第三章 细胞生物学研究方法
如何学习细胞生物学?
? 抽象思维与动态观点 ? 结构与功能统一的观点
? 同一性(unity)和多样性(diversity)的问题 ? 细胞生物学的主要内容:
结构与功能(动态特征); 细胞的生命活动 ;
? 实验科学与实验技术——细胞真知源于实验室 ——What we know//How we know.
第三章 细胞生物学研究方法
?细胞形态结构的观察方法
?细胞组分的分析方法
?细胞培养、细胞工程与显微操作技术
第一节 细胞形态结构的观察方法
?光学显微镜技术(light microscopy)
?电子显微镜技术 (Electro microscopy)
?扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope) 扫描遂道显微镜 (scanning tunneling microscope )
第二节 细胞组分的分析方法
?离心分离技术
?细胞内核酸、蛋白质、酶、糖与脂类等的显示方法 ?特异蛋白抗原的定位与定性 ?细胞内特异核酸的定位与定性 ?放射自显影技术
?定量细胞化学分析技术
第三节 细胞培养、细胞工程与显微操作技术
?细胞的培养
?细胞工程
一、光学显微镜技术(light microscopy)
?普通复式光学显微镜技术
?荧光显微镜技术(Fluorescence Microscopy)
?激光共焦扫描显微镜技术(Laser Confocal Microscopy) ?相差显微镜(phase-contrast microscope) ?微分干涉显微镜
(differential interference contrast microscope, DIC)
?录像增差显微镜技术(video-enhance microscopy)
二、 电子显微镜技术
?电子显微镜的基本知识
?电镜与光镜的比较 ?电镜与光镜光路图比较 ?电子显微镜的基本构造
?主要电镜制样技术
?负染色技术 ?冰冻蚀刻技术 ?超薄切片技术 ?电镜三维重构技术
?扫描电镜 (Scanning electron microscope,SEM) SPM(Scanning probe microscope)
三、 扫描遂道显微镜
?Scanning Probe Microscope,SPM
(80年代发展起来的检测样品微观结构的仪器) 包括:STM、AFM、磁力显微镜、摩擦力显微镜等
原理:扫描探针与样品接触或达到很近距离时,即产生彼此间相互作用力,如
量子力学中的隧道效应(隧道电流)、原子间作用力、磁力、摩擦力等,
并在计算机显示出来,从而反映出样品表面形貌信息、电
特性或磁特性等。
?装置:扫描的压电陶瓷,逼近装置,电子学反馈控制系统和数据采集、处理、显示系统。
?特点:(1)可对晶体或非晶体成像,无需复杂计算,且分辨本领高。
(侧分辨率为0.1~0.2nm,纵分辨率可达0.01nm); (2)可实时得到样品表面三维图象,可测量厚度信息; (3)可在真空、大气、液体等多种条件下工作;非破坏性测量。
(4)可连续成像,进行动态观察
?用途:纳米生物学研究领域中的重要工具,在原子水平上揭示样本表面的结构。
普通复式光学显微镜技术
光镜样本制作
分辨率是指区分开两个质点间的最小距离
荧光显微镜技术(Fluorescence Microscopy)
?原理与应用
?直接荧光标记技术 ?间接免疫荧光标记技术
?在光镜水平用于特异蛋白质
等生物大分子的定性定位: 如绿色荧光蛋白(GFP)的应用
激光共焦扫描显微镜技术
(Laser Scanning Confocal Microscopy)
?原理 ?应用:
排除焦平面以外光的干扰,增强 图像反差和提高分辨率(1.4—1.7), 可重构样品的三维结构。
?相差显微镜(phase-contrast microscope)
将光程差或相位差转换成振幅差,可用于观察活细胞
?微分干涉显微镜(differential-interference microscope)
偏振光经合成后,使样品中厚度上的微小区别转化成 明暗区别,增加了样品反差且具有立体感。适于研究 活细胞中较大的细胞器
?录像增差显微镜技术(video-enhance microscopy)