當光片(pian)，使照明光線(xian)不直接進人物(wu)鏡(jing)，只允許被(bei)標本反射(she)和衍(yan)射(she)的(de)(de)光線(xian)進入物(wu)鏡(jing)，因而視(shi)野(ye)的(de)(de)背景是黑的(de)(de)，物(wu)體的(de)(de)邊緣是亮的(de)(de)。利用這種顯微(wei)(wei)鏡(jing)能(neng)見到小至 4~200nm的(de)(de)微(wei)(wei)粒子，分(fen)辨(bian)率可比普通顯微(wei)(wei)鏡(jing)高50倍。

　　（五(wu)）、相差顯(xian)微鏡

　　相(xiang)差顯(xian)微鏡（phasecontrast microscope，圖(tu)2-8、9）由P．Zernike于1932年(nian)發明，并因(yin)此獲1953年(nian)諾貝爾物(wu)理獎。這種顯(xian)微鏡更大的(de)特(te)點是可以觀察未經染色的(de)標(biao)本和活細胞。

　　相(xiang)差(cha)(cha)(cha)顯微鏡(jing)的(de)(de)基本原(yuan)理是，把透(tou)過標本的(de)(de)可見(jian)光(guang)的(de)(de)光(guang)程差(cha)(cha)(cha)變成振幅(fu)差(cha)(cha)(cha)，從而提高了各種結(jie)構(gou)(gou)間(jian)的(de)(de)對比度，使各種結(jie)構(gou)(gou)變得清(qing)晰可見(jian)。光(guang)線透(tou)過標本后(hou)發生(sheng)折射，偏離了原(yuan)來的(de)(de)光(guang)路，同時被延遲(chi)了1/4λ（波長(chang)），如果再增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)或減少1/4λ，則光(guang)程差(cha)(cha)(cha)變為1/2λ，兩束光(guang)合軸后(hou)干涉加(jia)(jia)強，振幅(fu)增(zeng)(zeng)大或減下，提高反(fan)差(cha)(cha)(cha)。在構(gou)(gou)造上，相(xiang)差(cha)(cha)(cha)顯微鏡(jing)有不同于普通光(guang)學顯微鏡(jing)兩個特殊之(zhi)處：

　　1、環(huan)形(xing)光(guang)闌（annular diaphragm）位于光(guang)源(yuan)與聚光(guang)器(qi)之間，作用是使透過聚光(guang)器(qi)的(de)光(guang)線(xian)形(xing)成空(kong)心光(guang)錐，焦聚到(dao)標本(ben)上。

　　2、相位(wei)板（annular phaseplate）在物鏡中(zhong)加了涂有氟化鎂的相位(wei)板，可將直射光或(huo)衍(yan)射光的相位(wei)推遲1/4λ。分(fen)為兩種：

　　①A+相(xiang)板：將(jiang)直射光(guang)推(tui)遲(chi)1/4λ，兩(liang)組光(guang)波合軸后光(guang)波相(xiang)加(jia)，振幅加(jia)大，標本結構比周圍介質更加(jia)變亮(liang)，形成亮(liang)反(fan)差(cha)（或稱負反(fan)差(cha)）。

　　② B+相板(ban)：將(jiang)衍射光(guang)推(tui)遲(chi)1/4λ，兩組光(guang)線合軸后(hou)光(guang)波相減(jian)，振幅變(bian)小，形成暗(an)反差（或稱正反差），結構比周圍介質(zhi)更(geng)加(jia)變(bian)暗(an)。

　　（六）、偏光顯微鏡

　　偏(pian)光(guang)顯微(wei)(wei)鏡(jing)（polarizing microscope）用于檢測(ce)具有雙折射性(xing)的(de)物(wu)(wu)質，如纖維(wei)絲、紡錘(chui)體(ti)、膠原(yuan)、染色體(ti)等等。和普(pu)通顯微(wei)(wei)鏡(jing)不同的(de)是：其光(guang)源前有偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)（起偏(pian)器），使進入(ru)(ru)顯微(wei)(wei)鏡(jing)的(de)光(guang)線(xian)為偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)，鏡(jing)筒中有檢偏(pian)器（一個偏(pian)振(zhen)(zhen)方向與(yu)起偏(pian)器垂(chui)直(zhi)的(de)的(de)起偏(pian)器），這種顯微(wei)(wei)鏡(jing)的(de)載(zai)物(wu)(wu)臺(tai)是可以旋轉(zhuan)的(de)，當載(zai)物(wu)(wu)臺(tai)上放入(ru)(ru)單折射的(de)物(wu)(wu)質時，無論如何旋轉(zhuan)載(zai)物(wu)(wu)臺(tai)，由于兩個偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)是垂(chui)直(zhi)的(de)，顯微(wei)(wei)鏡(jing)里看不到光(guang)線(xian)，而放入(ru)(ru)雙折射性(xing)物(wu)(wu)質時，由于光(guang)線(xian)通過(guo)這類物(wu)(wu)質時發生偏(pian)轉(zhuan)，因此(ci)旋轉(zhuan)載(zai)物(wu)(wu)臺(tai)便(bian)能檢測(ce)到這種物(wu)(wu)體(ti)。

　　（七）、微分干涉(she)差(cha)顯微鏡(jing)

　　1952年(nian)，Nomarski在(zai)相(xiang)差(cha)顯微(wei)(wei)鏡(jing)原理(li)的(de)基礎(chu)上發明了微(wei)(wei)分(fen)干涉差(cha)顯微(wei)(wei)鏡(jing)（differential interference contrast microscope）。DIC顯微(wei)(wei)鏡(jing)又稱Nomarski相(xiang)差(cha)顯微(wei)(wei)鏡(jing)（Nomarki contrast microscope），其優(you)點是能顯示結構的(de)三維立體投影(ying)影(ying)像(xiang)。與相(xiang)差(cha)顯微(wei)(wei)鏡(jing)相(xiang)比，其標本可略厚(hou)一(yi)點，折(zhe)射(she)率差(cha)別更大，故(gu)影(ying)像(xiang)的(de)立體感更強。

　　DIC顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理原理完(wan)全不同(tong)(tong)于(yu)相(xiang)差(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)，技(ji)術設計要復(fu)雜得多(duo)(duo)。DIC利用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)，有(you)四個(ge)特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)學組(zu)件：偏(pian)(pian)振(zhen)器(qi)（polarizer）、DIC棱鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、DIC滑(hua)(hua)行(xing)器(qi)和檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)器(qi)（analyzer）。偏(pian)(pian)振(zhen)器(qi)直(zhi)接裝在(zai)聚光(guang)(guang)(guang)(guang)系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)面(mian)，使(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)線發生(sheng)(sheng)線性(xing)偏(pian)(pian)振(zhen)。在(zai)聚光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)中則安裝了(le)石英Wollaston棱鏡(jing)(jing)(jing)(jing)，即(ji)DIC棱鏡(jing)(jing)(jing)(jing)，此棱鏡(jing)(jing)(jing)(jing)可(ke)將(jiang)一(yi)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)分解成(cheng)(cheng)偏(pian)(pian)振(zhen)方向不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)（x和y），二(er)者成(cheng)(cheng)一(yi)小(xiao)夾角。聚光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)將(jiang)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)調(diao)(diao)整成(cheng)(cheng)與(yu)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)光(guang)(guang)(guang)(guang)軸平(ping)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方向。更(geng)(geng)(geng)初兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)相(xiang)位一(yi)致，在(zai)穿(chuan)(chuan)過(guo)(guo)標(biao)本(ben)(ben)相(xiang)鄰的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域后，由于(yu)標(biao)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚度(du)和折射率(lv)不同(tong)(tong)，引(yin)起(qi)了(le)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)發生(sheng)(sheng)了(le)光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)。在(zai)物鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)后焦(jiao)面(mian)處安裝了(le)第二(er)個(ge)Wollaston棱鏡(jing)(jing)(jing)(jing)，即(ji)DIC滑(hua)(hua)行(xing)器(qi)，它把(ba)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)(bo)合并成(cheng)(cheng)一(yi)束(shu)。這時兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏(pian)(pian)振(zhen)面(mian)（x和y）仍然(ran)存在(zai)。更(geng)(geng)(geng)后光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)穿(chuan)(chuan)過(guo)(guo)第二(er)個(ge)偏(pian)(pian)振(zhen)裝置，即(ji)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)器(qi)。在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)形成(cheng)(cheng)目鏡(jing)(jing)(jing)(jing)DIC影(ying)(ying)像之前(qian)，檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)器(qi)與(yu)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方向成(cheng)(cheng)直(zhi)角。檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)器(qi)將(jiang)兩(liang)束(shu)垂直(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)(bo)組(zu)合成(cheng)(cheng)具有(you)相(xiang)同(tong)(tong)偏(pian)(pian)振(zhen)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)，從而(er)使(shi)二(er)者發生(sheng)(sheng)干涉。x和y波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)決定著(zhu)透光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)少(shao)。光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)值(zhi)(zhi)為(wei)(wei)0時，沒有(you)光(guang)(guang)(guang)(guang)穿(chuan)(chuan)過(guo)(guo)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)器(qi)；光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)值(zhi)(zhi)等(deng)于(yu)波(bo)(bo)長一(yi)半(ban)時，穿(chuan)(chuan)過(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)達到更(geng)(geng)(geng)大值(zhi)(zhi)。于(yu)是在(zai)灰色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)背景(jing)上(shang)，標(biao)本(ben)(ben)結(jie)(jie)構呈(cheng)現出(chu)亮(liang)(liang)暗差(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)。為(wei)(wei)了(le)使(shi)影(ying)(ying)像的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)差(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)達到更(geng)(geng)(geng)佳狀態，可(ke)通過(guo)(guo)調(diao)(diao)節(jie)(jie)DIC滑(hua)(hua)行(xing)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)縱(zong)行(xing)微(wei)(wei)調(diao)(diao)來(lai)改(gai)變光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)，光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)可(ke)改(gai)變影(ying)(ying)像的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮(liang)(liang)度(du)。調(diao)(diao)節(jie)(jie)DIC滑(hua)(hua)行(xing)器(qi)可(ke)使(shi)標(biao)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)細微(wei)(wei)結(jie)(jie)構呈(cheng)現出(chu)正或負(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)投(tou)影(ying)(ying)形象，通常是一(yi)側亮(liang)(liang)，而(er)另一(yi)側暗，這便造成(cheng)(cheng)了(le)標(biao)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)為(wei)(wei)三維(wei)立體感，類似大理石上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)浮雕（圖2-10）。

　　DIC顯微鏡使細(xi)胞(bao)的(de)結構，特別是一些較大的(de)細(xi)胞(bao)器，如核、線粒體(ti)等，立體(ti)感特別強，適合(he)于顯微操作。目前像(xiang)基(ji)因注入、核移植(zhi)、轉基(ji)因等的(de)顯微操作常在這種(zhong)顯微鏡下(xia)進行。

　　（八）、倒置顯微鏡

　　組成和普通顯微鏡一樣(yang)，只不過物(wu)鏡與(yu)照明系(xi)統顛倒，前者在(zai)(zai)載(zai)物(wu)臺之(zhi)下，后者在(zai)(zai)載(zai)物(wu)臺之(zhi)上（圖(tu)2-11），用(yong)于觀(guan)察培養的(de)活細胞，具(ju)有(you)相差(cha)物(wu)鏡。

　　進入20世(shi)紀80年代以(yi)來，光(guang)學顯微鏡的設計和(he)(he)制作又有了很大(da)的發(fa)(fa)展，其發(fa)(fa)展趨勢(shi)主要表(biao)現在，注重實用性和(he)(he)多功能方(fang)面的改(gai)進。在裝配設計上趨于采用組合方(fang)式，集普(pu)通光(guang)鏡加相差、熒光(guang)、暗視(shi)野、DIC、攝影(ying)裝置于一體，從(cong)而操(cao)作靈活，使(shi)用方(fang)便(bian)。

　　二、電子顯微鏡

　　（一）、透射電子顯微鏡(jing)

　　1、基本原理

　　在光(guang)學顯(xian)微(wei)鏡下無法看清小于(yu)0.2?m的細微(wei)結(jie)構(gou)，這些(xie)結(jie)構(gou)稱為亞顯(xian)微(wei)結(jie)構(gou)（submicroscopic structures）或超微(wei)結(jie)構(gou)（ultramicroscopic structures；ultrastructures）。要(yao)(yao)想(xiang)看清這些(xie)結(jie)構(gou)，就要(yao)(yao)選擇波(bo)長(chang)更短的光(guang)源，以(yi)提高顯(xian)微(wei)鏡的分辨率。1932年(nian)Ruska發明了以(yi)電子(zi)束為光(guang)源的透射(she)電子(zi)顯(xian)微(wei)鏡（transmission electron microscope，TEM），電子(zi)束的波(bo)長(chang)要(yao)(yao)比可(ke)見光(guang)和(he)紫外光(guang)短得(de)多，并且電子(zi)束的波(bo)長(chang)與發射(she)電子(zi)束的電壓平方(fang)根(gen)成反比，也就是說電壓越高波(bo)長(chang)越短。目前(qian)TEM的分辨力可(ke)達0.2nm。

　　電(dian)(dian)子(zi)顯微(wei)鏡(jing)（圖2-12）與(yu)光學顯微(wei)鏡(jing)的(de)(de)成(cheng)像原(yuan)理基本(ben)一(yi)樣(yang)，所不同的(de)(de)是前者(zhe)用電(dian)(dian)子(zi)束作光源，用電(dian)(dian)磁(ci)(ci)場作透鏡(jing)。另(ling)外，由(you)于電(dian)(dian)子(zi)束的(de)(de)穿(chuan)透力(li)很弱，因此用于電(dian)(dian)鏡(jing)的(de)(de)標本(ben)須(xu)制(zhi)(zhi)成(cheng)厚度約(yue)50nm左(zuo)右的(de)(de)超薄切片。這種切片需要用超薄切片機（ultramicrotome）制(zhi)(zhi)作。電(dian)(dian)子(zi)顯微(wei)鏡(jing)的(de)(de)放(fang)大倍數更高可達近(jin)百(bai)萬倍、由(you)電(dian)(dian)子(zi)照(zhao)明(ming)系(xi)(xi)統(tong)、電(dian)(dian)磁(ci)(ci)透鏡(jing)成(cheng)像系(xi)(xi)統(tong)、真空系(xi)(xi)統(tong)、記錄系(xi)(xi)統(tong)、電(dian)(dian)源系(xi)(xi)統(tong)等5部分構(gou)成(cheng)。

　　2、制樣技術

　　1）超薄切片

　　通常以鋨酸和(he)戊二醛固定樣品，以環氧樹脂(zhi)包埋，以熱膨脹或螺旋(xuan)推進(jin)的(de)方(fang)式推進(jin)樣品切片（圖2-13），切片厚度(du)20~50nm，切片采用重(zhong)金屬鹽染(ran)色，以增(zeng)大反差（圖2-14）。

　　2）負染技術

　　負染就是用重(zhong)金屬(shu)鹽（如磷鎢酸(suan)、醋酸(suan)雙氧鈾(you)）對(dui)鋪展在載網(wang)上的(de)樣品(pin)進(jin)行染色；吸(xi)去染料，樣品(pin)干燥后，樣品(pin)凹陷(xian)處鋪了一(yi)薄層(ceng)重(zhong)金屬(shu)鹽，而(er)凸的(de)出地方則沒有染料沉積，從而(er)出現負染效果（圖2-15），分辨力可達(da)1.5nm左右(you)。

　　3）冰凍蝕刻

　　冰(bing)凍蝕(shi)刻（freeze-etching）亦稱冰(bing)凍斷裂（freeze-fracture）。標(biao)本(ben)置于(yu)-100?C的干(gan)冰(bing)或-196?C的液氮(dan)中(zhong)，進行冰(bing)凍。然后(hou)(hou)(hou)用(yong)冷(leng)刀(dao)驟然將標(biao)本(ben)斷開，升(sheng)溫后(hou)(hou)(hou)，冰(bing)在真空條(tiao)件下迅即升(sheng)華，暴露出斷面(mian)結構，稱為(wei)蝕(shi)刻（etching）。蝕(shi)刻后(hou)(hou)(hou)，向斷面(mian)以45度角噴(pen)涂一層蒸汽鉑(bo)，再以90度角噴(pen)涂一層碳(tan)，加(jia)強反差和強度。然后(hou)(hou)(hou)用(yong)次氯(lv)酸鈉溶液消化樣品(pin)，把碳(tan)和鉑(bo)的膜(mo)(mo)剝(bo)下來，此膜(mo)(mo)即為(wei)復(fu)膜(mo)(mo)（replica）。復(fu)膜(mo)(mo)顯(xian)示出了(le)標(biao)本(ben)蝕(shi)刻面(mian)的形態(tai)，在電鏡下得到的影像即代表(biao)標(biao)本(ben)中(zhong)細胞斷裂面(mian)處的結構（圖2-16）。

　　（二）、掃描電子顯微鏡

　　掃描電(dian)(dian)子顯(xian)微鏡（scanning electron microscope，SEM，圖2-17、18、19）于20世紀60年代問世，用(yong)來觀察標本(ben)(ben)的(de)表(biao)面(mian)結構(gou)(gou)。其(qi)工作原(yuan)理是用(yong)一束(shu)(shu)尤細的(de)電(dian)(dian)子束(shu)(shu)掃描樣(yang)(yang)品(pin)，在樣(yang)(yang)品(pin)表(biao)面(mian)激發出(chu)次級電(dian)(dian)子，次級電(dian)(dian)子的(de)多少與(yu)電(dian)(dian)子束(shu)(shu)入射(she)(she)角有(you)(you)關(guan)，也就是說(shuo)與(yu)樣(yang)(yang)品(pin)的(de)表(biao)面(mian)結構(gou)(gou)有(you)(you)關(guan)，次級電(dian)(dian)子由探測體收集(ji)，并在那里被閃(shan)爍器轉(zhuan)變為(wei)光(guang)信號，再經(jing)光(guang)電(dian)(dian)倍增管和放(fang)大器轉(zhuan)變為(wei)電(dian)(dian)信號來控制熒光(guang)屏上(shang)電(dian)(dian)子束(shu)(shu)的(de)強度，顯(xian)示出(chu)與(yu)電(dian)(dian)子束(shu)(shu)同(tong)步的(de)掃描圖像。圖像為(wei)立(li)體形象(xiang)，反(fan)映(ying)了標本(ben)(ben)的(de)表(biao)面(mian)結構(gou)(gou)。為(wei)了使(shi)標本(ben)(ben)表(biao)面(mian)發射(she)(she)出(chu)次級電(dian)(dian)子，標本(ben)(ben)在固定(ding)、脫水后(hou)，要噴(pen)涂上(shang)一層重金(jin)屬(shu)微粒，重金(jin)屬(shu)在電(dian)(dian)子束(shu)(shu)的(de)轟(hong)擊下發出(chu)次級電(dian)(dian)子信號。

　　目(mu)前掃描電(dian)鏡(jing)的分(fen)辨力為6～10nm，人(ren)眼能(neng)夠區(qu)別熒光屏上兩個相距0.2mm的光點，則掃描電(dian)鏡(jing)的更(geng)大有效放大倍率(lv)為0.2mm/10nm=20000X。

　　（三(san)）、掃(sao)描隧道(dao)顯微鏡

　　掃描隧(sui)道顯(xian)微鏡（scanning tunneling microscope，STM）由Binnig等1981年發(fa)明，根據量(liang)子(zi)(zi)力學原理(li)中的(de)(de)(de)隧(sui)道效應(ying)(ying)而設計(ji)。當原子(zi)(zi)尺度(du)的(de)(de)(de)針尖(jian)(jian)在(zai)不到(dao)一個納米的(de)(de)(de)高度(du)上掃描樣品(pin)時，此(ci)處(chu)電子(zi)(zi)云重疊，外加一電壓（2mV～2V），針尖(jian)(jian)與(yu)(yu)樣品(pin)之間(jian)產生隧(sui)道效應(ying)(ying)而有(you)電子(zi)(zi)逸出，形(xing)成隧(sui)道電流(liu)(liu)。電流(liu)(liu)強度(du)和針尖(jian)(jian)與(yu)(yu)樣品(pin)間(jian)的(de)(de)(de)距離(li)有(you)函數關系，當探針沿物質(zhi)表(biao)面(mian)按給定(ding)高度(du)掃描時，因(yin)樣品(pin)表(biao)面(mian)原子(zi)(zi)凹(ao)凸不平，使探針與(yu)(yu)物質(zhi)表(biao)面(mian)間(jian)的(de)(de)(de)距離(li)不斷發(fa)生改(gai)變(bian)，從而引起電流(liu)(liu)不斷發(fa)生改(gai)變(bian)。將電流(liu)(liu)的(de)(de)(de)這種改(gai)變(bian)圖像化即可顯(xian)示出原子(zi)(zi)水平的(de)(de)(de)凹(ao)凸形(xing)態(tai)(tai)。掃描隧(sui)道顯(xian)微鏡的(de)(de)(de)分辨率很高，橫向為(wei)0.1～0.2nm，縱(zong)向可達0.001nm。它的(de)(de)(de)優點是三態(tai)(tai)（固態(tai)(tai)、液態(tai)(tai)和氣態(tai)(tai)）物質(zhi)均可進行(xing)觀察(cha)(cha)，而普通電鏡只能觀察(cha)(cha)制作好的(de)(de)(de)固體標(biao)本。

　　利用掃描隧(sui)道顯微鏡直接觀察生物大分子(zi)，如DNA、RNA和(he)蛋白質等分子(zi)的原子(zi)布陣，和(he)某(mou)些(xie)生物結(jie)構(gou)，如生物膜、細(xi)胞壁等的原子(zi)排(pai)列。

　　三(san)、顯(xian)微操作(zuo)技術

　　顯(xian)微(wei)操(cao)(cao)作(zuo)技術（micromanipulation technique）是(shi)指在高(gao)倍復式顯(xian)微(wei)鏡下，利用顯(xian)微(wei)操(cao)(cao)作(zuo)器（micromanipulator，圖2-20）進行細(xi)胞或早(zao)期胚胎操(cao)(cao)作(zuo)的(de)一種(zhong)方(fang)法(fa)。顯(xian)微(wei)操(cao)(cao)作(zuo)器是(shi)用以控制(zhi)顯(xian)微(wei)注(zhu)射針(zhen)在顯(xian)微(wei)鏡視(shi)野內移動的(de)機械裝置。

　　顯(xian)微(wei)操(cao)作技(ji)(ji)術(shu)包括細(xi)胞核(he)移植、顯(xian)微(wei)注射(she)、嵌合體技(ji)(ji)術(shu)、胚胎(tai)移植以及顯(xian)微(wei)切割(ge)等。細(xi)胞核(he)移植技(ji)(ji)術(shu)已有(you)幾十(shi)年的歷史，Gordon等人（1962）對非洲爪蟾進(jin)行核(he)移植獲(huo)得成功。我國出名(ming)學者(zhe)童第周等在魚類(lei)細(xi)胞核(he)移植方面進(jin)行了(le)許多工(gong)作，并(bing)取(qu)得了(le)豐(feng)碩成果