显微技术的类型
一种复合显微镜
显微组织
显微术是什么?
显微镜学是用显微镜观察肉眼看不到的东西的科学领域。
看看你的手。看起来很结实?不可分割?一个巨大的结构,有四个手指,一个拇指和一个手掌。仔细看。你可能会看到你的指纹,或者手背上的细毛。但无论你如何仔细观察,它似乎仍然是一个坚固的结构。你看不见的是,你的手实际上是由数十亿个细胞组成的。
细胞是绝对微小的——仅在你的手上就有超过20亿个细胞。如果我们把每个小细胞放大到一粒沙子那么大,你的手就有一辆公共汽车那么大;如果把这只手放大到米粒那么大,那么这只手就有一个足球场那么大。我们对细胞的认识大多来自显微镜的使用。为了研究细胞,我们需要显微镜产生既大又清晰的图像详细的...大而模糊的图片对任何人都没有好处!
显微镜放大倍数
放大倍数是图像比被观察物体放大的倍数。它通常表示为倍数,例如x100, x250。如果知道图像的放大倍数,以及图像的大小,就可以计算出物体的实际大小。例如,如果你使用x1200倍率的显微镜,可以看到50mm宽的细胞(50000 μm)*,你只需将图像大小除以倍率就可以计算出实际宽度(如果你感兴趣的话,可以是41.6μm)
放大倍率=图像大小÷实际大小
实际大小=图像大小÷放大倍数
图像大小=实际大小×放大倍率
放大倍数其实很容易实现——大多数光学显微镜的放大倍数可以达到x1500倍。然而,放大并不能增加你所看到的细节。
*μm =微米;细胞生物学中更有用的测量尺度。一米有1000毫米,一毫米有1000微米。
什么是决心?
在任何合理的距离上,汽车大灯发出的光看起来都是一束光。你可以拍一张光的照片,放大它,它仍然只会作为一个光源出现。你把照片放大得越多,图像就变得越模糊。你可以把图像放大,但没有细节,照片就毫无用处。
分辨能力是区分距离很近的两个不同点的能力。当汽车靠近你时,图像会逐渐变清晰,你可以清楚地看到两个前大灯发出的光。在任何图像中,分辨率越高,你能看到的细节就越多。
解决问题的关键在于细节。
显微镜放大方程
光学显微镜和电子显微镜
有许多不同类型的显微镜,但它们可以分为两大类:
- 光学显微镜
- 电子显微镜
光学显微镜
光学显微镜使用一系列透镜产生的图像,可以直接通过目镜观看。光从舞台下面的灯泡(或低倍率显微镜中的镜子)穿过聚光透镜,然后穿过标本。这束光通过物镜聚焦,然后通过目镜。光学显微镜的放大率是目镜放大倍率和物镜放大倍率的总和。使用一个x40的物镜和一个x10的目镜,你得到的总放大倍数是x400。
光学显微镜可以放大到1500倍,但只能分辨相距大于200nm的物体。这是因为一束光无法在距离小于200nm的物体之间穿透。如果两个物体之间的距离小于200nm,你在显微镜下看到的就是一个物体。
电子显微镜
电子显微镜使用电子束作为光源,需要使用计算机软件为我们生成图像——在这种情况下没有物镜可以向下看。电子显微镜的分辨率为0.1nm,比光学显微镜高2000倍。这使他们能够非常详细地看到细胞内部。电子束的波长比可见光小得多,这使得电子束可以在距离非常近的物体之间移动,从而提供了更好的分辨率。电子显微镜有两种:
- 扫描电子显微镜将电子从物体上“弹回”,以惊人的细节生成物体表面的3d图像。最大有效放大倍数为x100,000
- 透射电子显微镜使电子通过样品。这将产生一个最大有效放大倍数为x500,000的二维图像。这使我们能够看到细胞内的细胞器
电子显微镜的最终图像是总是黑色,白色和灰色。随后可以使用计算机软件创建“假彩色”电子显微照片,如下图所示。
光学显微镜和电子显微镜
功能 | 光学显微镜 | 电子显微镜 |
---|---|---|
放大 |
x1500 |
x100,000 (SEM) x500,000 (TEM) |
决议 |
200海里 |
0.1纳米 |
光源 |
可见光(灯泡或镜子) |
电子束 |
优势 |
可以看到各种各样的标本,包括活标本。 |
高分辨率可以获得细胞内部结构的极好细节。扫描电镜可以产生3D图像 |
限制 |
分辨率低意味着它不能告诉我们太多细胞内部结构的信息 |
样本必须是死的,因为电磁是用真空的。准备样品和操作EM需要高水平的技能和培训 |
成本 |
相对便宜的 |
非常昂贵的 |
污渍用 |
亚甲基蓝,乙酸(染色DNA红色);龙胆紫(染色细菌细胞壁) |
重金属盐(如氯化铅)被用来散射电子并提供对比。扫描电镜(SEM)要求样品表面覆盖一层重金属,如金。 |
如何正确使用光学显微镜
评论
穆萨伊布拉辛2019年2月7日:
好