要经过脱水、干燥和其他处理,但无需同一般透射镜那样将试样制成超薄切片,薄膜式表面形貌的复型等,这样就避免了冗长而繁复的实验步骤。
它可以允许大块(如8CM直径)样品进入,也可观察几纳米的微小样品,这对一些超硬材料(如金属、地质样品)和昆虫是方便的。
(五)从扫描样品上可获得多种上信息:
扫描电镜可以装上各种各样的检测器,在观察样品形貌的同时,又能逐点分析其化学万分和晶体结构,随着检测器不断改善,其适应性还会更大。
(六)样品受辐射损伤及污染小:
样品是处于高能高速电子流的不断轰击下—称为电子辐射,因此,对样品来说,有一个受得了受不了的问题,尤其是生物样品,这个问题十分重要,随着观察时间的延长,受辐照损伤也会更加严重,样品受到高能电子束的轰击,会产生热作用而分解,生流样品分解出来的物质会使样品和光栏等受到污染,因为扫描电镜电子束流小(仅为10-10——10-12A),比透射少两个数量级,加速电压也小于30KV,比透镜低3-4倍,因此,扫描电镜电子束的能量要低得多,辐射损伤也小得多。
扫描电镜的电子束不像透镜那样连续不断地轰击,而是作光栅运动的,同一点像素在受第二次轰击时要隔一帧的时间,这样电子束对样品的损伤就更少了。
第三章 电镜生物样品的制备
第一节 透射电镜生物样品的制备——超薄切片方法
由于电子显微镜电子束穿透能力的限制,大多数标本在自然状态下,直接在一般透射电镜中观察是太厚了,必须把各种类型的生物标本切成厚度小于0。1微米的薄片才适用,当电镜的加速成电压为50-100千伏时,切片厚度应为10-100NM,称为超薄切片。常用的切片厚度为30-40NM。超薄切片技术的出现和发展为细胞亚显微形态与功能的研究提供了重要的方法。
超薄切片方法基本上和光学显微镜术的石蜡切片方法相似,因电子束的照射很易使样品变形,而且电镜的高分辨本领,能分辨样品更加细微的结构,对超薄切片技术提出了更高的要求,使制片过程更为复杂和细致,所用包埋介质和试剂的要求都和石蜡切片不同。
超薄切片技术是在光学显微镜术的薄切片基础上发展起来的。全过程包括取材,固定、漂洗、组织块染色、浸透、包埋、定位、超薄切片及切片染色等步骤。 一、取材和固定 (一)取材的要领
对任何活组织或细胞培养来说,以下各要点都是适用的即: 1、快
所取材料尽量的保持其生活时状态,这就要求当你从麻醉或处死动物身上取材时操作必须快速,力争在处死动物半分钟内将组织浸入固定液。
2、小
由于电镜固定剂穿透力较弱,一般不允许组织块大小超过1立方毫米 3、低温操作
动物组织的血液供给停止后,很块就会发生自溶现象,这是因为组织和细胞内的各种酶,尤其是溶酶里的各种水解酶释放到组织内,使构成组织结构的主要成分如蛋白、核酸等迅速降解。为了降低酶的活性,要求在低温条件下0-4℃操作。所用的容器和器械应预冷。 4、避免损伤
一般光学显微镜下被认为是可以忽略人工损伤,在电镜下则是非同小可的“灾难”,因此,在快速取材的同时,必须做到器械锋利,避免任何牵拉和挤压的损伤。 5、选择部位准确可靠
45
为避免“一孔之见”等电镜研究的固有局限性,要求在取材时选择部位准确可可靠。要做到准确并不是轻而易举的事,理想的取材应当在生物学工作和普通病理实验基础的指导下进行,因此最好预先有光学显微镜的配合。取材相对准确,配合以定向包埋和定向切片等方法,才有可能最大限度地克服上面所说的“一孔之见”的弊病 。
(二)固定的目的和要求
固定的首要问题是设法得到接近正常生命状态的细胞结构,有人说“形态学的美是良好固定的产物”,这说明固定的特殊重要作用。
要得到良好的固定材料,首先要要求固定剂尽量地稳定并能保存细胞的各种结构和万分,其次在生物酶的作用下细胞代谢是不能以秒来计算的,一旦动物心脏停止跳动,缺氧情况立刻就在所有细胞内产生,死后的细胞就开始释放出自溶酶,一系列死后变化随即出现。为了降低酶的活性尽快达到每个细胞以便及时起到固定的作用,除前述取材要快,体积要小的条件外,还要求固定剂的穿透速度快。
(三)电镜技术中常用的缓冲溶液及其配方 1、磷酸缓冲液配方
(1)配制0.2M的磷酸氢二钠: Na2HPO4.2H2O 35.61克 或NaHPO4.7H2O 53.65克 或Na2HPO4.12H2O 71.64克 加蒸馏水使成 1000毫升 (2)配制0。2M的磷酸二氢钠:
NaH2PO4 27.06克 或NaH2PO4.2H2O 31.21克 加蒸馏水使成 1000毫升
(3)将X毫升的0.2M的磷酸二氢钠与Y毫升的0。2M磷酸二氢钠加在一起配制成0。1M的磷酸缓冲液并用蒸馏水稀释到100毫升:
PH(于25℃) X毫升 Y毫升 50.8 4.0 46.0 6.0 6.15 43.85 6.2 9.25 40.75 6.6 18.75 31.25 7.0 30.5 19.5 7.2 36.0 14.0 7.4 40.5 9.5 7.6 43.5 6.5 7.8 45.75 4.25 8.0 47.35 2.65
以改变磷酸盐的克分子浓度加入蔗糖,葡萄糖或氧化钠来调整缓冲液的渗透压,例如:0。1M磷酸缓冲液配方在PH7。2时的渗透压为226MOSMOLS,而0。05M、0。075M和0。15M缓冲液相应的值分别为118、180、和350MOSMOLS。在0。1M磷酸缓冲液里加入0。18M的蔗糖,可使缓冲液的渗透压增加到425MOSMOLS。 2、磷酸缓冲液配方Ⅱ
用以下试剂配成0。135M的磷酸缓冲液: NaH2PO4.H2O 2.98克 Ma2HPO4.7H2O 30.40 克 蒸馏水加至于 1000毫升
46
此缓冲液PH为7。35,渗透压为298MOSMOLS用于固定大?的肾脏。 3、磷酸缓冲液配方Ⅲ 用以下试剂配制缓冲液:
NaH2PO4.H2O 3.31克 Na2HPO4.7H2O 23.77克 加蒸馏水至 1000毫升
此缓冲液PH7。4,渗透压为320MONSMOLS,与大鼠的脑脊髓液相等。 4、磷酸缓冲液配方Ⅳ 用以下试剂配制缓冲液:
NaH2PO4.H2O 1.8克 NaHPO4.7H2O 23.25克 加蒸馏水至 1000毫升
此缓冲液的PH为7。4,渗透压为440MOSMOLS,因此对多数体液说来它是高张性溶液,此缓冲液适于用来固定饱和水分的组织如海洋生物类。 5、磷酸缓冲液配方Ⅴ
用以下试剂配制A、B溶液:
2.26%NaH2PO4.H2O水溶液(A) 2.52%NaOH水溶液(B)
配制0。13M的磷酸缓冲液:A液:41。5毫升,B液:8。5毫升(为PH7。3时) 可用B溶液调到所需的PH值而不必改变溶液的克分子浓度;比较稳定,在4℃下可保存数周。
6、二甲胂酸盐缓冲液
60年代初,二甲胂酸盐首先用于电镜技术。其优点在于容易配制,长期保存而稳定和不易被细菌污染。此外向溶液里加入低浓度的钙质而不发生沉淀,其主要缺点是因含胂而有毒性并可与固定液起反应,且有臭味。配制时应在防护罩里进行。二甲胂酸盐缓冲液配制方法:
(1)用Na(CH3)2AsO2.3H2O21。4克。;加蒸馏水250毫升配制0。4M的二甲胂酸钠缓
冲液。
(2)用0。4M二甲胂酸钠50毫升,0。2MHC18毫升(大约PH要求在7。2时),加水
到100毫升而配制成0。2M二甲胂酸盐缓冲液。 (3)用HCL将PH调整到所需值。 7、醋酸佛罗那缓冲液配方Ⅰ
(1)用以下配方配制醋酸佛罗那原液: 佛罗那钠 2。89克 醋酸钠(无水) 1。15克 或醋酸钠(有水) 1。90克 加蒸馏水至 100毫升
此溶液于4℃可保存数月而不变质。
(2)用以下试剂配制醋酸佛罗钠缓冲液:
醋酸佛罗那原液 5。0毫升 蒸馏水 15。0毫升
0.1NHCL 50毫升(大约)
盐酸要一滴滴慢慢加入直至达到所需PH,此种溶液甚至是保存在4℃下也容易受到霉菌污染,因此不易长期保存。
8、醋酸佛罗钠缓冲液配方Ⅱ
47
(1)用以下试剂配制醋酸佛罗钠原液: 佛罗钠 2。94克 醋酸钠(有水) 1。94克 加蒸馏水至 100毫升
此溶液较稳定,4℃下可保存数月。 (2)用以下试剂配制灵格氏液: 氧化钠 8。05克 氧化钾 0。42克 氧化钙 0。18克 蒸馏水加至 100毫升
(3)用以下试剂配制醋酸佛罗那溶液: 醋酸佛罗那原液 10。0毫升 灵格氏液 3。4毫升 蒸馏水 25。0毫升 0.1NHCL 11。0毫升
用盐酸将PH调至所需值,此缓冲液不稳定,不易于长期保存。 9、醋酸佛罗那缓冲液配方Ⅲ
(1)用以下试剂配制醋酸佛罗那原液: 佛罗那 2。94克 醋酸钠(有水) 1。94克 氧化钠 3。40克 蒸馏水加至 100毫升
(2)用以下试剂配制醋酸佛罗那缓冲液: 醋酸佛罗那原液 5。0毫升 蒸馏水 13。0毫升 0.1M氧化钙 0。25毫升
0.1NHCL 7。0毫升(大约)
用盐酸将PH调到所需值,因为此溶液很快会被细菌污染,因此要求临用前配制。
(四)电镜技术固定剂
固定的方法。有物理的和化学的二种。物理的方法系采用高温、冰冻、临界干燥等手段来保存细胞结构。细胞或组织的固定通常用化学方法,即用一定的化学试剂来固定细胞的结构,这些化学试剂称固定剂,它能和蛋白质发生化学结合形成交联,而稳定细胞内的蛋白质,并能保存脂肪、糖类、使之保持生活时的状态和位置,从而把精细的形态结构保存下来。
因为电镜的分辨率很高,原来光学显微镜技术中所使用的大多数固定剂都不能满足电镜固定的要求,从电镜角度上看,那些固定剂因为固定不良使组织和细胞的微细结构保存很差,在标本处理过程中产生严重的抽取和沉淀。
早在五十年代初期,在光学显微技术的基础上,先用四氧化锇作为电镜固定剂取得比较满意的效果。多年来虽然在固定液的配方上有一些改进,但四氧化锇至今仍然是电镜固定中比较理想的固定剂。
五十年代后期,曾一度采用高锰酸钾作为电镜固定剂,尤其在植物研究,特别在膜的研究方面,高锰酸钾曾起过相当突出的作用,但是这个固定剂对大多数生物医学研究不甚适合,目前较少使用。
六十年代初期在进行电镜细胞化学研究时发现,四氧化锇固定不适于细胞化学要求,因而采用了醛类固定剂,其中主要是?二醛,从此在电镜固定方面又有了较大进展。目前电镜工作中多采用双固定法,即利用?二醛对组织穿透较快、较深的特点作为四氧化锇的“前
48
相关推荐: