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　　【中國(guó)儀器網(wǎng) 行業(yè)應(yīng)用】隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷深入發(fā)展，電子顯微鏡的應(yīng)用技術(shù)也日趨廣泛，作為觀察微觀世界的“科學(xué)之眼”——電子顯微鏡所具有的高分辨、直觀性的特點(diǎn)是任何其他科學(xué)儀器無法代替的，電子顯微鏡對(duì)醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、冶金學(xué)以及材料學(xué)學(xué)科的發(fā)展起了的作用，電子顯微鏡在許多學(xué)科的研究工作中已成為*的常規(guī)儀器。
 

　　一、電子顯微鏡在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用及進(jìn)展
 

　　農(nóng)業(yè)科技工作者在動(dòng)、植物的疾病診斷、植物保護(hù)、良種繁育、品種分類和鑒定，性狀鑒別、成分分析、土壤改良等許多學(xué)科的生產(chǎn)和科學(xué)研究項(xiàng)目中做了大量工作，大大縮小了我國(guó)農(nóng)業(yè)電鏡與其他學(xué)科的差距。
 

　　1.掃描電子顯微鏡在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
 

　　掃描電子顯微鏡(SEM)具有景深大、圖像立體感強(qiáng)、分辨率高、圖像范圍大以及樣品制備過程比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已引起農(nóng)業(yè)科研人員的高度重視和青睞。掃描電鏡在農(nóng)業(yè)科研中主要是研究動(dòng)植物、微生物、昆蟲等不同組織和微小器官的表面形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而加深理解它們?cè)谏頇C(jī)能上的應(yīng)用，探索有機(jī)體的生活規(guī)律。如：在昆蟲方便主要是提高對(duì)其微小器官的辨別能力、提高分類水平，同時(shí)進(jìn)一步弄清器官的作用，對(duì)昆蟲的外部形態(tài)進(jìn)行特征描述和比較，研究其形狀變化及其規(guī)律和結(jié)構(gòu)的特征以便有更深的了。在植物方面，研究農(nóng)作物的花粉、果皮、種皮表面花紋及種子內(nèi)部結(jié)構(gòu)等特征，這在分類學(xué)上具有重要意義。在微生物方面，對(duì)研究真菌、放線菌、細(xì)菌的分類、辨別科屬、判斷病源等起較大的作用，尤其是對(duì)病菌的活動(dòng)、孢子發(fā)芽、侵入寄主等，用掃描電鏡觀察均能獲得滿意的效果。
 

　　2.透射電鏡在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
 

　　透射電子顯微鏡( TEM) 主要是由電子光學(xué)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成。透射電鏡成像原理是用不帶有信息的電子射線，在通過樣品時(shí)與樣品發(fā)生作用，而當(dāng)電子射線在樣品另一面重新出現(xiàn)時(shí)，已經(jīng)帶有樣品的信息，然后進(jìn)行放大處理，使人們能夠看到其內(nèi)部的微觀信息而進(jìn)行解釋。當(dāng)電子束與樣品物質(zhì)相互作用時(shí)，可產(chǎn)生很多帶有樣品的信息，如透射電子、散射電子、二次電子等。透射電鏡的像反差是由入射電子通過樣品時(shí)，發(fā)生的散射吸收差、衍射差和像位差來決定成像的。在農(nóng)業(yè)生物樣品觀察中，隨著電子顯微鏡分辨率的不斷提高，電子顯微鏡圖像的清晰度已將不*取決于電子顯微鏡的分辨率，而很大程度上取決于樣品的制作技術(shù)。透射電鏡農(nóng)業(yè)生物樣品常用的制備技術(shù)有：超薄切片技術(shù)、免疫電鏡技術(shù)、負(fù)染色技術(shù)、生物大分子電鏡技術(shù)等。植物病毒作為一類侵蝕被子植物、裸子植物和蕨類植物的重要病源物，在*范圍內(nèi)引起農(nóng)作物、果樹、花卉、牧草、藥用植物的病害，造成產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，嚴(yán)重影響人類的生產(chǎn)生活。應(yīng)用電子顯微鏡技術(shù)在確定病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)、基因組織結(jié)構(gòu)及功能、病毒復(fù)制過程、病毒與寄主之間相互關(guān)系的深入了解，觀察細(xì)胞超微觀結(jié)構(gòu)病變方面具有其他方法不可替代的作用，為逐步揭示病毒的本質(zhì)，終解決病毒、病害問題奠定基礎(chǔ)。
 

　　二、電子顯微鏡在腫瘤診斷中的應(yīng)用
 

　　電鏡能夠清楚識(shí)別細(xì)胞和細(xì)胞間質(zhì)中的超微結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞膜及其*的化
 

　　學(xué)結(jié)構(gòu)；細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞器包含物、分泌顆粒、細(xì)胞核膜、核仁、染色質(zhì)；間質(zhì)中的外板、基板、纖維結(jié)合點(diǎn)、肌絲、肌原纖維等。不同組織類型的細(xì)胞有其特征性的超微結(jié)構(gòu)，即使是低分化腫瘤細(xì)胞仍會(huì)在很大程度上保留同源細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，電鏡就是從這些特點(diǎn)上判斷腫瘤細(xì)胞的組織類型和分化程度的。如
 

　　鱗狀細(xì)胞的張力原纖維、橋粒；腺上皮細(xì)胞的連接復(fù)合體、微絨毛；橫紋肌細(xì)胞內(nèi)的肌原纖維；平滑肌細(xì)胞的肌絲等。
 

　　腫瘤細(xì)胞在超微結(jié)構(gòu)上與正常細(xì)胞有差異，主要表現(xiàn)在細(xì)胞器和超微結(jié)
 

　　構(gòu)分化不同步，鱗狀細(xì)胞癌的細(xì)胞質(zhì)中雖然有明顯的張力原纖維，但細(xì)胞間橋極少且發(fā)育差；細(xì)胞外形和超微結(jié)構(gòu)分化不同步，一些腫瘤細(xì)胞奇形怪狀，大小不一，從外形上根本無法判斷組織學(xué)類型，但在超微結(jié)構(gòu)下可以顯示組織分化的特點(diǎn)，如類似卵巢性腺腫瘤的宮頸腺癌 ；細(xì)胞的多向性分化，正常體細(xì)胞分化時(shí)只對(duì)特定方向的基因開放表達(dá)，故細(xì)胞分化呈單一性，而腫瘤細(xì)胞可出現(xiàn)兩個(gè)以上分化方向，在超微結(jié)構(gòu)上必然有反映，如宮頸和肺的腺鱗癌嘲；異位性分化，一種組織類型的細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)有特定分布，但腫瘤細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)例外，正常情況下宮頸、胸腺等組織中是看不到神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞的，但這些部位卻能發(fā)生神經(jīng)內(nèi)分泌小細(xì)胞癌。
 

　　電鏡對(duì)于腫瘤的診斷并不優(yōu)于光鏡，一般也不用于判斷腫瘤的良惡性，因?yàn)閺募?xì)胞的超微結(jié)構(gòu)上還沒有哪一種結(jié)構(gòu)足以區(qū)別腫瘤的良惡性，尤其是對(duì)高分
 

　　化的腫瘤。要想使電鏡保持其無以替代的地位，發(fā)揮更大的作用，提高診斷水平，就必須從幾個(gè)方面得到發(fā)展和提高。，改進(jìn)和簡(jiǎn)化標(biāo)本的制備過程，開發(fā)新的固定包埋材料。在保持特異性和敏感性的條件下，降低對(duì)標(biāo)本的要求，以適應(yīng)多種類型標(biāo)本的檢查(新鮮組織、甲醛固定組織、石蠟包埋組織、實(shí)體組織、液體標(biāo)本、細(xì)胞標(biāo)本)；第二，觀察者要有豐富的光鏡診斷經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還要熟悉組織超微結(jié)構(gòu)及其病理，總結(jié)積累電鏡下各種腫瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)和要點(diǎn)；第三，除了擴(kuò)大常規(guī)電鏡在臨床腫瘤診斷中的應(yīng)用，還應(yīng)積極將新型電鏡引人人體腫瘤的研究和診斷，拓展病理診斷的新領(lǐng)域。隨著電鏡方法學(xué)的發(fā)展，電鏡診斷技術(shù)必將有更大的變化和提高。

 

　　三、掃描電子顯微鏡在刑事案件技術(shù)檢驗(yàn)中的應(yīng)用
 

　　當(dāng)前，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，犯罪分子反偵查手段的科技含量也在不斷提高，作案手段越來越呈現(xiàn)多樣化、智能化，偽裝、偽造現(xiàn)場(chǎng)、毀滅物證等問題日益突出。許多刑事犯罪現(xiàn)場(chǎng)被人為掩蓋或破壞，偵查與反偵查的較量日趨激烈。在這場(chǎng)較量中，刑事技術(shù)發(fā)揮著*的作用。掃描電子顯微鏡由于其放大倍數(shù)率、分辨率和靈敏度高，同時(shí)具有快速、簡(jiǎn)便、檢材用量少且不破壞檢材等特點(diǎn)，成為刑事技術(shù)檢驗(yàn)的重要工具，大大提高了微量物證在刑事案件偵破中的利用價(jià)值。
 

　　爆炸案件能否偵破，關(guān)鍵在于在現(xiàn)場(chǎng)能否找到與犯罪相關(guān)的物證，并通過檢驗(yàn)為破案提供信息。但是，由于爆炸會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)造成巨大破壞，其他刑事案件中常見的指紋、足跡等與人相關(guān)的物證已很少存在，因此，爆炸殘留物的提取和檢驗(yàn)在爆炸案件偵破中具有十分重要的意義。利用掃描電子顯微鏡結(jié)合X射線衍射儀對(duì)爆炸殘留物進(jìn)行形態(tài)觀察和元素分析，可以有效地確定炸藥的成分、種類、特點(diǎn)，進(jìn)而給偵查提供方向，為破案提供證據(jù)。
 

　　在刑事案件和交通案件中，經(jīng)常遇到被撞碎的燈泡殘片，確定涉案中燈泡是在開燈或者閉燈狀態(tài)時(shí)被撞碎，對(duì)案件的偵查和道路交通事故的責(zé)任認(rèn)定具有重要的意義。利用掃描電子顯微鏡對(duì)殘存燈絲狀態(tài)進(jìn)行觀察和檢驗(yàn)，確定熱斷或者冷斷，說明燈泡的開閉。
 

　　槍彈發(fā)射過程所形成的射擊殘留物是槍擊案件中一種重要的法庭物證，射擊殘留物分析的結(jié)果對(duì)槍擊案件性質(zhì)的判斷、案件現(xiàn)場(chǎng)的重建、案件的偵查和法庭審判都具有重要的價(jià)值。射擊殘留物是指射擊時(shí)從槍口或槍支機(jī)件縫隙中噴射出的火藥燃燒生成的煙垢、未*燃燒的火藥顆粒、微量金屬屑和槍油等。氣體燃燒形成的殘留物一部分沉積在目標(biāo)上，一部分沉積在射擊者的手、臂和前胸等部位，以手上居多。射擊殘留物的無機(jī)成分來源于槍彈的底火，具有*的化學(xué)成分，如Sn、Pb、Sb、Ba等，粒徑一般在0.1～30 um 之間。射擊殘留物的發(fā)現(xiàn)、提取和檢驗(yàn)，有助于偵查人員獲取槍擊案件的有關(guān)信息，是偵破槍擊案件的線索，也是證實(shí)犯罪的證據(jù)和判斷案件性質(zhì)(自射、他射)的重要依據(jù)。
 

　　四、利用TEM鑒定爽身粉中的石棉
 

　　滑石、金云母、粘土、白云石、淡斜綠泥石等礦物是化妝品中常用的輔料，這些礦物形成過程中常常伴生有石棉，如閃石石棉是滑石中常見的礦物之一。石棉進(jìn)人人體或與皮膚直接接觸，將會(huì)影響人們的身體健康。
 

　　石棉屬于硅酸鹽類，是一種可剝分為柔韌細(xì)長(zhǎng)纖維的硅酸鹽礦物，按其成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通常分為蛇紋石石棉和角閃石石棉兩大類。蛇紋石石棉也稱溫石棉；角閃石石棉由于含有鈉、鈣、鎂和鐵，按成分不同，有青石棉、鐵石棉、直閃石石棉、透閃石石棉、陽(yáng)起石石棉等。透射電鏡具有更高的分辨率，可準(zhǔn)確鑒定粉狀化妝品中石棉的形貌和存在類型，是國(guó)外石棉鑒定標(biāo)準(zhǔn)中使用多的方法I川。特別是對(duì)于大氣粉塵、水體中的石棉檢測(cè)，電鏡法十分有效。
 

　　石棉屬于纖維狀礦物，纖維狀是指縱橫徑之比大于3：1的粉塵，在透射電子顯微鏡中，不同種類石棉具有一定的選區(qū)電子衍射圖譜。閃石類石棉結(jié)構(gòu)類型和衍射圖譜差異較大，根據(jù)選區(qū)電子衍射圖譜即可輕易判斷，但考慮到不同礦區(qū)閃石類石棉晶胞畸變導(dǎo)致衍射圖譜的位移和儀器測(cè)量誤差，故判斷范圍適當(dāng)擴(kuò)展。蛇紋石和角閃石礦物本身可有纖維結(jié)構(gòu)或非纖維結(jié)構(gòu)兩種，有纖維結(jié)構(gòu)的蛇紋石和角閃石才稱為石棉，且纖維狀蛇紋石石棉與綠泥石成分相近，因此，常規(guī)準(zhǔn)確鑒定樣品中是否含有石棉，需采用偏光顯微鏡和x射線衍射相結(jié)合的方法，但對(duì)于極為微小的石棉偏光顯微鏡就顯得無能為力。透射電子顯微鏡恰恰彌補(bǔ)了常規(guī)檢測(cè)中遇到的問題，根據(jù)石棉的形貌、電子衍射圖譜和能譜結(jié)果，可確定石棉的結(jié)構(gòu)類型和晶格常數(shù)，從而判斷爽身粉中是否含有石棉。