姜卓含文献综述

单位代码______6130______学号_100305004分类号 AX密级______绝密______毕业设计（论文）文献综述院(系)名称工学院机械系专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名姜卓含指导教师曲伟石2012年2月20日文献综述概述显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，是人类进入原子时代的标志。

主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。

显微镜分光学显微镜和电子显微镜。

现在的光学显微镜可把物体放大1600倍，分辨的最小极限达0.1微米，国内显微镜机械筒长度一般是160mm。

可用来观察生物切片、生物细胞、细菌以及活体组织培养、流质沉淀等的观察和研究，同时可以观察其他透明或者半透明物体以及粉末、细小颗粒等物体。

显微镜有助于科学家发现新物种，有助于医生治疗疾病。

发展现状与发展趋势显微镜是人类这个时期最伟大的发明物之一。

在它发明出来之前，人类关于周围世界的观念局限在用肉眼，或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。

显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里。

人们第一次看到了数以百计的“新的”微小动物和植物，以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。

最早的显微镜是16世纪末期在荷兰制造出来的。

但并没有用于任何重要的观察。

后来有两个人开始在科学上使用显微镜。

第一个是意大利科学家伽利略。

他通过显微镜观察到一种昆虫后，第一次对它的复眼进行了描述。

第二个是荷兰亚麻织品商人安东尼·凡·列文虎克（1632年-1723年），他自己学会了磨制透镜。

他第一次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。

1931年，恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜，使生物学发生了一场革命。

这使得科学家能观察到像百万分之一毫米那样小的物体。

1986年他被授予诺贝尔奖。

我国制造光学显微镜的历史已有近70年了，现在国内显微镜的产量每年在15亿元左右，其中约一半出口，在世界显微镜市场的中低端我们占有一席之地。

我国最早生产显微镜是在抗战时期，针对当时简单的望远镜、显微镜亦全凭进口的困境，在严济慈的领导下，钱临照、林友苞等人在云南建立一小型光学车间，由外厂负责加工金属部件，制成数百台包括有油浸物镜的高倍显微镜，分送抗日后方教学、医学和工程建设单位使用，这是国内第一次批量生产显微镜。

解放后，国内的重庆光学厂技术比较雄厚，由于社会主义制度的优越性，大家都是国营的，每个厂家之间没有很多的秘密性，很快国内大多数省份都先后建立了自己的光学厂，最有实力的有上海光学厂，南京江南光学厂，重庆光学仪器厂，另外广州光学厂、桂林光学厂等也一定的知名度。

改革开发后，由于显微镜行业制造工艺复杂，乡镇企业一时难以进入，所以大多数显微镜厂家都还持续发展。

现在，由于科技的发展，目前国内的显微镜的研究层次已深入到纳米甚至原子尺度。

显微镜的分类。

显微镜分光学显微镜和电子显微镜。

一、光学显微镜光学显微镜是一种精密的光学仪器。

当前使用的显微镜由一套透镜配合，因而可选择不同的放大倍数对物体的细微结构进行放大观察。

普通光学显微镜通常能将物体放大1500～2000 倍(最大的分辨力为0.2μm)。

光学显微镜的基本结构（附图1）二、几种特殊的光学显微镜（一）暗视野显微镜暗视野显微镜不具备观察物体内部的细微结构的功能，但可以分辨0.004μm 以上的微粒的存在和运动。

因而常用于观察活细胞的结构和细胞内微粒的运动等。

暗视野显微镜的基本原理是丁达尔效应。

当一束光线透过黑暗的房间，从垂直于入射光的方向可以观察到空气里出现的一条光亮的灰尘“通路”，这种现象即丁达尔效应。

暗视野显微镜在普通的光学显微镜上换装暗视野聚光镜后，由于该聚光器内部抛物面结构的遮挡，照射在待检物体表面的光线不能直接进入物镜和目镜，仅散射光能通过，因而视野是黑暗的。

操作者通过目镜观察到的，是检物体的衍射光图像（附图12）。

（二）体视显微镜体视显微镜又称实体显微镜或解剖镜，其成像为正立三维的空间影像，并具有立体感强、成像清晰宽阔、长工作距离（通常为110 mm）以及连续放大观看等特点。

生物学上常用于解剖过程中的实时观察（附图13）。

（三）荧光显微镜荧光显微镜是利用细胞内物质发射的荧光强度对其进行定性和定量研究的一种光学工具。

细胞内的荧光物质物质有两类，一类直接经紫外线照射后即可发荧光，如叶绿素等；另有一些物质本身不具这一性质，但如果以特定的荧光染料或荧光抗体染色，经紫外线照射后亦可发荧光（附图1-4）。

（四）相差显微镜相差显微镜是能将光通过物体时产生的相位差（或光程差）转变为振幅（光强度）变化的显微镜。

主要用于观察活细胞、不染色的组织切片或缺少反差的染色标本。

人眼只能鉴别可见光的波长（颜色）和振幅的变化，不能鉴别相位的变化。

而大多数生物标本高度透明，光波通过后振幅基本不变，仅存在相位的变化。

相差显微镜基本把透过标本的可见光的光程差变成振幅差，从而提高了各种结构间的对比度，使各种结构变得清晰可见。

光线透过标本后发生折射，偏离了原来的光路，同时被延迟了1/4λ（波长），如果再增加或减少1/4λ，则光程差变为1/2λ，两束光合轴后干涉加强，振幅增大或减下，提高反差（见图6）。

（五）倒置显微镜倒置显微镜的结构和普通显微镜基本相同，只不过物镜与照明系统位置交换，前者在载物台之下，后者在载物台之上。

主要用于观察培养的活细胞，需配制相差物镜。

（六）偏光显微镜偏光显微镜可用于检测具有双折射性的物质，如染色体、胶原、纤维丝等（附图1-7）三、电子显微镜电子显微镜是利用高速运动的电子束来代替光波的一种显微镜。

（一）透射式电子显微镜透射电子显微镜（transmission electron microscope，TEM）的组件包括：1. 电子枪发射电子，由阴极、栅极、阳极组成。

2. 聚光透镜即电子透镜，将电子束聚集，可用于控制照明强度和孔径角。

3. 样品室放置待观察的样品，并装有旋转台，用以改变试样的角度，还有装配加热、冷却等设备。

4. 物镜为放大率很高的短距透镜，作用是放大电子像。

物镜是决定透射电子显微镜分辨能力和成像质量的关键。

5. 中间镜为可变倍的弱透镜，作用是对电子像进行二次放大。

通过调节中间镜的电流，可选择物体的像或电子衍射图来进行放大。

6. 透射镜为高倍的强透镜，用将二次放大后的中间像进一步放大后在荧光屏上成像。

7. 二级真空泵对样品室抽真空。

8．照相装置用以记录影像。

由于电子易散射或被物体吸收，故穿透力低，样品的密度、厚度等都会影响到最后的成像质量，必须制备更薄的超薄切片，通常为50～100 nm。

所以用透射电子显微镜观察时的样品需要处理得很薄。

通常用薄切片法或冷冻蚀刻法制备：（1）薄切片法通常以锇酸和戊二醛固定样品，以环氧树脂包埋，以热膨胀或螺旋推进的方式推进样品切片，切片厚度20～50 nm，采用重金属盐染色，以增大反差。

（2）冷冻蚀刻法亦称冰冻断裂法。

将标本置于100?C 的干冰或196?C 的液氮中冰冻后，以冷刀急速断开标本。

断裂的标本升温后，冰在真空条件下迅即升华，暴露出断面结构，称为蚀刻。

蚀刻完成后，向断面以45o 角喷涂一层蒸气铂，再以90o 角喷涂一层碳，加强反差和强度。

然后用次氯酸钠溶液消化样品，剥下碳和铂的膜，称为复膜，能显示标本蚀刻面的形态。

在电镜下观察得到的影像即代表标本中细胞断裂面处的结构。

（二）扫描式电子显微镜扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）于20 世纪60 年代问世，目前分辨力可达6～10 nm。

其工作原理是由电子枪发射的精细聚焦电子束经两级聚光镜、偏转线圈和物镜射到样品上，扫描样品表面并激发出次级电子，次级电子的产生量与电子束入射角有关，即与样品的表面结构有关。

次级电子经探测体收集后，由闪烁器转换为光信号，再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。

图像为立体形象，反映了标本的表面结构。

扫描电镜的标本在检验前，需进行固定、脱水处理，再喷涂上一层重金属微粒，重金属在电子束的轰击下发出次级电子信号。

显微镜的结构和原理一、光学显微镜的结构和原理（一）光学显微镜的结构1．光学部分包括目镜、物镜、聚光器和光源等。

（1）目镜通常由两组透镜组成，上端的一组又称为“接目镜”，下端的则称为“场镜”。

两者之间或在场镜的下方装有视场光阑（金属环状装置），经物镜放大后的中间像就落在视场光阑平面上，所以其上可加置目镜测微尺。

在目镜上方刻有放大倍数，如10×、20×等。

按照视场的大小，目镜可分为普通目镜和广角目镜。

有些显微镜的目镜上还附有视度调节机构，操作者可以对左右眼分别进行视度调整。

另有照相目镜(NFK)可用于拍摄。

（2）物镜由数组透镜组成，安装于转换器上，又称接物镜。

通常每台显微镜配备一套不同倍数的物镜，包括：①低倍物镜：指1×～6×；②中倍物镜：指6×～25×；③高倍物镜：指25×～63×；④油浸物镜：指90×～100×。

其中油浸物镜使用时需在物镜的下表面和盖玻片的上表面之间填充折射率为1.5 左右的液体（如香柏油等），它能显著地提高显微观察的分辨率。

其他物镜则直接使用。

观察过程中物镜的选择一般遵循由低到高的顺序，因为低倍镜的视野大，便于查找待检的具体部位。

显微镜的放大倍数，可粗略视为目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。

（3）聚光器由聚光透镜和虹彩光圈组成，位于在载物台下方。

聚光透镜的功能是将光线聚焦于视场范围内；透镜组下方的虹彩光圈可开大缩小，以控制聚光器的通光范围，调节光的强度，影响成像的分辨力和反差。

使用时应根据观察目的，配合光源强度加以调节，得到最佳成像效果。

（4）光源较早的普通光学显微镜借助镜座上的反光镜，将自然光或灯光反射到聚光器透镜的中央作为镜检光源。

反光镜是由一平面和另一凹面的镜子组成。

不用聚光器或光线较强时用凹面镜，凹面镜能起会聚光线的作用；用聚光器或光较弱时，一般都用平面镜。

新近出产的显微镜一般直接在镜座上安装光源，并有电流调节螺旋，用于调节光照强度。

光源类型有卤素灯、钨丝灯、汞灯、荧光灯、金属卤化物灯等。

显微镜的光源照明方法分为两种：透射型与反射(落射)型。

前者是指光源由下而上通过透明的镜检对象；反射型显微镜则是以物镜上方打光到(落射照明)不透明的物体上。

2. 机械部分包括镜座、镜柱、镜壁、镜筒、物镜转换器、载物台和准焦螺旋等。

（1）镜座基座部分，用于支持整台显微镜的平稳。

（2）镜柱镜座与镜臂之间的直立短柱，起连接和支持的作用。

（3）镜臂显微镜后方的弓形部分，是移动显微镜时握持的部位。

有的显微镜在镜臂与镜柱之间有一活动的倾斜关节，可调节镜筒向后倾斜的角度，便于观察。