生物透射电镜（脂质体、细胞、真菌）制样要求及负染技术的详细介绍

生物透射电镜利用高能电子束穿透超薄生物样品，通过电子与样品的相互作用（散射、吸收等）形成高分辨率图像，核心功能包括：

观察超微结构：能清晰呈现细胞、细胞器、生物大分子等的精细结构（如线粒体嵴、核糖体形态、病毒衣壳排列等）。

定位与分析：结合免疫标记（如免疫金标记），可对特定生物分子（如蛋白质、受体）在细胞内的位置进行定位，甚至定量分析。

动态与功能研究：通过冷冻电镜技术（如冷冻含水样品），可观察生物样品的天然状态，研究结构与功能的关联（如酶的活性构象、病毒入侵机制）。

病理诊断：观察病变组织或细胞的超微结构异常（如肿瘤细胞的细胞器畸变、病毒感染后的细胞损伤），为疾病诊断提供依据。

生物透射电镜的样品需满足电子束可穿透（厚度通常 50-100 nm）、耐受高真空和电子束轰击的要求，常见类型包括：

细胞与亚细胞结构

动物 / 植物细胞、微生物（细菌、真菌）的整体或超薄切片，可观察细胞器（线粒体、叶绿体、内质网等）的形态和分布。

示例：凋亡细胞中染色质凝聚、线粒体肿胀的细节。

生物组织

经固定、包埋、切片后的动物 / 植物组织薄片（如肝组织、神经组织），用于观察细胞排列、细胞间连接（如紧密连接）及病理变化。

生物大分子及复合物

蛋白质、核酸（DNA/RNA）、多糖等单颗粒或聚集态；核糖体、病毒颗粒、细胞骨架纤维等复合物，可解析其三维结构。

微生物与病原体

细菌（细胞壁、鞭毛）、真菌（菌丝、孢子）、病毒（衣壳、包膜），是病毒鉴定和微生物分类的关键手段。

生物材料与纳米药物

生物支架、纳米载体与细胞的相互作用（如吞噬过程、胞内分布）；纳米药物颗粒的递送路径观察。

免疫标记样品

经抗体 – 金颗粒标记的样品，用于定位特定抗原（如某蛋白质在细胞膜或细胞器中的分布）。

负染技术是生物透射电镜中常用的样品制备方法，尤其适用于生物大分子、病毒、细菌等小颗粒样品，核心原理和特点如下：

用高电子密度的重金属盐（如磷钨酸 PTA、醋酸铀 UA）作为染色剂，样品（如病毒、蛋白质颗粒）吸附在载网上后，染色剂沉积在样品周围的载网表面，而样品本身不被染色或仅轻微染色。

电子束穿透样品时，周围高电子密度的染色剂散射电子更多，在图像中呈现暗背景，而样品区域因电子穿透多呈现亮区，形成 “样品亮、背景暗” 的反差，即 “负染”（与传统染色 “样品暗、背景亮” 相反）。

操作简单快速：无需复杂的固定、包埋、切片步骤，适合快速观察样品形态。

增强反差：尤其适用于低电子密度的生物大分子（如蛋白质），提高图像清晰度。

保留样品天然形态：染色剂对样品损伤小，可较好保留颗粒的原始结构（如病毒的对称形态）。

脂质体、病毒颗粒、噬菌体、核糖体、蛋白质复合物（如酶复合体）、细菌鞭毛、纳米级生物材料等小颗粒或纤维状样品。

1、制备样品悬液：将样品（如病毒液、蛋白质溶液）稀释至合适浓度。

滴样：取少量悬液滴在带支持膜（如碳膜）的铜网上，静置片刻让样品吸附。

吸干多余液体：用滤纸轻轻吸去残留液，避免样品被冲走。

负染：滴加染色剂（如 2% 磷钨酸溶液，pH 调至中性或弱碱性），静置 1-2、分钟后吸干，自然干燥。

电镜观察：干燥后的载网直接放入电镜，观察样品的负染图像。

分辨率有限：染色剂可能在样品表面形成沉淀，掩盖细节，分辨率通常在 1-2 nm，低于冷冻电镜。

可能导致样品变形：高浓度染色剂或 pH 不当可能破坏样品结构（如蛋白质变性）。

负染技术因简便高效，广泛用于样品的初步筛选和形态观察，是生物大分子和病毒结构研究的基础手段，常与冷冻电镜技术互补使用。

本文源自微信公众号：科研测试站

原文标题：《生物透射电镜（脂质体、细胞、真菌）制样要求及负染技术的详细介绍》

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