显微镜的研究进展论文摘要怎么写
1、摘要是论文主要内容的概括,从摘要上就能看出作者整篇论文的主要内容和主要观点。2、摘要的写法既有可以遵循的规律,比如要写清楚论文的研究背景、主要内容、研究方法、得出的主要结论、研究的意义和不足等。但也不是一成不变的僵硬的东西,作者可以根据实际情况灵活调整。3、摘要一定要紧扣题目。注意事项1、摘要中应排除本学科领域已成为常识的内容;切忌把应在引言中出现的内容写入摘要;一般也不要对论文内容作诠释和评论(尤其是自我评价)。2、不得简单重复题名中已有的信息。比如一篇文章的题名是《几种中国兰种子试管培养根状茎发生的研究》,摘要的开头就不要再写:"为了……,对几种中国兰种子试管培养根状茎的发生进行了研究"。3、结构严谨,表达简明,语义确切。摘要先写什么,后写什么,要按逻辑顺序来安排。句子之间要上下连贯,互相呼应。摘要慎用长句,句型应力求简单。每句话要表意明白,无空泛、笼统、含混之词,但摘要毕竟是一篇完整的短文,电报式的写法亦不足取。摘要不分段。
电子显微镜技术发展综述摘要:本文论述了电子显微镜的发展现状及历史,介绍了目前较为先进的数种电子显微镜的结构、原理以及其在生物学领域的应用情况,并对其在组织学研究中的应用进行探讨。 关键词:电子显微镜;组织学研究 引言:显微技术是一门对于物质微小区域进行化学成分分析、显微形貌观察、微观结构测定的一门专门的显微分析技术。20世纪30年代,透射电子显微镜(TEM)的发明标志着电子显微技术的诞生,人们可以进一步地研究物质的超微结构。电子显微技术在普通光学显微技术基础上进一步拓宽了人们的观测视野,在各个领域发挥了重要的作用,被广泛应用于科学领域。在生物学研究领域,电子显微技术推进了组织学,细胞生物学,分子生物学等学科的发展,因而具有不可替代的崇高地位。 一、电子显微镜技术 1电子显微镜的定义与组成 电子显微镜,简称电镜,是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器[1]电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件,这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。①电子透镜:用来聚焦电子,是电子显微镜镜筒中最重要的部件。一般使用的是磁透镜,有时也有使用静电透镜的。它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦,其作用与光学显微镜中的光学透镜(凸透镜)使光束聚焦的作用是一样的,所以称为电子透镜。光学透镜的焦点是固定的,而电子透镜的焦点可以被调节,因此电子显微镜不象光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。现代电子显微镜大多采用电磁透镜,由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。②电子源:是一个释放自由电子的阴极,栅极,一个环状加速电子的阳极构成的。阴极和阳极之间的电压差必须非常高,一般在数千伏到3百万伏之间。它能发射并形成速度均匀的电子束,所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一。③样品架:样品可以稳定地放在样品架上。此外往往还有可以用来改变样品(如移动、转动、加热、降温、拉长等)的装置。④探测器:用来收集电子的信号或次级信号。 2基本原理 不同类型的电子显微镜成像原理各有差异,但均是利用电磁场来偏转、聚焦电子束,再依据电子与物质作用的原理来研究物质的构造。其中透射式电子显微镜产生的电子束经聚光镜会聚后均匀照射到试样上的待观察区域,入射电子与试样物质相互作用,由于试样很薄,绝大部分电子穿透试样,其强度分布与所观察试样区的形貌、组织、结构一一对应。投射出试样的电子经三级磁透镜放大投射在观察图形的荧光屏上,荧光屏将电子强度分布转化为人眼可见的光强分布,于是在荧光屏上显出与试样形貌、组织、结构相应的图像。扫描电子显微镜(SEM)是聚焦电子束在线圈驱动下对试样表面逐点栅网式扫描成像,成像信号为二次电子、背散射电子或吸收电子。二次电子信号被探测器收集转换成电讯号,经处理后得到反应试样表面形貌的二次电子像。背散射电子成像反映样品的元素分布,及不同相成分区域的轮廓。此外由于电子的德布罗意波长较短,分辨率比光学显微镜高的很多,可以达到1~2nm,放大倍数从几万到百万倍。 3技术发展史 世界上第一台电子显微镜(透射式电子显微镜(TEM))由德国科学家Ruska和Knoll于1931年研制成功。二战后,Ruska继续对TEM进行研究改进,并制造出了放大倍数在10万倍以上的显微镜,并因此获得了诺贝尔物理学奖。在TEM的基础上,英国工程师Charles于1952年发明了世界上第一台扫描电子显微镜(SEM)。扫描电镜主要是针对具有高低差较大、粗糙不平的厚块试样进行观察,因而在设计上突出了景深效果,一般用来分析断口以及未经人工处理的自然表面;而透射电镜则突出的是高分辨率,使用透射电镜观察样品能获得高分辨率的超微结构图像,在材料科学和生物学上应用较多,同时也是病理学上的诊断工具,该技术的关键是超薄切片的制备。在这以后场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、场离子显微镜(FIM)、低能电子衍射(LEED)、俄歇谱仪(AES)、光电子能谱(ESCA)等相继诞生,在各科学领域的研究中起重要作用。 1981年G.Binnig和H.Rohrer成功研制了世界上第一台扫描隧道显微镜(STM),并因此获得诺贝尔物理奖.它的出现,使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理、化学性质,被国际科学界公认为80年代世界十大科技成就之一。扫描隧道显微镜(STM)是利用导体针尖与样品之间的隧道电流,并用精密压电晶体控制导体针尖沿样品表面扫描,从而能以原子尺度记录样品表面形貌的新型仪器.其分辨率已达到1nm~2nm,用它可研究各种金属、半导体和生物样品的表面形貌,也可研究表面沉积、表面原子扩散、表面粒子的成核和生长,吸附和脱附等。 在STM出现以后,又陆续发展了一系列工作原理相似的新型显微技术,包括原子力显微镜(AFM)、横向力显微镜(LFM)等,这类基于探针对被测样品进行扫描成像的显微镜统称为扫描探针显微镜(SPM)。扫描探针显微镜是纳米测量学、纳米表征与测量方法中最重要最基本的手段。它能以原子级的探针和被测样品表面作为工作的主要元件,在X和y两个方向上完成探针与样品之间的扫描,同时在Z方向的升降来模拟样品表面的起伏。用探针与样品间的相互作用所产生的物理量的数值随样品表面起伏的变化来达到观察样品表面形貌的目的。这种仪器分辨率高,横向分辨率可达0.1nm,纵向分辨率可达0.01nm,可以直接观察测定样品的三维图像,可以在大气、真空甚至液体中,在高温或低温下进行观测。检测时可以不与样品接触,故不会损伤样品,也不需要电子束照射,因而不会对样品造成辐射损伤。二、我国电子显微镜技术的发展 1958年,我国成功地研制了第一台电子显微镜,1988年中国科学院白春礼和 姚俊恩研制出了我国的第一台STM。[2] 2000年,中国电子显微镜学会统计中国大陆保有量不到2000台,中国加入WTO后,经济大发展,科研教育以及产业构都在升级目前,我国电子显微镜市场每年以近百套的数量在增长,可以预期,在未来数年内中国电子显微镜市场容量将居世界首位。 中国市场的电子显微镜,日本电子的市场占有率超过50%,排在首位。紧随其后的是FEI(原飞利浦电镜部)、日本日立(天美代理)、德国Carl Zeiss(原德国LEO)和日本岛津。而在国产厂家方面,主要是中科科仪、南京江南光电和上海电子光学技术研究所,产品主要集中在低端的扫描电子显微镜市场。就市场总体情况而言,国产电镜国内市场占有率不足10%。由此可见我国国产电子显微镜还有较大幅度的提升空间。从种类上看扫描电镜占目前中国电子显微镜总保有量的61%,透射电镜则为39%,可见扫描电镜在我国有着更为广泛的用户基础。[3] 三、电子显微镜技术的未来发展趋势 1远程电子显微镜技术 自上世纪九十年代以来,随着计算机技术和网络技术的发展,远程电子显微镜逐渐出现,它可以将实验室现场获得的实时信息展现给远端用户,使其可以通过互联网实时观看样品图像,并远程操作仪器来完成实验。[4] 远程电子显微镜技术的关键在于图像的采集、压缩和传输。在图像采集方面,现在的电子显微镜已经有了长足的进步。老式的电子显微镜多采用数码相机和视频采集卡来采集图像,新式电子显微镜多采用VGA采集卡进行图像采集并已成为未来发展趋势。此外运用软件来采集图像的新方式也逐渐出现。早期,图像的压缩使用的是JPEG图像压缩法,即远端用户所见的是一系列独立的静态样品图像。现在,随着技术的发展,MPEG4和H264等视频压缩算法被逐渐运用到了样品图像的压缩。现在,样品图像的传输主要通过TCP协议和UDP协议,但其占用带宽过大,传输效果并不理想。为了改善传输性能,专门的数据传输系统“金字塔”式网络传输模型以及专有传输网络正在研究之中,同时这也是现阶段远程电子显微镜的改进方向。 1990年,Carl Zmola等人实现了对SEM的样品图像网络传输,首次建立了远程电镜的样品图像实时传输系统。随后,美国各大学相继建立了各自的SEM远程系统。样品传输的效能也有了长足进步,最初,在800Mb的光纤网络中,样品图像的传输效能是每17秒传送1帧。到了2000年,在1~2Mb的网络中,样品图像的传输可以达到每秒传送5帧。在技术上尚有很大程度的提升空间。 在中国,尽管各大院校及研究机构中有数千台电子显微镜,但仍不能满足日益增长的应用需求,因此远程电子显微镜技术的研究对于中国是很有应用价值的。 2低温电子显微镜技术 低温电子显微镜技术是应用冷冻(物理)方法制备生物样品并进行观察的技术,因而在生物学组织学中的应用较为广泛。与常规电镜技术(化学方法)相比较,其可最大程度地维持样品在生活时的生理状态,可运用于生物大分子的动态过程研究以及细胞核组织的三维结构分析。 3低温电镜下的三维重构技术 电子显微镜的三维成像技术是电子显微和计算机完美结合的产物,它利用电子显微镜收集样品的二维投影图像,经过计算机处理重构出样品的三维空间结构。三维成像技术在生物学领域的应用十分广泛,尤其体现在对蛋白质的三维结构分析上。早期的三维成像技术主要使用重金属盐溶液对样品进行染
论文摘要的撰写通常在整篇论文将近完稿期间开始,以期能包括所有的内容。但也可以提早写作,然后视研究的进度作适当修改。摘要是对论文的内容不加注释和评论的简短陈述,要求扼要地说明研究工作的目的、研究方法和最终结论等,重点是结论,是一篇具有独立性和完整性的短文,可以引用、推广,有关论文摘要写作时应注意下列事项:(1)整理你的材料使其能在最小的空间下提供最大的信息面。(2)用简单而直接的句子。避免使用成语、俗语或不必要的技术性用语。(3)请多位同僚阅读并就其简洁度与完整性提供意见。(4)删除无意义的或不必要的字眼。但也不要矫枉过正,将应有的字眼过份删除,如在英文中不应删除必要的冠词如a'' an'' the等。(5)尽量少用缩写字。在英文的情况较多,量度单位则应使用标准化者。特殊缩写字使用时应另外加以定义。(6)不要将在文章中未提过的数据放在摘要中。(7)不要为扩充版面将不重要的叙述放入摘要中,如果摘要能以一两句话概括,就让维持这样吧,切勿画蛇添足。(8)不要将文中的数据大量地列于摘要中,平均值与标准差或其它统计指标仅列其最重要的一项即可。(9)不要置放图或表于摘要之中,尽量采用文字叙述。写作注意事项(1)摘要中应排除本学科领域已成为常识的内容;切忌把应在引言中出现的内容写入摘要;一般也不要对论文内容作诠释和评论(尤其是自我评价)。(2)不得简单重复题名中已有的信息。比如一篇文章的题名是《几种中国兰种子试管培养根状茎发生的研究》,摘要的开头就不要再写:“为了……,对几种中国兰种子试管培养根状茎的发生进行了研究”。(3)结构严谨,表达简明,语义确切。摘要先写什么,后写什么,要按逻辑顺序来安排。句子之间要上下连贯,互相呼应。摘要慎用长句,句型应力求简单。每句话要表意明白,无空泛、笼统、含混之词,但摘要毕竟是一篇完整的短文,电报式的写法亦不足取。摘要不分段。(4)用第三人称。建议采用“对……进行了研究”、“报告了……现状”、“进行了……调查”等记述方法标明一次文献的性质和文献主题,不必使用“本文”、“作者”等作为主语。(5)要使用规范化的名词术语,不用非公知公用的符号和术语。新术语或尚无合适汉文术语的,可用原文或译出后加括号注明原文。(6)除了实在无法变通以外,一般不用数学公式和化学结构式,不出现插图、表格。(7)不用引文,除非该文献证实或否定了他人已出版的著作。(8)缩略语、略称、代号,除了相邻专业的读者也能清楚理解的以外,在首次出现时必须加以说明。科技论文写作时应注意的其他事项,如采用法定计量单位、正确使用语言文字和标点符号等,也同样适用于摘要的编写。或缺目的,或缺方法;出现引文,无独立性与自明性;繁简失当。
写论文一般包括几个部分,第一部分就是标题,第二部分摘要,第三部分关键词,第四部分正文,第五部分参考文献。论文的摘要在整个论文当中具有重要的作用,它能够让读者快速的了解文章的主要内容,并且方便检索。既然这么重要,论文的摘要要怎么写呢?要写论文摘要需要了解论文摘要的主要作用。目前国内国外对摘要都有严格的规定,有的时候即使论文合格了,但是摘要不符合要求也会影响论文的收录。一般摘要的作用主要在于快速增进学术交流,提高检索的效率。因此在撰写摘要的过程中要尽量简短并将文章主要的内容讲述清楚。一般摘要分为指示性摘要,报道性摘要以及指示报道性摘要三种类别。一般学术类的科技期刊,要求撰写的论文,其摘要主要是报到性指示性摘要。这类摘要需要包含的内容有研究的目的方法,结果以及结论。因此在撰写的过程中需要注意这四点内容。同时撰写的过程中要简洁一般字数在100~300字之间。所以,要想让自己的论文被收入,要撰写好摘要这一步。而在写好论文摘要就必须先要了解自己的论文适合写哪一类新的摘要,接着是将文章要表达的内容包括研究的目的、方法、结果及结论讲述清楚,这样就是一个合格的论文摘要。
显微镜的研究进展论文摘要
高分辨率光学显微术在生命科学中的应用 【摘要】 提高光学显微镜分辨率的研究主要集中在两个方面进行,一是利用经典方法提高各种条件下的空间分辨率,如用于厚样品研究的SPIM技术,用于快速测量的SHG技术以及用于活细胞研究的MPM技术等。二是将最新的非线性技术与高数值孔径测量技术(如STED和SSIM技术)相结合。生物科学研究离不开超高分辨率显微术的技术支撑,人们迫切需要更新显微术来适应时代发展的要求。近年来研究表明,光学显微镜的分辨率已经成功突破200nm横向分辨率和400nm轴向分辨率的衍射极限。高分辨率乃至超高分辨率光学显微术的发展不仅在于技术本身的进步,而且它将会极大促进生物样品的研究,为亚细胞级和分子水平的研究提供新的手段。 【关键词】 光学显微镜;高分辨率;非线性技术;纳米水平 在生物学发展的历程中显微镜技术的作用至关重要,尤其是早期显微术领域的某些重要发现,直接促成了细胞生物学及其相关学科的突破性发展。对固定样品和活体样品的生物结构和过程的观察,使得光学显微镜成为绝大多数生命科学研究的必备仪器。随着生命科学的研究由整个物种发展到分子水平,显微镜的空间分辨率及鉴别精微细节的能力已经成为一个非常关键的技术问题。光学显微镜的发展史就是人类不断挑战分辨率极限的历史。在400~760nm的可见光范围内,显微镜的分辨极限大约是光波的半个波长,约为200nm,而最新取得的研究成果所能达到的极限值为20~30nm。本文主要从高分辨率三维显微术和高分辨率表面显微术两个方面,综述高分辨率光学显微镜的各种技术原理以及近年来在突破光的衍射极限方面所取得的研究进展。 1 传统光学显微镜的分辨率 光学显微镜图像的大小主要取决于光线的波长和显微镜物镜的有限尺寸。类似点源的物体在像空间的亮度分布称为光学系统的点扩散函数(point spread function, PSF)。因为光学系统的特点和发射光的性质决定了光学显微镜不是真正意义上的线性移不变系统,所以PSF通常在垂直于光轴的x-y平面上呈径向对称分布,但沿z光轴方向具有明显的扩展。由Rayleigh判据可知,两点间能够分辨的最小间距大约等于PSF的宽度。 根据Rayleigh判据,传统光学显微镜的分辨率极限由以下公式表示[1]: 横向分辨率(x-y平面):dx,y=■ 轴向分辨率(沿z光轴):dz=■ 可见,光学显微镜分辨率的提高受到光波波长λ和显微镜的数值孔径NA等因素的制约;PSF越窄,光学成像系统的分辨率就越高。为提高分辨率,可通过以下两个途径:(1)选择更短的波长;(2)为提高数值孔径, 用折射率很高的材料。 Rayleigh判据是建立在传播波的假设上的,若能够探测非辐射场,就有可能突破Rayleigh判据关于衍射壁垒的限制。 2 高分辨率三维显微术 在提高光学显微镜分辨率的研究中,显微镜物镜的像差和色差校正具有非常重要的意义。从一般的透镜组合方式到利用光阑限制非近轴光线,从稳定消色差到复消色差再到超消色差,都明显提高了光学显微镜的成像质量。最近Kam等[2]和Booth等[3]应用自适应光学原理,在显微镜像差校正方面进行了相关研究。自适应光学系统由波前传感器、可变形透镜、计算机、控制硬件和特定的软件组成,用于连续测量显微镜系统的像差并进行自动校正。 一般可将现有的高分辨率三维显微术分为3类:共聚焦与去卷积显微术、干涉成像显微术和非线性显微术。 1 共聚焦显微术与去卷积显微术 解决厚的生物样品显微成像较为成熟的方法是使用共聚焦显微术(confocal microscopy) [4]和三维去卷积显微术(three-dimensional deconvolution microscopy, 3-DDM) [5],它们都能在无需制备样品物理切片的前提下,仅利用光学切片就获得样品的三维荧光显微图像。 共聚焦显微术的主要特点是,通过应用探测针孔去除非共焦平面荧光目标产生的荧光来改善图像反差。共聚焦显微镜的PSF与常规显微镜的PSF呈平方关系,分辨率的改善约为■倍。为获得满意的图像,三维共聚焦技术常需使用高强度的激发光,从而导致染料漂白,对活生物样品产生光毒性。加之结构复杂、价格昂贵,从而使应用在一定程度上受到了限制。 3-DDM采用软件方式处理整个光学切片序列,与共聚焦显微镜相比,该技术采用低强度激发光,减少了光漂白和光毒性,适合对活生物样品进行较长时间的研究。利用科学级冷却型CCD传感器同时探测焦平面与邻近离焦平面的光子,具有宽的动态范围和较长的可曝光时间,提高了光学效率和图像信噪比。3-DDM拓展了传统宽场荧光显微镜的应用领域受到生命科学领域的广泛关注[6]。 2 选择性平面照明显微术 针对较大的活生物样品对光的吸收和散射特性,Huisken[7]等开发了选择性平面照明显微术(selective plane illumination microscopy,SPIM)。与通常需要将样品切割并固定在载玻片上的方式不同,SPIM能在一种近似自然的状态下观察2~3mm的较大活生物样品。SPIM通过柱面透镜和薄型光学窗口形成超薄层光,移动样品获得超薄层照明下切片图像,还可通过可旋转载物台对样品以不同的观察角度扫描成像,从而实现高质量的三维图像重建。因为使用超薄层光,SPIM降低了光线对活生物样品造成的损伤,使完整的样品可继续存活生长,这是目前其他光学显微术无法实现的。SPIM技术的出现为观察较大活样品的瞬间生物现象提供了合适的显微工具,对于发育生物学研究和观察细胞的三维结构具有特别意义。 3 结构照明技术和干涉成像 当荧光显微镜以高数值孔径的物镜对较厚生物样品成像时,采用光学切片是一种获得高分辨3D数据的理想方法,包括共聚焦显微镜、3D去卷积显微镜和Nipkow 盘显微镜等。1997年由Neil等报道的基于结构照明的显微术,是一种利用常规荧光显微镜实现光学切片的新技术,并可获得与共聚焦显微镜一样的轴向分辨率。干涉成像技术在光学显微镜方面的应用1993年最早由Lanni等提出,随着I5M、HELM和4Pi显微镜技术的应用得到了进一步发展。与常规荧光显微镜所观察的荧光相比,干涉成像技术所记录的发射荧光携带了更高分辨率的信息。(1)结构照明技术:结合了特殊设计的硬件系统与软件系统,硬件包括内含栅格结构的滑板及其控制器,软件实现对硬件系统的控制和图像计算。为产生光学切片,利用CCD采集根据栅格线的不同位置所对应的原始投影图像,通过软件计算,获得不含非在焦平面杂散荧光的清晰图像,同时图像的反差和锐利度得到了明显改善。利用结构照明的光学切片技术,解决了2D和3D荧光成像中获得光学切片的非在焦平面杂散荧光的干扰、费时的重建以及长时间的计算等问题。结构照明技术的光学切片厚度可达01nm,轴向分辨率较常规荧光显微镜提高2倍,3D成像速度较共聚焦显微镜提高3倍。(2)4Pi 显微镜:基于干涉原理的4Pi显微镜是共聚焦/双光子显微镜技术的扩展。4Pi显微镜在标本的前、后方各设置1个具有公共焦点的物镜,通过3种方式获得高分辨率的成像:①样品由两个波前产生的干涉光照明;②探测器探测2个发射波前产生的干涉光;③照明和探测波前均为干涉光。4Pi显微镜利用激光作为共聚焦模式中的照明光源,可以给出小于100nm的空间横向分辨率,轴向分辨率比共聚焦荧光显微镜技术提高4~7倍。利用4Pi显微镜技术,能够实现活细胞的超高分辨率成像。Egner等[8,9]利用多束平行光束和1个双光子装置,观测活细胞体内的线粒体和高尔基体等细胞器的精微细节。Carl[10]首次应用4Pi显微镜对哺乳动物HEK293细胞的细胞膜上K1离子通道类别进行了测量。研究表明,4Pi显微镜可用于对细胞膜结构纳米级分辨率的形态学研究。(3)成像干涉显微镜(image interference microscopy, I2M):使用2个高数值孔径的物镜以及光束分离器,收集相同焦平面上的荧光图像,并使它们在CCD平面上产生干涉。1996年Gustaffson等用这样的双物镜从两个侧面用非相干光源(如汞灯)照明样品,发明了I3M显微镜技术(incoherent, interference, illumination microscopy, I3M),并将它与I2M联合构成了I5M显微镜技术。测量过程中,通过逐层扫描共聚焦平面的样品获得一系列图像,再对数据适当去卷积,即可得到高分辨率的三维信息。I5M的分辨范围在100nm内。 4 非线性高分辨率显微术 非线性现象可用于检测极少量的荧光甚至是无标记物的样品。虽有的技术还处在物理实验室阶段,但与现有的三维显微镜技术融合具有极大的发展空间。(1)多光子激发显微术:(multiphoton excitation microscope,MPEM)是一种结合了共聚焦显微镜与多光子激发荧光技术的显微术,不但能够产生样品的高分辨率三维图像,而且基本解决了光漂白和光毒性问题。在多光子激发过程中,吸收几率是非线性的[11]。荧光由同时吸收的两个甚至3个光子产生,荧光强度与激发光强度的平方成比例。对于聚焦光束产生的对角锥形激光分布,只有在标本的中心多光子激发才能进行,具有固有的三维成像能力。通过吸收有害的短波激发能量,明显地降低对周围细胞和组织的损害,这一特点使得MPEM成为厚生物样品成像的有力手段。MPEM轴向分辨率高于共聚焦显微镜和3D去卷积荧光显微镜。(2)受激发射损耗显微术:Westphal[12]最近实现了Hell等在1994年前提出的受激发射损耗(stimulated emission depletion, STED)成像的有关概念。STED成像利用了荧光饱和与激发态荧光受激损耗的非线性关系。STED技术通过2个脉冲激光以确保样品中发射荧光的体积非常小。第1个激光作为激发光激发荧光分子;第2个激光照明样品,其波长可使发光物质的分子被激发后立即返回到基态,焦点光斑上那些受STED光损耗的荧光分子失去发射荧光光子的能力,而剩下的可发射荧光区被限制在小于衍射极限区域内,于是获得了一个小于衍射极限的光点。Hell等已获得了28nm的横向分辨率和33nm的轴向分辨率[12,13],且完全分开相距62nm的2个同类的分子。近来将STED和4Pi显微镜互补性地结合,已获得最低为28nm的轴向分辨率,还首次证明了免疫荧光蛋白图像的轴向分辨率可以达到50nm[14]。(3)饱和结构照明显微术:Heintzmann等[15]提出了与STED概念相反的饱和结构照明显微镜的理论设想,最近由Gustafsson等[16]成功地进行了测试。当光强度增加时,这些体积会变得非常小,小于任何PSF的宽度。使用该技术,已经达到小于50nm的分辨率。(4)二次谐波 (second harmonic generation, SHG)成像利用超快激光脉冲与介质相互作用产生的倍频相干辐射作为图像信号来源。SHG一般为非共振过程,光子在生物样品中只发生非线性散射不被吸收,故不会产生伴随的光化学过程,可减小对生物样品的损伤。SHG成像不需要进行染色,可避免使用染料带来的光毒性。因其对活生物样品无损测量或长时间动态观察显示出独特的应用价值,越来越受到生命科学研究领域的重视[17]。 3 表面高分辨率显微术 表面高分辨率显微术是指一些不能用于三维测量只适用于表面二维高分辨率测量的显微技术。主要包括近场扫描光学显微术、全内反射荧光显微术、表面等离子共振显微术等。 1 近场扫描光学显微术 近场扫描学光显微术(near-field scanning optical microscope, NSOM)是一种具有亚波长分辨率的光学显微镜。由于光源与样品的间距接近到纳米水平,因此分辨率由光探针口径和探针与样品之间的间距决定,而与光源的波长无关。NSOM的横向分辨率小于100nm,Lewis[18]则通过控制在一定针尖振动频率上采样,获得了小于10nm的分辨率。NSOM具有非常高的图像信噪比,能够进行每秒100帧图像的快速测量[19],NSOM已经在细胞膜上单个荧光团成像和波谱分析中获得应用。 2 全内反射荧光显微术 绿色荧光蛋白及其衍生物被发现后,全内反射荧光(total internal reflection fluorescence,TIRF)技术获得了更多的重视和应用。TIRF采用特有的样品光学照明装置可提供高轴向分辨率。当样品附着在离棱镜很近的盖玻片上,伴随着全内反射现象的出现,避免了光对生物样品的直接照明。但因为波动效应,有小部分的能量仍然会穿过玻片与液体介质的界面而照明样品,这些光线的亮度足以在近玻片约100nm的薄层形成1个光的隐失区,并且激发这一浅层内的荧光分子[20]。激发的荧光由物镜获取从而得到接近100nm的高轴向分辨率。TIRF近来与干涉照明技术结合应用在分子马达步态的动力学研究领域, 分辨率达到8nm,时间分辨率达到100μs[21]。 3 表面等离子共振 表面等离子共振(surface plasmon resonance, SPR) [22]是一种物理光学现象。当入射角以临界角入射到两种不同透明介质的界面时将发生全反射,且反射光强度在各个角度上都应相同,但若在介质表面镀上一层金属薄膜后,由于入射光被耦合入表面等离子体内可引起电子发生共振,从而导致反射光在一定角度内大大减弱,其中使反射光完全消失的角度称为共振角。共振角会随金属薄膜表面流过的液相的折射率而改变,折射率的改变又与结合在金属表面的生物分子质量成正比。表面折射率的细微变化可以通过测量涂层表面折射光线强度的改变而获得。 1992年Fagerstan等用于生物特异相互作用分析以来,SPR技术在DNA-DNA生物特异相互作用分析检测、微生物细胞的监测、蛋白质折叠机制的研究,以及细菌毒素对糖脂受体亲和力和特异性的定量分析等方面已获得应用[23]。当SPR信息通过纳米级孔道[24]传递而提供一种卓越的光学性能时,将SPR技术与纳米结构设备相结合,该技术的深入研究将有可能发展出一种全新的成像原理显微镜。 【参考文献】 [1] 汤乐民,丁 斐生物科学图像处理与分析[M]北京:科学出版社,2005: [2] Kam Z, Hanser B, Gustafsson MGL, et Computational adaptive optics for live three-dimensional biological imaging[J] Proc Natl Acad Sci USA,2001,98:3790- [3] Booth MJ, Neil MAA, Juskaitis R, et Adaptive aberration correction in a confocal microscope[J] Proc Natl Acad Sci USA,2002, 99:5788- [4] Goldman RD,Spector DLLive cell imaging a laboratory manual[J]Gold Spring Harbor Laboratory Press, [5] Monvel JB,Scarfone E,Calvez SL,et Image-adaptive deconvolution for three-dimensional deep biological imaging[J]Biophys,2003,85:3991- [6] 李栋栋,郭学彬,瞿安连以三维荧光反卷
G伽利略在1609年,根据望远镜倒视有放大物体的效应,制成一台复合显微镜,并对昆虫进行了观察。英国物理学家R胡克于1665年用自制的复合显微镜观察软木薄片,发现有许多蜂窝状小空室并称之为细胞(cell)。这个名词一直沿用至今。这张软木显微结构图,登载于1665年英国出版的《显微图谱》上。他还对鱼鳞、蜜蜂螫针、家蚕卵、家蝇的头和足以及跳蚤等进行了精细的描绘。 意大利解剖学家M马尔皮基开创了动物与植物的显微解剖工作。1660年他通过向蛙肺动脉注水的方法,发现有连接动脉与静脉的毛细血管,证实了W哈维未能观察到的由毛细血管连接动、静脉的血液循环。他描述了肝脏的微细结构,舌的乳头突,大脑皮层,以及用他名字命名的肾小体和皮肤微细结构等。他对家蚕进行了显微解剖,发现同样具有复杂的微细结构。他关于家蚕的著作是无脊椎动物方面的第一本专著。他对不同的植物进行了比较研究,系统地描述了植物各部分的结构,指出单子叶植物与双子叶植物间的区别,以及虫瘿是由昆虫引起等。并且提出植物的各部分是由“小囊”(即细胞)组成的。他在植物解剖方面的许多精确绘图未能为当时的植物学家所理解,直到19世纪才被重新认识。 英国植物学家N格鲁在显微镜下发现植物叶面有气孔,它们可使植物体内的水分蒸发并吸入空气。他发现植物的组织是由多孔的小胞(即细胞)所组成,但他经 常描述的只是小胞的壁。他认识到花是植物的生殖器官,可区分为萼、花冠、雄蕊与雌蕊,并指出雌蕊、雄蕊和花粉分别相当于雌性器官和雄性器官,而且植物一般是雌雄同体的。他的著作《植物解剖》由M马尔皮基译成拉丁文,流传了100多年后才有人做了一些重要补充。 荷兰显微镜学家 Avan列文虎克自制了许多性能优良的显微镜,最高的放大倍数达270倍。他通过大量细微的观察,解释并完善了M马尔皮基提出的关于毛细血管系统的知识,证明动脉与静脉分别和毛细血管直接相连。他发现人和哺乳类的红细胞是无核的,而鸟类、两栖类、鱼类的红细胞是有核的;发现了人的精子,并研究了各种动物特别是鱼和蛙的受精作用;还发现了许多小的水生生物,如轮虫、水螅、纤毛虫等。还在19世纪显微镜改进之前,他首先看到并记述了细菌,实属难得。 荷兰显微镜学家J斯瓦默丹对不同类型的昆虫发育 做了许多研究。他的著作《昆虫志》、《蜉蝣的生活》 中有许多出色的显微解剖图,如昆虫的神经节,气管系 统等。他去世几十年后出版的《自然的圣经》是当时显微镜观察的最好著作,其中对蜜蜂内部器官、蚊子、蜻蜓发育的描述,都非常精确但由于复合显微镜的色差问题,使这方面的工作在其后的100多年内没有多大进展。
关于制作显微镜的文章可以参照或者依据本文——论文的写作格式、流程与写作技巧进行撰写:广义来说,凡属论述科学技术内容的作品,都称作科学著述,如原始论著(论文)、简报、综合报告、进展报告、文献综述、述评、专著、汇编、教科书和科普读物等。但其中只有原始论著及其简报是原始的、主要的、第一性的、涉及到创造发明等知识产权的。其它的当然也很重要,但都是加工的、发展的、为特定应用目的和对象而撰写的。下面仅就论文的撰写谈一些体会。在讨论论文写作时也不准备谈有关稿件撰写的各种规定及细则。主要谈的是论文写作中容易发生的问题和经验,是论文写作道德和书写内容的规范问题。论文写作的要求下面按论文的结构顺序依次叙述。(一)论文——题目科学论文都有题目,不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合,尽量不设副题,不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气,不用惊叹号或问号,也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人,应该是能解答论文的有关问题者。现在往往把参加工作的人全部列上,那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者,也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。(三)论文——引言 是论文引人入胜之言,很重要,要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。(四)论文——材料和方法 按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格,写出实验方法、指标、判断标准等,写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志 对论文投稿规定办即可。(五)论文——实验结果 应高度归纳,精心分析,合乎逻辑地铺述。应该去粗取精,去伪存真,但不能因不符合自己的意图而主观取舍,更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因,不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃,不能只废弃不合己意者。实验结果的整理应紧扣主题,删繁就简,有些数据不一定适合于这一篇论文,可留作它用,不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图,可以不用图表的最好不要用图表,以免多占篇幅,增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代,不要随意丢弃。(六)论文——讨论 是论文中比较重要,也是比较难写的一部分。应统观全局,抓住主要的有争议问题,从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理,而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论,表明自己的观点,尤其不应回避相对立的观点。 论文的讨论中可以提出假设,提出本题的发展设想,但分寸应该恰当,不能写成“科幻”或“畅想”。(七)论文——结语或结论 论文的结语应写出明确可靠的结果,写出确凿的结论。论文的文字应简洁,可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。(八)论文——参考义献 这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉,便于查找,同时也是尊重前人劳动,对自己的工作有准确的定位。因此这里既有技术问题,也有科学道德问题。一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法;在结果中有时要引上与文献对比的资料;在讨论中更应引上与 论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。一切粗心大意,不查文献;故意不引,自鸣创新;贬低别人,抬高自己;避重就轻,故作姿态的做法都是错误的。而这种现象现在在很多论文中还是时有所见的,这应该看成是利研工作者的大忌。其中,不查文献、漏掉重要文献、故意不引别人文献或有意贬损别人工作等错误是比较明显、容易发现的。有些做法则比较隐蔽,如将该引在引言中的,把它引到讨论中。这就将原本是你论文的基础或先导,放到和你论文平起平坐的位置。又如 科研工作总是逐渐深人发展的,你的工作总是在前人工作基石出上发展起来做成的。正确的写法应是,某年某人对本题做出了什么结果,某年某人在这基础上又做出了什么结果,现在我在他们基础上完成了这一研究。这是实事求是的态度,这样表述丝毫无损于你的贡献。有些论文作者却不这样表述,而是说,某年某人做过本题没有做成,某年某人又做过本题仍没有做成,现在我做成了。这就不是实事求是的态度。这样有时可以糊弄一些不明真相的外行人,但只需内行人一戳,纸老虎就破,结果弄巧成拙,丧失信誉。这种现象在现实生活中还是不少见的。(九)论文——致谢 论文的指导者、技术协助者、提供特殊试剂或器材者、经费资助者和提出过重要建议者都属于致谢对象。论文致谢应该是真诚的、实在的,不要庸俗化。不要泛泛地致谢、不要只谢教授不谢旁人。写论文致谢前应征得被致谢者的同意,不能拉大旗作虎皮。(十)论文——摘要或提要:以200字左右简要地概括论文全文。常放篇首。论文摘要需精心撰写,有吸引力。要让读者看了论文摘要就像看到了论文的缩影,或者看了论文摘要就想继续看论文的有关部分。此外,还应给出几个关键词,关键词应写出真正关键的学术词汇,不要硬凑一般性用词。 推荐一些比较好的论文网站。论文之家 优秀论文杂志 论文资料网 法律图书馆 -/ 法学论文资料库 -/lw/ 中国总经理网论文集 mba职业经理人论坛 财经学位论文下载中心 公开发表论文_深圳证券交易所 中国路桥资讯网论文资料中心 论文商务中心 法律帝国: 学术论文 论文统计 北京大学学位论文样本收藏 学位论文 (清华大学) 中国科技论文在线 论文中国 : 新浪论文网分类: _dir/jy/lw/ 中国论文联盟: 大学生论文库 论文资料网:
显微镜的研究进展论文摘要写什么
摘要 就是论文的主要内容,概括性的总结下论文的思想,比如说你讲述下你论文写了什么东西。论文的价值,还有论文涉及的一些新亮点,优点,以及关键字也可以列一下,一般还是要英文翻译的,
据学术堂的了解,论文摘要写作应包含以下几点内容: ①从事这一研究的目的和重要性; ②研究的主要内容,指明完成了哪些工作; ③获得的基本结论和研究成果,突出论文的新见解; ④结论或结果的意义 论文摘要虽然要反映以上内容,但文字必须十分简练,内容亦需充分概括,篇幅大小一般限制其字数不超过论文字数的5%
第一,避免出现谦词、关联词、感叹词、疑问词等。第二,摘要属纯客观介绍,一般用第三人称。第三,本科毕业论文摘要一般不用分段。第四,摘要应避免和论文引言、结论部分重复。第五,摘要要结构严谨避免冗杂,用简洁话语表述即可,一般不用长句。
一、生物学科研论文需要含有以下内容(1)前言:阐述研究的目的,说明为什么做这个研究?(2)材料与方法:细致表达怎么做这个研究?(3)结果与分析:通过研究获得了哪些证据?这些证据说明了什么问题?(4)讨论:通过研究得出了什么结论?结论有什么价值? 为了方便读者检索和阅读,科研论文还需要有合适的题目、作者、单位、摘要、关键词、参考文献等方面的内容。下面就各部分的写作方法和功能进行简要说明。 二、题目 1、论文题目应以最恰当、最简明的词语反映论文最重要的特定内容。中文文题一般不超过20个汉字。尽可能不设副标题。文题用词应有助于选定关键词和编制题录、索引,不使用非公知公认的缩略语、字符、代号等。一般来说,标题是在论文完成之后,在统观全文的基础上提炼出来的。 题目切忌太泛、太繁。2、一般使用充分反映论文主要内容的词语,不使用具有主、谓、宾结构的完整语句,不用标点。三、摘要 1、摘要是科研论文全文的缩写版,因此也应包含有文中的四个要素,即研究的目的、方法、结果和结论。摘要应具有独立性和自含性,是一篇完整的短文,可以独立使用和引用,读者不阅读全文就能获得必要的信息。摘要是在文章主体完成的基础上提炼而成。 2、中文摘要一般250~400字,中英文摘要的主要内容应一致。一般采用第三人称的写法,不列图表,不引用文献,不加评论和解释;应着重反映新内容和作者特别强调的观点,不必列出本学科已成为常识的内容。摘要中使用英文缩略语,应于首次使用时著名其中文全称;英文摘要中的缩略语,应于首次使用时将其英文全称注出。 3、摘要中各要素的写法:(1)目的:简要说明研究的目的,表明研究的范围和重要性;(2)方法:简要说明基本设计,使用的材料与方法,如何分组对照,研究范围及精确程度,如何经过统计学处理;(3)结果:简要列出主要结果和数据,特别是新发现。叙述要具体、准确。给出具体的检验数值;(4)结论:简要说明经验、论证取得的正确观点及其理论价值或应用价值。 初学写作的同学,建议先将目的、方法、结果和结论几个部分用提纲分别列出,待思路清晰、内容明确后,再重新组织语言用段落的形式表达。 四、关键词 论著一般要有3~5个关键词,应反映全文最主要的内容。中英文关键词要一致,均不用缩写。五、前言 1、前言的主要表达内容是告诉读者为什么要选这个研究主题,并把研究的意义论述清楚。选题的理由有很多,包括研究对象的价值,所研究的对象存在什么问题没有解决,或者有什么问题值得去解决,别人对这个问题做了什么研究,还存在哪些需要进一步解决的问题,或者是所研究的问题能解决什么问题,包括方法、应用或理论等。2、因此,在概述时就要包括以下内容:研究的背景、目的、研究思路、理论依据等,有的研究还应说明该研究开始的年月。 3、前言的写作要点时要注意阐述问题的逻辑性,将所要陈述的理由逐条提出,渐渐深入,充分向读者展示所选课题的必要性。 4、在表达方式上应开门见山,简要、清楚,不要涉及本研究中的数据或结论。未经检索,前言中不可写“国内未曾报道”等字样,也不可自我评价“达到XX水平”或“填补XX空白”等。比较短的论文可以只用小段文字起前言作用。 六、材料与方法 1、材料与方法部分要向读者介绍你是怎么对所选课题进行研究,包括怎样处理材料,用到了哪些实验方法,怎样对所获得的数据进行分析等。在这部分内容中要详细介绍研究材料(包括对照组)的选择、基本情况和来源。2、对研究中所采用的方法及观察指标逐一介绍,属于创造的方法应详细叙述“方法”的细节,以备他人重复。改进的方法应详细叙述改进之处,并以引用文献的方式给出原方法的出处。完全使用他人方法,应以引用文献的方式给出方法的出处,说明统计方法及其选择的依据。不要描述使用方法的工作原理。 材料与方法部分的写作要点是:表达细致、清晰,方法可靠。七、结果与分析 1、结果与分析部分是呈现出通过研究获得的实验数据,并对这些数据进行分析说明,通过对数据进行推论得出结论。结果与分析是论文的核心部分,是一篇论文是否具有创新性和价值的具体体现。2、在这部分,通过将研究过程中所得的各种资料和数据进行必要的统计学处理,然后用文字和图表加以表述,在进行分析和归纳,推论出相应的结论。结果的叙述要客观、真实和准确,简洁明了,重点突出,层次分明,不应与讨论内容混淆。 3、在写作时,切忌对所获得的未经统计处理的原始数据和盘托出,表达时要注意有一定的逻辑性,不要将各种数据杂乱无章地堆砌在一起。 八、讨论 1、讨论部分包含几个要素:本研究获得了什么结论,解决了什么问题,或者有什么创新性的发现。应着重讨论研究中的新发现及从中得出的结论,包括发现的意义及其限度,以及对进一步研究的启示。2、若不能导出结论,也可进行必要的讨论,提出建议、设想、改进的意见或需要解决的问题。应将研究结果与其他有关的研究相联系,并将本研究的结论与目的相关联。写作时注意不要重述已在前言和结果中详述过的数据或资料,不要过多罗列文献,避免做不成熟的主观推断,最好留有余地。不要列入图表。 九、参考文献 1、标注参考文献可以反映论文的科学依据,体现尊重他人研究成果的态度,并向读者提供有关信息。参考文献必须是作者亲自阅读过的、主要的、发表于正式出版物上的原始文献。文内引用时,按文献出现的先后顺序用阿拉伯数字连续编码;图中引用时,按其在全文中出现的顺序编号,音问标注在图题或注释中;表中引用时,在表中依次标注。2、文后参考文献的顺序按文中引用的顺序依次排列。外国人名姓在前,名缩写在后。中文刊名写全称,外文刊名采用美国国立医学图书馆编印的Index Medicus中列出的刊名缩写形式。
显微镜技术的研究进展论文摘要
今天上了一节科学课,老师给我们拿来了四台显微镜他要我们用显微镜来观察平时用肉眼看不到的东西我们听了,感到既新奇又兴奋老师首先要我们撕下一小块干净的白纸,再让我们用手去摸我们告诉老师它不但很平整而且很光滑,老师又让我们看了看它,非常干净等我们开始用显微镜时看的时候,纸的表面原来像山丘一样高低起伏,连绵不断,千沟万壑,有许多小的黑点哦!原来纸是这个样子的,难怪用墨水在纸上能留下痕迹因为下了雨,老师又叫我们到操场上的水洼去弄了一滴水,把它滴在载玻片上,放到显微镜下去观察我看到了几只像鞋底一样的虫子老师告诉我们它叫草履虫,它只有05毫米长,用肉眼只能看到一个小白点,用放大镜可看到它在动,只有用显微镜,才能看到庐山真面目!“有谁用显微镜观察过皮肤?”老师问,我们一下子会意了,老师要我们观察皮肤我们用镊子夹下手背上的一小块皮,放在显微镜下它就像一张地图,有许多交错的纹络,还有许多小黑点,这些黑点就像地图上标明的城市老师说那小黑点可能是灰尘,如果想看到皮肤细胞,那就只有用电子显微镜才能看到仿佛一眨眼的功夫,这节课就过去了,它不但让我长了知识,还让我悟出了一个道理:同一个事物,从不同的角度来观察,就会有新的发现
电子显微镜技术发展综述摘要:本文论述了电子显微镜的发展现状及历史,介绍了目前较为先进的数种电子显微镜的结构、原理以及其在生物学领域的应用情况,并对其在组织学研究中的应用进行探讨。 关键词:电子显微镜;组织学研究 引言:显微技术是一门对于物质微小区域进行化学成分分析、显微形貌观察、微观结构测定的一门专门的显微分析技术。20世纪30年代,透射电子显微镜(TEM)的发明标志着电子显微技术的诞生,人们可以进一步地研究物质的超微结构。电子显微技术在普通光学显微技术基础上进一步拓宽了人们的观测视野,在各个领域发挥了重要的作用,被广泛应用于科学领域。在生物学研究领域,电子显微技术推进了组织学,细胞生物学,分子生物学等学科的发展,因而具有不可替代的崇高地位。 一、电子显微镜技术 1电子显微镜的定义与组成 电子显微镜,简称电镜,是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器[1]电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件,这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。①电子透镜:用来聚焦电子,是电子显微镜镜筒中最重要的部件。一般使用的是磁透镜,有时也有使用静电透镜的。它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦,其作用与光学显微镜中的光学透镜(凸透镜)使光束聚焦的作用是一样的,所以称为电子透镜。光学透镜的焦点是固定的,而电子透镜的焦点可以被调节,因此电子显微镜不象光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。现代电子显微镜大多采用电磁透镜,由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。②电子源:是一个释放自由电子的阴极,栅极,一个环状加速电子的阳极构成的。阴极和阳极之间的电压差必须非常高,一般在数千伏到3百万伏之间。它能发射并形成速度均匀的电子束,所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一。③样品架:样品可以稳定地放在样品架上。此外往往还有可以用来改变样品(如移动、转动、加热、降温、拉长等)的装置。④探测器:用来收集电子的信号或次级信号。 2基本原理 不同类型的电子显微镜成像原理各有差异,但均是利用电磁场来偏转、聚焦电子束,再依据电子与物质作用的原理来研究物质的构造。其中透射式电子显微镜产生的电子束经聚光镜会聚后均匀照射到试样上的待观察区域,入射电子与试样物质相互作用,由于试样很薄,绝大部分电子穿透试样,其强度分布与所观察试样区的形貌、组织、结构一一对应。投射出试样的电子经三级磁透镜放大投射在观察图形的荧光屏上,荧光屏将电子强度分布转化为人眼可见的光强分布,于是在荧光屏上显出与试样形貌、组织、结构相应的图像。扫描电子显微镜(SEM)是聚焦电子束在线圈驱动下对试样表面逐点栅网式扫描成像,成像信号为二次电子、背散射电子或吸收电子。二次电子信号被探测器收集转换成电讯号,经处理后得到反应试样表面形貌的二次电子像。背散射电子成像反映样品的元素分布,及不同相成分区域的轮廓。此外由于电子的德布罗意波长较短,分辨率比光学显微镜高的很多,可以达到1~2nm,放大倍数从几万到百万倍。 3技术发展史 世界上第一台电子显微镜(透射式电子显微镜(TEM))由德国科学家Ruska和Knoll于1931年研制成功。二战后,Ruska继续对TEM进行研究改进,并制造出了放大倍数在10万倍以上的显微镜,并因此获得了诺贝尔物理学奖。在TEM的基础上,英国工程师Charles于1952年发明了世界上第一台扫描电子显微镜(SEM)。扫描电镜主要是针对具有高低差较大、粗糙不平的厚块试样进行观察,因而在设计上突出了景深效果,一般用来分析断口以及未经人工处理的自然表面;而透射电镜则突出的是高分辨率,使用透射电镜观察样品能获得高分辨率的超微结构图像,在材料科学和生物学上应用较多,同时也是病理学上的诊断工具,该技术的关键是超薄切片的制备。在这以后场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、场离子显微镜(FIM)、低能电子衍射(LEED)、俄歇谱仪(AES)、光电子能谱(ESCA)等相继诞生,在各科学领域的研究中起重要作用。 1981年G.Binnig和H.Rohrer成功研制了世界上第一台扫描隧道显微镜(STM),并因此获得诺贝尔物理奖.它的出现,使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理、化学性质,被国际科学界公认为80年代世界十大科技成就之一。扫描隧道显微镜(STM)是利用导体针尖与样品之间的隧道电流,并用精密压电晶体控制导体针尖沿样品表面扫描,从而能以原子尺度记录样品表面形貌的新型仪器.其分辨率已达到1nm~2nm,用它可研究各种金属、半导体和生物样品的表面形貌,也可研究表面沉积、表面原子扩散、表面粒子的成核和生长,吸附和脱附等。 在STM出现以后,又陆续发展了一系列工作原理相似的新型显微技术,包括原子力显微镜(AFM)、横向力显微镜(LFM)等,这类基于探针对被测样品进行扫描成像的显微镜统称为扫描探针显微镜(SPM)。扫描探针显微镜是纳米测量学、纳米表征与测量方法中最重要最基本的手段。它能以原子级的探针和被测样品表面作为工作的主要元件,在X和y两个方向上完成探针与样品之间的扫描,同时在Z方向的升降来模拟样品表面的起伏。用探针与样品间的相互作用所产生的物理量的数值随样品表面起伏的变化来达到观察样品表面形貌的目的。这种仪器分辨率高,横向分辨率可达0.1nm,纵向分辨率可达0.01nm,可以直接观察测定样品的三维图像,可以在大气、真空甚至液体中,在高温或低温下进行观测。检测时可以不与样品接触,故不会损伤样品,也不需要电子束照射,因而不会对样品造成辐射损伤。二、我国电子显微镜技术的发展 1958年,我国成功地研制了第一台电子显微镜,1988年中国科学院白春礼和 姚俊恩研制出了我国的第一台STM。[2] 2000年,中国电子显微镜学会统计中国大陆保有量不到2000台,中国加入WTO后,经济大发展,科研教育以及产业构都在升级目前,我国电子显微镜市场每年以近百套的数量在增长,可以预期,在未来数年内中国电子显微镜市场容量将居世界首位。 中国市场的电子显微镜,日本电子的市场占有率超过50%,排在首位。紧随其后的是FEI(原飞利浦电镜部)、日本日立(天美代理)、德国Carl Zeiss(原德国LEO)和日本岛津。而在国产厂家方面,主要是中科科仪、南京江南光电和上海电子光学技术研究所,产品主要集中在低端的扫描电子显微镜市场。就市场总体情况而言,国产电镜国内市场占有率不足10%。由此可见我国国产电子显微镜还有较大幅度的提升空间。从种类上看扫描电镜占目前中国电子显微镜总保有量的61%,透射电镜则为39%,可见扫描电镜在我国有着更为广泛的用户基础。[3] 三、电子显微镜技术的未来发展趋势 1远程电子显微镜技术 自上世纪九十年代以来,随着计算机技术和网络技术的发展,远程电子显微镜逐渐出现,它可以将实验室现场获得的实时信息展现给远端用户,使其可以通过互联网实时观看样品图像,并远程操作仪器来完成实验。[4] 远程电子显微镜技术的关键在于图像的采集、压缩和传输。在图像采集方面,现在的电子显微镜已经有了长足的进步。老式的电子显微镜多采用数码相机和视频采集卡来采集图像,新式电子显微镜多采用VGA采集卡进行图像采集并已成为未来发展趋势。此外运用软件来采集图像的新方式也逐渐出现。早期,图像的压缩使用的是JPEG图像压缩法,即远端用户所见的是一系列独立的静态样品图像。现在,随着技术的发展,MPEG4和H264等视频压缩算法被逐渐运用到了样品图像的压缩。现在,样品图像的传输主要通过TCP协议和UDP协议,但其占用带宽过大,传输效果并不理想。为了改善传输性能,专门的数据传输系统“金字塔”式网络传输模型以及专有传输网络正在研究之中,同时这也是现阶段远程电子显微镜的改进方向。 1990年,Carl Zmola等人实现了对SEM的样品图像网络传输,首次建立了远程电镜的样品图像实时传输系统。随后,美国各大学相继建立了各自的SEM远程系统。样品传输的效能也有了长足进步,最初,在800Mb的光纤网络中,样品图像的传输效能是每17秒传送1帧。到了2000年,在1~2Mb的网络中,样品图像的传输可以达到每秒传送5帧。在技术上尚有很大程度的提升空间。 在中国,尽管各大院校及研究机构中有数千台电子显微镜,但仍不能满足日益增长的应用需求,因此远程电子显微镜技术的研究对于中国是很有应用价值的。 2低温电子显微镜技术 低温电子显微镜技术是应用冷冻(物理)方法制备生物样品并进行观察的技术,因而在生物学组织学中的应用较为广泛。与常规电镜技术(化学方法)相比较,其可最大程度地维持样品在生活时的生理状态,可运用于生物大分子的动态过程研究以及细胞核组织的三维结构分析。 3低温电镜下的三维重构技术 电子显微镜的三维成像技术是电子显微和计算机完美结合的产物,它利用电子显微镜收集样品的二维投影图像,经过计算机处理重构出样品的三维空间结构。三维成像技术在生物学领域的应用十分广泛,尤其体现在对蛋白质的三维结构分析上。早期的三维成像技术主要使用重金属盐溶液对样品进行染
显微镜的研究进展论文怎么写
实验的内容;实验方法;实验步骤;实验具体实施及结果;将结果和实验需要完成的具体内容进行比较;判断理论和实际的一致性;科学实验是一项严谨的学科,每一步都要认真填写完整,养成良好的习惯,并不是说以后一定会用到但科学的治学态度将会使每个经历过的人受益终身!
G伽利略在1609年,根据望远镜倒视有放大物体的效应,制成一台复合显微镜,并对昆虫进行了观察。英国物理学家R胡克于1665年用自制的复合显微镜观察软木薄片,发现有许多蜂窝状小空室并称之为细胞(cell)。这个名词一直沿用至今。这张软木显微结构图,登载于1665年英国出版的《显微图谱》上。他还对鱼鳞、蜜蜂螫针、家蚕卵、家蝇的头和足以及跳蚤等进行了精细的描绘。 意大利解剖学家M马尔皮基开创了动物与植物的显微解剖工作。1660年他通过向蛙肺动脉注水的方法,发现有连接动脉与静脉的毛细血管,证实了W哈维未能观察到的由毛细血管连接动、静脉的血液循环。他描述了肝脏的微细结构,舌的乳头突,大脑皮层,以及用他名字命名的肾小体和皮肤微细结构等。他对家蚕进行了显微解剖,发现同样具有复杂的微细结构。他关于家蚕的著作是无脊椎动物方面的第一本专著。他对不同的植物进行了比较研究,系统地描述了植物各部分的结构,指出单子叶植物与双子叶植物间的区别,以及虫瘿是由昆虫引起等。并且提出植物的各部分是由“小囊”(即细胞)组成的。他在植物解剖方面的许多精确绘图未能为当时的植物学家所理解,直到19世纪才被重新认识。 英国植物学家N格鲁在显微镜下发现植物叶面有气孔,它们可使植物体内的水分蒸发并吸入空气。他发现植物的组织是由多孔的小胞(即细胞)所组成,但他经 常描述的只是小胞的壁。他认识到花是植物的生殖器官,可区分为萼、花冠、雄蕊与雌蕊,并指出雌蕊、雄蕊和花粉分别相当于雌性器官和雄性器官,而且植物一般是雌雄同体的。他的著作《植物解剖》由M马尔皮基译成拉丁文,流传了100多年后才有人做了一些重要补充。 荷兰显微镜学家 Avan列文虎克自制了许多性能优良的显微镜,最高的放大倍数达270倍。他通过大量细微的观察,解释并完善了M马尔皮基提出的关于毛细血管系统的知识,证明动脉与静脉分别和毛细血管直接相连。他发现人和哺乳类的红细胞是无核的,而鸟类、两栖类、鱼类的红细胞是有核的;发现了人的精子,并研究了各种动物特别是鱼和蛙的受精作用;还发现了许多小的水生生物,如轮虫、水螅、纤毛虫等。还在19世纪显微镜改进之前,他首先看到并记述了细菌,实属难得。 荷兰显微镜学家J斯瓦默丹对不同类型的昆虫发育 做了许多研究。他的著作《昆虫志》、《蜉蝣的生活》 中有许多出色的显微解剖图,如昆虫的神经节,气管系 统等。他去世几十年后出版的《自然的圣经》是当时显微镜观察的最好著作,其中对蜜蜂内部器官、蚊子、蜻蜓发育的描述,都非常精确但由于复合显微镜的色差问题,使这方面的工作在其后的100多年内没有多大进展。