透射电子显微镜与共聚显微镜相辅相成（摘要）

张德添、杨怡、周涛、张飒、巩卫丽、张志义

北京太平路27号，国家生物医学分析中心

    上世纪90年代初，西方发达国家，如美国的一些大学和科研机构的电镜实验室，已经成功地把电子显微镜、共聚显微镜有机结合应用在生物医学研究中。相互取长补短，互为补充，取得好效果。最近几年，国内很多电镜实验室已经把透射电子显微镜和共聚显微镜结合应用在生物医学研究中。

    电子显微镜是人们开启超微观世界大门的钥匙和工具。它解决了光学显微镜受自然光波长限制的问题。将人们对世界的认识从细胞水平提高到了分子水平。

    电子显微镜的主要优点：分辨率高:透射电镜(TEM)的分辨率分别达到0.07nm；放大倍数能达到几万倍至几十万倍，甚至一百多万倍以上；各类附件配件软件齐全，能容易地满足不同工作需要。如生物冷冻电子显微学及图像三维重构技术。

    电子显微镜在生命科学中的应用领域非常的广泛。它们涉及的研究学科有：超微结构学、病毒学、冷冻电子显微学、细胞生物学、显微镜技术学、分子显微学等。

    电子显微镜的主要缺点：生物样品制备比较复杂，周期相对长一点，特别是TEM；生物样品的观察区域有一定的局限性：TEM主要看超薄切片的二维结构，仪器设备一般都比较庞大和昂贵。如生物冷冻电子显微学及图像三维重构技术，有难度和局限性。

    激光扫描共聚焦显微镜主要特性：分辨率优于光镜的0.1μm~0.2μm，为其1.5倍；具有Z向观察能力，深度分辨率为0.1μm；具有光学切片功能，样品厚度可达500μm。

    激光扫描共聚焦显微镜在生物学上的应用包括定量荧光测定；光学切片和三维重组；动态荧光测定；荧光光漂白恢复（FRAP）技术；激光细胞显微外科及光陷阱技术；光活化技术；荧光共振能量转移（FRET）技术等。

    激光共聚焦显微镜的主要优点：清晰度大为提高，可以清楚地看到细胞内部某一个层面；细胞水平的CT，其分辨率比普通光学显微镜高约1.5倍；观察荧光标记的活细胞、进行动态研究；能够实施活细胞水平的动态观察和离子成分的分析；通过目镜可直接观察各种生物样品的弱自发荧光；能够进行蛋白的共定位和其相互作用的研究工作等。

    激光共聚焦显微镜的主要缺点：相对电镜，分辨率低，仅为光镜水平；检测过程中需要使用荧光染料，增加了检测成本；激光管有使用寿命的限制；激光存在荧光漂白作用及细胞毒性；蛋白共定位工作难度大等。

    总之，在细胞和亚细胞水平研究生物样品的超微细结构，离不开透射电子显微镜。高分辨率的透射电子显微镜能够对各种细胞器、病毒、细胞表面精细结构，进行观察与分析。而共聚显微镜在整个细胞水平上，随时动态观察细胞内部各断层面的形态结构和一些离子变化的规律，还可以进行蛋白的共定位和相互作用的研究。透射电子显微镜与激光扫描共聚显微镜在生物医学研究中相互取长补短，互为补充，真正意义上的相辅相成。这种技术的结合在生命科学研究中的应用非常普遍，能解决很多实际问题。