提高電子顯微鏡使用效率的方法探討

陳明霞

（西安交通大學 醫(yī)學院電鏡室，陜西 西安 710061）

電子顯微鏡（電鏡）因能夠觀察分子乃至原子形態(tài)，已經(jīng)越來越受到世人的矚目，在觀察納米材料的微細結(jié)構(gòu)及生物醫(yī)學方面觀察細胞超微結(jié)構(gòu)是其他設(shè)備不可取代的，在形態(tài)學的研究中已成為不可缺少的科研工具與手段。如何提高電鏡的使用效率，使電鏡能夠發(fā)揮最大的作用，除了需要技術(shù)人員有較高的電鏡樣品制備技術(shù)及熟練的電鏡操作技能外，合理的電鏡實驗安排、電鏡知識的普及等也是非常重要的。本實驗室在長期的服務(wù)中，建立了一套較完整的服務(wù)體系，使電鏡在對外開放實驗中發(fā)揮了較大作用。

1 電鏡的特點和應(yīng)用

電鏡是能夠觀察樣品極細微結(jié)構(gòu)的大型精密儀器，具有極高的分辨率、放大倍率和原子級的觀察尺度[1]，可以安裝一系列的附件，如CCD數(shù)碼照相系統(tǒng)，特別方便圖像的直接存儲，并具有對樣品圖像進行編輯及分析等功能；低溫電鏡三維重構(gòu)技術(shù)可以獲得分子量巨大的超分子復(fù)合體系的納米分辨率三維結(jié)構(gòu)[2－3]，擴大了電鏡的性能及其使用范圍。

電鏡除了在農(nóng)林科學、地質(zhì)、材料及國防尖端科學等領(lǐng)域有應(yīng)用外，在生物醫(yī)學方面也是必不可少的實驗手段，特別是近年來電鏡在醫(yī)學臨床診斷學方面發(fā)揮了非常重要的作用，如腎臟疾病、白血病及腫瘤的診斷等，電鏡起著決定性的作用[4－5]，另外，對納米材料的形態(tài)學觀察，電鏡也是唯一的有效工具。

2 電子顯微鏡技術(shù)人員的培養(yǎng)

提高電子顯微鏡的使用效率，首先要有技術(shù)過硬的專業(yè)隊伍。為電鏡觀察提供樣品的技術(shù)有許多種，其中生物醫(yī)學的電鏡樣品制作技術(shù)最為復(fù)雜，從取材、固定、脫水、包埋到超薄切片，程序繁瑣，實驗周期長，技術(shù)要求很高，所以需要有專門的技術(shù)人員操作才能保證電鏡觀察[6]。電鏡的日常操作、維護非常重要，而且要有專門的技術(shù)人員操作和指導(dǎo)才能保證電鏡的正常使用。對此，本實驗室對技術(shù)人員除了有明確的分工外，要求他們對電鏡最基本的實驗技術(shù)及電鏡操作都能夠掌握，做到既有明確的分工，又有相互配合，保證電鏡的正常運轉(zhuǎn)。隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，電鏡實驗的新技術(shù)、新方法也在不斷涌現(xiàn)，實驗方法的提高可以帶來新的研究成果，所以，我們除了加強對技術(shù)人員基本知識和基本技能培養(yǎng)外，盡量多地參加國內(nèi)的專業(yè)會議，了解國內(nèi)外電鏡的發(fā)展，掌握新技術(shù)、新方法，更好地利用電鏡為科研服務(wù)

3 電子顯微鏡的使用

3.1 利用教學實驗手段，提高醫(yī)學生對電鏡的認識

在研究生和本科生的“細胞超微結(jié)構(gòu)病理與電鏡技術(shù)”和“醫(yī)用電子顯微技術(shù)”的選修課上，除了理論課采用多媒體教學外，還增加了動畫，加強學生對電鏡的感性認識。在研究生教學中增加了實驗課時，加大了學生對電鏡操作及電鏡觀察的實習力度，使學生除了在理論課上了解電鏡的基本知識外，充分利用實驗課的見習、實習進一步了解了電鏡基本結(jié)構(gòu)、電鏡樣品的制備、電鏡在基礎(chǔ)醫(yī)學及臨床醫(yī)學方面的應(yīng)用等[7]，為今后利用電鏡進行科學研究打下專業(yè)基礎(chǔ)。我們還對本科生開放電鏡實驗，讓學生了解電鏡的特點及應(yīng)用，并親自動手制作電鏡樣品，完成電鏡觀察，使學生對電鏡的使用產(chǎn)生了很大的興趣。

3.2 合理安排電鏡實驗，提高電子顯微鏡使用率

隨著電鏡的自動化、智能化程度的快速發(fā)展，電鏡從單純的形態(tài)學研究走向了測試應(yīng)用。為了充分發(fā)揮電鏡在科學研究中的作用，國家科委在1982年提出了電子顯微鏡作為大型精密儀器要實行集中管理、資源共享、開放共用的指導(dǎo)思想[8]。為了做好電鏡的對外開放、對外服務(wù)工作，我們制定了一系列的實驗操作規(guī)程及規(guī)章制度，規(guī)定每周四為集中制作電鏡樣品的時間，對特殊樣品采取隨到隨做的原則，對電鏡觀察采取提前1周預(yù)約的方式，每周末安排下周的電鏡觀察時間，對于重大課題或急需要電鏡結(jié)果的課題優(yōu)先安排，這些措施提高了電鏡的使用率。

用電鏡觀察細胞結(jié)構(gòu)的變化是一項非常復(fù)雜的工作，需要積累一定的經(jīng)驗、掌握一定的知識才能夠?qū)D像正確描述，對大多數(shù)觀察者來說，剛開始的觀察都是非常困難的。鑒于此情況，在每位電鏡觀察者的觀察過程中，我們采取專人指導(dǎo)觀察并反復(fù)講解圖像，直到他能夠自己觀察樣品為止。另外，對于既需要電鏡實驗結(jié)果而又沒有時間操作電鏡的研究人員，我們根據(jù)他們的實驗要求代為觀察、拍照，并將結(jié)果以書面報告的形式提供給實驗者。

在新購置的電鏡安裝結(jié)束后，對校內(nèi)實行免費觀察4個月的時間。在此期間吸引了眾多的研究人員前來進行電鏡實驗及電鏡觀察，既為新電鏡做了宣傳，也使電鏡的使用效率大大提高。

3.3 利用電鏡優(yōu)勢，協(xié)助臨床醫(yī)生診斷

生物醫(yī)學電子顯微鏡技術(shù)是研究動植物及人體在正常和疾病狀態(tài)下組織細胞的超微結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的一項技術(shù)，是在形態(tài)學領(lǐng)域的研究過程中必不可缺少的一門實驗技術(shù)[9]，特別是在臨床上疾病的研究和診斷方面應(yīng)用非常廣泛，有些疾病的診斷必須依靠電鏡下的觀察結(jié)果方能確診。因此，對臨床送來的需要協(xié)助診斷的病例標本，采取隨到隨做的原則，盡快給出電鏡結(jié)果，協(xié)助臨床醫(yī)生正確診斷。

3.4 改進醫(yī)學電鏡實驗方法，擴大電鏡使用范圍

為了充分發(fā)揮電鏡的作用，我們對生物醫(yī)學的電鏡實驗方法進行了研究、改進，并應(yīng)用于材料科學的多種樣品中，收到了非常好的效果，如固體材料的超薄切片的方法、粉末材料的負染色方法、液體材料的四氧化鋨熏染方法及冰凍蝕刻方法等，解決了許多非醫(yī)學專業(yè)電鏡樣品制作的難題，擴大了電鏡的使用范圍。

3.5 堅持日常維護，提高電鏡的完好率

提高電鏡的使用效率，首先要保證電鏡能正常運轉(zhuǎn)，因此平時對電鏡的維修和保養(yǎng)很重要。為此，建立了嚴格的電鏡維修制度，規(guī)定每周在固定時間進行維修檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，保證電鏡的正常運轉(zhuǎn)。電鏡操作和維修人員除了要有過硬的維修技術(shù)外，平時遇到電鏡故障要及時維修，力爭將故障率降到最低；為電鏡維修建立維修檔案，在每次的電鏡觀察結(jié)束后及時填寫電鏡使用記錄，隨時掌握電鏡運轉(zhuǎn)的動態(tài)。

4 利用學校的政策支持提高電鏡的使用率

為解決大型精密儀器在使用過程中經(jīng)費不足的問題，學校設(shè)立了大型精密儀器運行補助基金和維修基金，為電子顯微鏡的使用提供了一定的保障。大型精密儀器維修基金的設(shè)立，雖然是部分補貼，但也解決了由于不能承擔高額的維修費用而使電鏡停止運轉(zhuǎn)的問題。大型精密儀器運行補助基金用于資助使用電鏡的補貼，使用電鏡者申請后可以得到一半的實驗經(jīng)費補助。補助基金解決了實驗人員由于經(jīng)費不足而減少實驗次數(shù)的問題，使受助的科研項目可以觀察更多的電鏡樣品。大型精密儀器運行補助基金和維修基金的使用，提高了儀器設(shè)備的利用率及完好率[10]，使電鏡的運行進入良性循環(huán)狀態(tài)。

5 結(jié)束語

提高電鏡的使用效率，一是電鏡要有較高的完好率，出現(xiàn)故障能夠及時維修，保證電鏡能正常運轉(zhuǎn)；二是要有一支技術(shù)全面的專業(yè)隊伍，實驗技術(shù)人員要有較強的業(yè)務(wù)能力和高度的責任心，要團結(jié)協(xié)作、相互溝通[11－13]；三是要有科學的管理，要合理安排電鏡實驗時間，要分清輕重緩急；四是有賴于學校在實驗經(jīng)費上的大力支持，使電鏡運行效率提高。

（References）

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