生物显微技术.doc

生物显微技术:介绍光学显微镜和电子显微镜的基本理论知识和样品制备技术的一门专业基础课。
显微镜(microscope)是一种借助物理方法产生物体放大影象的仪器。最早发明于16世纪晚期,至今已有400多年的历史。
公元前1世纪:通过球形透明物体去观察微小物体时可以使其放大成像。
3000多年前,欧洲腓尼基人发明了人造玻璃。
约在四百年前:眼镜片工匠们开始磨制放大镜。当时的放大镜的放大倍数只有3—5x (单式显微镜)
单式显微镜的缺点:焦距又与放大倍数成反比,而焦距与透镜直径成正比,也就是说,焦距越短,放大倍数越大,而透镜直径又越小。
列文虎克和他的显微镜(约1680,300倍左右,直径为2-4毫米、单式显微镜),,
,尽管其放大倍数不超过10倍,但具有划时代的意义。
复式显微镜在性能上明显优于单式显微镜:一是它的放大率可以做得很高,可以把几个放大倍数较小的凸透镜组合起来获得很高的放大率。二是制造工艺较简单,不必磨制一个个极小的透镜
伽利略可能是最早把复式显微镜用于科学研究的人。,观察了昆虫的运动器官、感觉器官和复眼。
列文虎克的显微镜:光源系统:
显微系统:由载物台、物镜,调焦螺旋、镜筒、目镜组成.
物镜:一个复合物镜
调焦螺旋:这个设计与伽利略显微镜一样
目镜:复合目镜在当时也是一种很先进的设计
缺点:存在很大的球面像差和色差, 成像质量糟
:卡夫(Cuff)显微镜
光学性能:45——,只有10微米
透射观察、落射观察、活体观察
:eIII的银显微镜:
Deijl, Amici和 Lister.
(Carl Zeiss)和德国肖特(Schott ).
设计制造了高度消色差物镜和高分辨率的阿贝物镜的阿贝(Abbe)等等.
在十九世纪中叶还出现了显微摄影
(1864)
采用了当时最先进的齿轮调焦装置,
这个显微镜的镜臂上多出了一个在前几个世纪的显微镜上都看不到的东西----聚光镜.
----Wenham的显微镜. (1882)
当时最为精巧先进的齿轮传动系统和齿轮调焦系统,,镜臂,载物台都可以旋转.
,德国人Ernst Abbe 发明复消差显微镜,并改进了油浸物镜,至此普通光学显微镜技术基本成熟。分辨率达到极限
二十世纪中比较具有代表性的显微镜:JamesSwift 与 Son 的双目解剖显微镜。Bausch 和 Lomb 的解剖显微镜。Zeiss 实验室显微镜
20世纪中叶出现了以短波长、高能量的光线作光源的荧光显微镜和紫外光显微镜
1938年,(TEM)。
1952年,英国工程师Charles Oatley制造出了第一台扫描电子显微镜(SEM),电子显微镜的分辨率达到纳米级别。
1983年,宾尼西和罗雷尔发明了扫描隧道显微镜(STM),可将物像放大数亿倍以上,从而使人们第一次直观地“看到了”原子、分子,被人们称为可以“看得见原子”的显微镜(和卢斯卡一起分享了1986年诺贝尔物理学奖)
20世纪80年代激光扫描共聚焦显微镜开始应用
光的直线传播定律:光在均匀介质中沿直线传播。
在非均匀介质中光线将因折射而弯曲,这种现象经常发生在大气中,比如海市蜃楼现象,就是由于光线在密度不均匀的大气中折射而引起的。
【费马定律】:当一束光线在真空或空气中传播时,由介质1投射到与介质2的分界面上时,在一般情况下将分解成两束光线:反射(reflection)光线和折射(refraction)光线。
当光传至二介质的光滑分界面时遵循反射与折射定律。
光线的反射取决于物体的表面性质。
【反射定律】:1、入射光线、法线和反射光线在同一平面内;2、入射光线与反射光线在法线的两侧;3、反射角等于入射角
光的折射是由于光在不同介质的传播速度不同而引起的。(n1/n2 = v1/v2)
【折射定律】1、折射光线与入射光线和法线在同一平面内;2、折射角与入射角的正弦之比与入射角的大小无关,仅由两介质的性质决定,当温度、压力和光线的波长一定时,其比值为一常数,等于