顯(xian)(xian)微(wei)鏡是觀(guan)察細胞的主要工具。根據光(guang)源不(bu)同，可(ke)分為(wei)光(guang)學顯(xian)(xian)微(wei)鏡和電(dian)子(zi)(zi)顯(xian)(xian)微(wei)鏡兩(liang)大類(lei)。前者以可(ke)見(jian)光(guang)（紫(zi)外(wai)線(xian)顯(xian)(xian)微(wei)鏡以紫(zi)外(wai)光(guang)）為(wei)光(guang)源，后者則以電(dian)子(zi)(zi)束為(wei)光(guang)源。

　　—、光學顯微鏡

　　（一）、普(pu)通(tong)光學(xue)顯微鏡(jing)

　　普通生物(wu)顯微鏡(jing)由3部分構成，即：①照明(ming)系(xi)統，包(bao)括光(guang)源和聚(ju)光(guang)器(qi)；②光(guang)學放(fang)大系(xi)統，由物(wu)鏡(jing)和目(mu)鏡(jing)組成，是(shi)顯微鏡(jing)的主體，為了消除(chu)球差(cha)和色差(cha)，目(mu)鏡(jing)和物(wu)鏡(jing)都由復雜的透鏡(jing)組構成；③機械裝(zhuang)置，用于固(gu)定材料和觀察方便（圖2-1）。

　　顯微(wei)鏡物象是否清楚不僅決(jue)(jue)定(ding)于放大倍數(shu)，還與(yu)顯微(wei)鏡的(de)(de)(de)分辨(bian)力（resolution）有關，分辨(bian)力是指顯微(wei)鏡（或人的(de)(de)(de)眼(yan)睛距目標(biao)25cm處）能(neng)分辨(bian)物體更小(xiao)間隔的(de)(de)(de)能(neng)力，分辨(bian)力的(de)(de)(de)大小(xiao)決(jue)(jue)定(ding)于光的(de)(de)(de)波長和鏡口(kou)率以及介質(zhi)的(de)(de)(de)折(zhe)射率，用公式表(biao)示為：

　　式中：n=介質折射(she)率；α=鏡(jing)口角（標本(ben)對物鏡(jing)鏡(jing)口的張角），N.A.=鏡(jing)口率（numeric aperture）。鏡(jing)口角總是要小于180?，所(suo)以sina/2的更大值必然小于1。

　　制作(zuo)光學鏡頭所用(yong)的(de)玻璃折射率為1.65～1.78，所用(yong)介(jie)質的(de)折射率越(yue)(yue)接(jie)近(jin)玻璃的(de)越(yue)(yue)好。對于干燥(zao)物鏡來說(shuo)，介(jie)質為空氣，鏡口(kou)率一般為0.05～0.95；油鏡頭用(yong)香柏油為介(jie)質，鏡口(kou)率可接(jie)近(jin)1.5。

　　普通光線的波長為400～700nm，因此顯微鏡分辨力數值不會小于(yu)0.2μm，人(ren)眼的分辨力是(shi)0.2mm，所以一般顯微鏡設計的更大放大倍(bei)數通常為1000X。

　　（二）、熒光顯(xian)微鏡

　　細(xi)胞中有些物(wu)質，如(ru)(ru)葉綠素(su)等，受紫外線照射(she)后可(ke)發(fa)熒(ying)光；另有一(yi)些物(wu)質本身雖不(bu)能發(fa)熒(ying)光，但如(ru)(ru)果用熒(ying)光染料或熒(ying)光抗體染色(se)后，經(jing)紫外線照射(she)亦可(ke)發(fa)熒(ying)光，熒(ying)光顯微鏡(jing)（圖2-2，3，4）就是對這類物(wu)質進行定性和定量(liang)研究的工具(ju)之一(yi)。

　　熒光(guang)顯(xian)微(wei)鏡(jing)和普通顯(xian)微(wei)鏡(jing)有以下(xia)的(de)區別：

　　1、照明方式(shi)通常(chang)為落射式(shi)，即光源(yuan)通過物(wu)鏡投(tou)射于樣品上（圖2-3）；

　　2、光源為紫外(wai)光，波長較短(duan)，分(fen)辨力高(gao)于(yu)普通顯微鏡(jing)；

　　3、有兩個特殊的(de)濾光片，光源前的(de)用以(yi)濾除(chu)(chu)可(ke)見光，目鏡和(he)物鏡之(zhi)間的(de)用于濾除(chu)(chu)紫外線，用以(yi)保護人目。

　　（三(san)）、激光共聚焦掃描顯微鏡

　　激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)共聚焦掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)顯(xian)微鏡（laser confocal scanning microscope，圖(tu)2-5、6）用(yong)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)作掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)，逐點、逐行、逐面快速掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)成像，掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)與熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)收集(ji)共用(yong)一個物(wu)鏡，物(wu)鏡的(de)(de)焦點即掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)聚焦點，也是瞬時(shi)成像的(de)(de)物(wu)點。由于激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)的(de)(de)波(bo)長較(jiao)短，光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)很細，所以共焦激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)顯(xian)微鏡有較(jiao)高的(de)(de)分辨力，大(da)約(yue)是普通(tong)(tong)光(guang)(guang)(guang)(guang)學顯(xian)微鏡的(de)(de)3倍。系(xi)統經一次調焦，掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)限(xian)制在樣(yang)品的(de)(de)一個平面內(nei)。調焦深(shen)度不(bu)一樣(yang)時(shi)，就可以獲得樣(yang)品不(bu)同深(shen)度層(ceng)次的(de)(de)圖(tu)像，這些圖(tu)像信息都儲于計算機內(nei)，通(tong)(tong)過計算機分析和模擬(ni)，就能(neng)顯(xian)示(shi)細胞樣(yang)品的(de)(de)立(li)體結構。

　　激(ji)光共聚(ju)焦掃描顯微鏡既可(ke)以用于觀察細(xi)(xi)胞形(xing)態(tai)，也可(ke)以用于細(xi)(xi)胞內生(sheng)化(hua)成分的(de)定(ding)量(liang)分析、光密度統計以及細(xi)(xi)胞形(xing)態(tai)的(de)測量(liang)。

　　（四）、暗視野顯微(wei)鏡(jing)

　　暗視野顯(xian)微鏡(jing)（dark field microscope，圖2-7）的(de)聚(ju)光(guang)鏡(jing)中央有當光(guang)片，使照明光(guang)線不直接進(jin)人(ren)物(wu)鏡(jing)，只允許被標本(ben)反射和衍射的(de)光(guang)線進(jin)入物(wu)鏡(jing)，因而(er)視野的(de)背景是(shi)黑的(de)，物(wu)體的(de)邊緣是(shi)亮的(de)。利用這(zhe)種顯(xian)微鏡(jing)能見(jian)到小(xiao)至(zhi) 4~200nm的(de)微粒子(zi)，分辨率可比普通顯(xian)微鏡(jing)高50倍(bei)。

　　（五）、相差顯微(wei)鏡

　　相差顯微鏡(jing)（phasecontrast microscope，圖(tu)2-8、9）由P．Zernike于1932年發明，并(bing)因此獲1953年諾貝(bei)爾物理(li)獎(jiang)。這種顯微鏡(jing)更大的特點是可(ke)以觀(guan)察未經染色的標本和(he)活細胞。

　　相差顯微(wei)鏡(jing)的(de)基本原理是，把透過標本的(de)可見(jian)光(guang)(guang)的(de)光(guang)(guang)程差變成(cheng)振(zhen)幅差，從(cong)而提(ti)高了各種(zhong)(zhong)結構(gou)間的(de)對比度，使各種(zhong)(zhong)結構(gou)變得清晰可見(jian)。光(guang)(guang)線透過標本后發生折(zhe)射，偏離了原來的(de)光(guang)(guang)路，同(tong)時被延遲了1/4λ（波長(chang)），如(ru)果再增加或減(jian)少(shao)1/4λ，則光(guang)(guang)程差變為1/2λ，兩束光(guang)(guang)合軸后干涉加強，振(zhen)幅增大或減(jian)下，提(ti)高反(fan)差。在構(gou)造上，相差顯微(wei)鏡(jing)有不同(tong)于普通光(guang)(guang)學顯微(wei)鏡(jing)兩個特(te)殊之處：

　　1、環(huan)形(xing)光(guang)(guang)(guang)闌（annular diaphragm）位于(yu)光(guang)(guang)(guang)源與(yu)聚(ju)光(guang)(guang)(guang)器(qi)之間，作用是(shi)使透(tou)過(guo)聚(ju)光(guang)(guang)(guang)器(qi)的光(guang)(guang)(guang)線形(xing)成(cheng)空心光(guang)(guang)(guang)錐，焦聚(ju)到(dao)標本上。

　　2、相位板(ban)（annular phaseplate）在物鏡中(zhong)加了涂有(you)氟化鎂的(de)相位板(ban)，可將(jiang)直(zhi)射光或衍射光的(de)相位推遲1/4λ。分為兩種：

　　①A+相(xiang)板(ban)：將直射光推遲1/4λ，兩(liang)組光波合軸后(hou)光波相(xiang)加(jia)，振幅(fu)加(jia)大(da)，標本(ben)結構比周圍介質更加(jia)變亮(liang)，形(xing)成亮(liang)反差（或稱負反差）。

　　② B+相板：將衍射(she)光(guang)推(tui)遲1/4λ，兩組光(guang)線合軸后光(guang)波相減(jian)，振幅變(bian)小，形成暗反差（或稱正反差），結構比周圍介質更加變(bian)暗。

　　（六）、偏(pian)光顯微(wei)鏡

　　偏(pian)光(guang)(guang)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)（polarizing microscope）用于(yu)檢(jian)(jian)測具有(you)雙折射(she)性的物(wu)(wu)質(zhi)，如纖維絲、紡錘體、膠原、染色體等等。和普通(tong)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)不同的是：其光(guang)(guang)源前有(you)偏(pian)振片（起(qi)偏(pian)器(qi)），使(shi)進入顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)的光(guang)(guang)線(xian)為偏(pian)振光(guang)(guang)，鏡(jing)(jing)(jing)筒中有(you)檢(jian)(jian)偏(pian)器(qi)（一(yi)個偏(pian)振方向與起(qi)偏(pian)器(qi)垂直的的起(qi)偏(pian)器(qi)），這種顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)的載(zai)(zai)物(wu)(wu)臺(tai)是可以旋(xuan)轉(zhuan)的，當載(zai)(zai)物(wu)(wu)臺(tai)上放入單折射(she)的物(wu)(wu)質(zhi)時，無(wu)論如何旋(xuan)轉(zhuan)載(zai)(zai)物(wu)(wu)臺(tai)，由于(yu)兩(liang)個偏(pian)振片是垂直的，顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)里看不到光(guang)(guang)線(xian)，而放入雙折射(she)性物(wu)(wu)質(zhi)時，由于(yu)光(guang)(guang)線(xian)通(tong)過這類物(wu)(wu)質(zhi)時發生偏(pian)轉(zhuan)，因此(ci)旋(xuan)轉(zhuan)載(zai)(zai)物(wu)(wu)臺(tai)便能(neng)檢(jian)(jian)測到這種物(wu)(wu)體。

　　（七(qi)）、微分干涉差顯微鏡(jing)

　　1952年，Nomarski在相差(cha)(cha)(cha)顯微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)原(yuan)理的基礎上發明了微(wei)(wei)(wei)分干涉(she)差(cha)(cha)(cha)顯微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)（differential interference contrast microscope）。DIC顯微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)又稱Nomarski相差(cha)(cha)(cha)顯微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)（Nomarki contrast microscope），其優點(dian)是能顯示結(jie)構的三維立(li)體投影影像。與相差(cha)(cha)(cha)顯微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)相比，其標本可略厚一點(dian)，折射率差(cha)(cha)(cha)別更大，故影像的立(li)體感(gan)更強。

　　DIC顯(xian)微(wei)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理原理完全不(bu)(bu)同(tong)于相差(cha)(cha)(cha)顯(xian)微(wei)鏡(jing)，技術設計(ji)要復(fu)雜得多。DIC利(li)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)偏(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，有(you)四(si)個特(te)殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學組件(jian)：偏(pian)振器（polarizer）、DIC棱鏡(jing)、DIC滑(hua)(hua)行(xing)器和(he)(he)檢(jian)(jian)偏(pian)器（analyzer）。偏(pian)振器直接(jie)裝(zhuang)在聚(ju)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前面，使(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線發生線性偏(pian)振。在聚(ju)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器中則安裝(zhuang)了(le)(le)(le)石(shi)英Wollaston棱鏡(jing)，即DIC棱鏡(jing)，此棱鏡(jing)可(ke)(ke)(ke)將一(yi)(yi)(yi)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)分解(jie)成偏(pian)振方(fang)(fang)向(xiang)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)（x和(he)(he)y），二(er)者成一(yi)(yi)(yi)小夾角。聚(ju)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器將兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)調整成與(yu)顯(xian)微(wei)鏡(jing)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)軸平行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)。更初(chu)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)相位一(yi)(yi)(yi)致，在穿(chuan)過(guo)(guo)(guo)標(biao)(biao)本(ben)相鄰的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域后(hou)，由于標(biao)(biao)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度和(he)(he)折射(she)率不(bu)(bu)同(tong)，引起(qi)了(le)(le)(le)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)發生了(le)(le)(le)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)。在物鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)后(hou)焦面處安裝(zhuang)了(le)(le)(le)第(di)二(er)個Wollaston棱鏡(jing)，即DIC滑(hua)(hua)行(xing)器，它把(ba)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)合(he)并成一(yi)(yi)(yi)束(shu)。這時(shi)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏(pian)振面（x和(he)(he)y）仍(reng)然存在。更后(hou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)穿(chuan)過(guo)(guo)(guo)第(di)二(er)個偏(pian)振裝(zhuang)置，即檢(jian)(jian)偏(pian)器。在光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)形(xing)成目鏡(jing)DIC影(ying)像(xiang)之前，檢(jian)(jian)偏(pian)器與(yu)偏(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)成直角。檢(jian)(jian)偏(pian)器將兩(liang)束(shu)垂直的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)組合(he)成具有(you)相同(tong)偏(pian)振面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，從而使(shi)二(er)者發生干(gan)涉。x和(he)(he)y波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)決定著透光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多少(shao)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)值為0時(shi)，沒有(you)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)穿(chuan)過(guo)(guo)(guo)檢(jian)(jian)偏(pian)器；光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)值等(deng)于波(bo)長(chang)一(yi)(yi)(yi)半(ban)時(shi)，穿(chuan)過(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)達到更大值。于是(shi)(shi)在灰色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)背景上，標(biao)(biao)本(ben)結構(gou)(gou)呈現出亮(liang)暗差(cha)(cha)(cha)。為了(le)(le)(le)使(shi)影(ying)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)差(cha)(cha)(cha)達到更佳狀態，可(ke)(ke)(ke)通(tong)過(guo)(guo)(guo)調節DIC滑(hua)(hua)行(xing)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)縱行(xing)微(wei)調來改(gai)變(bian)(bian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差(cha)(cha)(cha)可(ke)(ke)(ke)改(gai)變(bian)(bian)影(ying)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮(liang)度。調節DIC滑(hua)(hua)行(xing)器可(ke)(ke)(ke)使(shi)標(biao)(biao)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細微(wei)結構(gou)(gou)呈現出正或負的(de)(de)(de)(de)(de)(de)投影(ying)形(xing)象，通(tong)常(chang)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)側(ce)亮(liang)，而另一(yi)(yi)(yi)側(ce)暗，這便造成了(le)(le)(le)標(biao)(biao)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)人為三維立體感，類似大理石(shi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浮雕（圖2-10）。

　　DIC顯(xian)微(wei)(wei)(wei)鏡使細(xi)(xi)胞的(de)結(jie)構，特別是一(yi)些較大的(de)細(xi)(xi)胞器，如核(he)、線粒體(ti)等(deng)，立體(ti)感(gan)特別強，適合(he)于顯(xian)微(wei)(wei)(wei)操作。目前(qian)像基因注入(ru)、核(he)移植(zhi)、轉基因等(deng)的(de)顯(xian)微(wei)(wei)(wei)操作常在這種顯(xian)微(wei)(wei)(wei)鏡下(xia)進行。

　　（八）、倒置顯(xian)微鏡

　　組(zu)成(cheng)和普通顯微(wei)鏡一樣(yang)，只不過物鏡與照明(ming)系(xi)統顛倒，前者(zhe)在載物臺(tai)之(zhi)下(xia)，后(hou)者(zhe)在載物臺(tai)之(zhi)上（圖2-11），用于觀察(cha)培養(yang)的活細胞(bao)，具有相差物鏡。

　　進(jin)入20世(shi)紀80年(nian)代(dai)以(yi)來，光學顯微鏡的(de)設(she)計和制作又有了(le)很大的(de)發(fa)展，其發(fa)展趨(qu)勢主要表現在(zai)，注(zhu)重實用(yong)(yong)性和多功(gong)能方面的(de)改進(jin)。在(zai)裝(zhuang)配(pei)設(she)計上趨(qu)于(yu)(yu)采用(yong)(yong)組合方式(shi)，集普(pu)通光鏡加相(xiang)差、熒光、暗視野、DIC、攝影裝(zhuang)置(zhi)于(yu)(yu)一體(ti)，從而操作靈活，使用(yong)(yong)方便。

　　二、電子顯微鏡

　　（一(yi)）、透射(she)電子(zi)顯微鏡(jing)

　　1、基本原理

　　在光(guang)學顯(xian)(xian)微鏡(jing)下無(wu)法看清小于0.2?m的(de)(de)細微結構(gou)(gou)，這些結構(gou)(gou)稱為亞(ya)顯(xian)(xian)微結構(gou)(gou)（submicroscopic structures）或超微結構(gou)(gou)（ultramicroscopic structures；ultrastructures）。要(yao)想看清這些結構(gou)(gou)，就要(yao)選(xuan)擇波長(chang)更短的(de)(de)光(guang)源，以(yi)提高顯(xian)(xian)微鏡(jing)的(de)(de)分(fen)辨率。1932年(nian)Ruska發明了(le)以(yi)電子束(shu)(shu)為光(guang)源的(de)(de)透射電子顯(xian)(xian)微鏡(jing)（transmission electron microscope，TEM），電子束(shu)(shu)的(de)(de)波長(chang)要(yao)比(bi)可見光(guang)和紫外光(guang)短得多(duo)，并且電子束(shu)(shu)的(de)(de)波長(chang)與發射電子束(shu)(shu)的(de)(de)電壓平方根成反比(bi)，也(ye)就是(shi)說電壓越(yue)高波長(chang)越(yue)短。目前TEM的(de)(de)分(fen)辨力可達0.2nm。

　　電(dian)(dian)子顯(xian)微鏡(jing)（圖(tu)2-12）與光學顯(xian)微鏡(jing)的成像(xiang)原理基本一樣，所不同的是前者用電(dian)(dian)子束(shu)作光源，用電(dian)(dian)磁(ci)場作透鏡(jing)。另外，由于(yu)電(dian)(dian)子束(shu)的穿透力很弱，因此(ci)用于(yu)電(dian)(dian)鏡(jing)的標本須制成厚度約50nm左右的超薄切(qie)片。這種(zhong)切(qie)片需要用超薄切(qie)片機（ultramicrotome）制作。電(dian)(dian)子顯(xian)微鏡(jing)的放(fang)大倍數更(geng)高可達近百萬倍、由電(dian)(dian)子照(zhao)明系(xi)統(tong)、電(dian)(dian)磁(ci)透鏡(jing)成像(xiang)系(xi)統(tong)、真(zhen)空(kong)系(xi)統(tong)、記錄系(xi)統(tong)、電(dian)(dian)源系(xi)統(tong)等5部(bu)分構(gou)成。

　　2、制樣技術

　　1）超薄切片

　　通(tong)常以(yi)鋨酸和戊二(er)醛固定(ding)樣品，以(yi)環氧(yang)樹(shu)脂包埋，以(yi)熱膨脹或螺旋推進(jin)的(de)方(fang)式推進(jin)樣品切(qie)(qie)片（圖(tu)2-13），切(qie)(qie)片厚度20~50nm，切(qie)(qie)片采(cai)用重金屬鹽(yan)染色，以(yi)增(zeng)大反差(cha)（圖(tu)2-14）。

　　2）負染技術

　　負(fu)染(ran)(ran)就是用重金(jin)屬鹽（如磷鎢(wu)酸、醋酸雙氧鈾）對鋪(pu)展在載網上的樣(yang)(yang)品進行染(ran)(ran)色；吸去染(ran)(ran)料，樣(yang)(yang)品干燥后，樣(yang)(yang)品凹陷處鋪(pu)了一薄(bo)層重金(jin)屬鹽，而凸的出地(di)方(fang)則(ze)沒有染(ran)(ran)料沉積，從而出現負(fu)染(ran)(ran)效果（圖2-15），分辨力可達1.5nm左(zuo)右。

　　3）冰凍蝕刻

　　冰(bing)(bing)凍(dong)蝕(shi)刻(ke)（freeze-etching）亦(yi)稱冰(bing)(bing)凍(dong)斷(duan)裂(lie)（freeze-fracture）。標本置于-100?C的干冰(bing)(bing)或-196?C的液氮中，進行冰(bing)(bing)凍(dong)。然后用冷刀(dao)驟然將(jiang)標本斷(duan)開(kai)，升溫后，冰(bing)(bing)在真空條件(jian)下迅即(ji)升華，暴露出斷(duan)面(mian)(mian)(mian)結構，稱為蝕(shi)刻(ke)（etching）。蝕(shi)刻(ke)后，向斷(duan)面(mian)(mian)(mian)以45度(du)角(jiao)噴涂(tu)一(yi)層(ceng)蒸(zheng)汽(qi)鉑(bo)(bo)，再以90度(du)角(jiao)噴涂(tu)一(yi)層(ceng)碳(tan)，加強(qiang)反差和(he)強(qiang)度(du)。然后用次氯酸鈉溶液消(xiao)化樣品，把碳(tan)和(he)鉑(bo)(bo)的膜剝(bo)下來，此膜即(ji)為復(fu)膜（replica）。復(fu)膜顯示出了(le)標本蝕(shi)刻(ke)面(mian)(mian)(mian)的形態(tai)，在電鏡下得(de)到的影像即(ji)代表標本中細胞(bao)斷(duan)裂(lie)面(mian)(mian)(mian)處(chu)的結構（圖(tu)2-16）。

　　（二）、掃(sao)描電子顯微鏡

　　掃(sao)(sao)描電(dian)子(zi)(zi)(zi)顯(xian)微(wei)鏡（scanning electron microscope，SEM，圖2-17、18、19）于20世紀60年代(dai)問(wen)世，用(yong)(yong)來觀察標(biao)本(ben)的表(biao)(biao)面結(jie)構。其工(gong)作原理是用(yong)(yong)一(yi)束(shu)(shu)(shu)尤細(xi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)掃(sao)(sao)描樣品(pin)，在樣品(pin)表(biao)(biao)面激發出次(ci)(ci)級(ji)(ji)電(dian)子(zi)(zi)(zi)，次(ci)(ci)級(ji)(ji)電(dian)子(zi)(zi)(zi)的多少(shao)與電(dian)子(zi)(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)入射(she)角有關(guan)(guan)，也就是說(shuo)與樣品(pin)的表(biao)(biao)面結(jie)構有關(guan)(guan)，次(ci)(ci)級(ji)(ji)電(dian)子(zi)(zi)(zi)由(you)探測體收集，并在那(nei)里被閃(shan)爍(shuo)器轉變為光信(xin)號(hao)，再經光電(dian)倍增管和放大(da)器轉變為電(dian)信(xin)號(hao)來控制熒光屏上電(dian)子(zi)(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)的強度，顯(xian)示出與電(dian)子(zi)(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)同步的掃(sao)(sao)描圖像。圖像為立體形象(xiang)，反(fan)映了標(biao)本(ben)的表(biao)(biao)面結(jie)構。為了使標(biao)本(ben)表(biao)(biao)面發射(she)出次(ci)(ci)級(ji)(ji)電(dian)子(zi)(zi)(zi)，標(biao)本(ben)在固(gu)定、脫(tuo)水(shui)后，要噴(pen)涂(tu)上一(yi)層(ceng)重金(jin)屬微(wei)粒，重金(jin)屬在電(dian)子(zi)(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)的轟擊下發出次(ci)(ci)級(ji)(ji)電(dian)子(zi)(zi)(zi)信(xin)號(hao)。

　　目前掃(sao)描電(dian)鏡的分辨力為6～10nm，人眼能夠區別熒(ying)光(guang)(guang)屏上兩(liang)個相距0.2mm的光(guang)(guang)點，則掃(sao)描電(dian)鏡的更大有(you)效放大倍率為0.2mm/10nm=20000X。

　　（三(san)）、掃描隧道顯微鏡

　　掃(sao)描(miao)(miao)隧(sui)道(dao)顯微鏡(jing)（scanning tunneling microscope，STM）由Binnig等1981年發(fa)明，根據量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)原理中的(de)(de)隧(sui)道(dao)效應而(er)設計。當(dang)原子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)度(du)的(de)(de)針(zhen)尖(jian)在不(bu)到(dao)一(yi)個納米的(de)(de)高(gao)(gao)度(du)上掃(sao)描(miao)(miao)樣品(pin)(pin)時(shi)，此(ci)處電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)云重(zhong)疊(die)，外加(jia)一(yi)電(dian)(dian)壓(ya)（2mV～2V），針(zhen)尖(jian)與(yu)樣品(pin)(pin)之間(jian)產生(sheng)(sheng)隧(sui)道(dao)效應而(er)有電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)逸出，形(xing)成隧(sui)道(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)。電(dian)(dian)流(liu)(liu)強(qiang)度(du)和(he)針(zhen)尖(jian)與(yu)樣品(pin)(pin)間(jian)的(de)(de)距離(li)有函數(shu)關系(xi)，當(dang)探(tan)針(zhen)沿物質表(biao)面(mian)按給定高(gao)(gao)度(du)掃(sao)描(miao)(miao)時(shi)，因樣品(pin)(pin)表(biao)面(mian)原子(zi)(zi)(zi)(zi)凹凸不(bu)平(ping)，使探(tan)針(zhen)與(yu)物質表(biao)面(mian)間(jian)的(de)(de)距離(li)不(bu)斷發(fa)生(sheng)(sheng)改變，從(cong)而(er)引起電(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)斷發(fa)生(sheng)(sheng)改變。將電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)這種改變圖像化即可(ke)顯示出原子(zi)(zi)(zi)(zi)水(shui)平(ping)的(de)(de)凹凸形(xing)態(tai)(tai)。掃(sao)描(miao)(miao)隧(sui)道(dao)顯微鏡(jing)的(de)(de)分辨率很高(gao)(gao)，橫向(xiang)為0.1～0.2nm，縱向(xiang)可(ke)達0.001nm。它(ta)的(de)(de)優點是三態(tai)(tai)（固(gu)態(tai)(tai)、液(ye)態(tai)(tai)和(he)氣態(tai)(tai)）物質均可(ke)進行觀察，而(er)普通(tong)電(dian)(dian)鏡(jing)只能觀察制作好(hao)的(de)(de)固(gu)體標(biao)本。

　　利用(yong)掃描隧道顯微(wei)鏡直(zhi)接觀(guan)察生(sheng)物大(da)分子，如(ru)DNA、RNA和(he)蛋白質(zhi)等分子的原(yuan)子布陣(zhen)，和(he)某(mou)些(xie)生(sheng)物結構，如(ru)生(sheng)物膜、細胞壁等的原(yuan)子排列。

　　三、顯微(wei)操作技術

　　顯微(wei)(wei)操(cao)作技術（micromanipulation technique）是指在高倍復式顯微(wei)(wei)鏡下，利用(yong)顯微(wei)(wei)操(cao)作器(qi)(qi)（micromanipulator，圖2-20）進行細胞(bao)或早期胚胎操(cao)作的一種方法。顯微(wei)(wei)操(cao)作器(qi)(qi)是用(yong)以控制顯微(wei)(wei)注射針在顯微(wei)(wei)鏡視野內移動的機械裝置。

　　顯微(wei)操作(zuo)技術(shu)包(bao)括細(xi)胞(bao)核移植、顯微(wei)注射、嵌(qian)合(he)體(ti)技術(shu)、胚(pei)胎移植以(yi)及顯微(wei)切割等。細(xi)胞(bao)核移植技術(shu)已有(you)幾十年的歷史，Gordon等人（1962）對(dui)非(fei)洲爪蟾進行(xing)核移植獲得(de)(de)成功(gong)。我國(guo)出(chu)名學者童第周(zhou)等在魚類細(xi)胞(bao)核移植方(fang)面進行(xing)了(le)許多工作(zuo)，并取得(de)(de)了(le)豐(feng)碩成果