細胞生物學的方法與工具
電子顯微術
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光學顯微鏡撞上了一堵牆:可見光無法分辨任何小於約 200 奈米的東西,這讓細胞內部的大部分機器都隱而不見。突破這堵牆的辦法,就是乾脆不再用光。電子顯微術向標本發射的不是光,而是一束電子。由於電子表現得像波,其波長比光短數千倍,它們能分辨到幾分之一奈米的細節——精細到足以看見核糖體、膜,甚至成排的大分子。
電子顯微鏡在真空管中工作。電子被加速,並不是由玻璃透鏡、而是由磁場來導向,磁場彎折電子束的方式就像玻璃彎折光線一樣。兩大類型是透射電子顯微術(TEM),它讓電子穿過極薄的切片以揭示內部結構;以及掃描電子顯微術(SEM),它讓一束電子掃過表面,產生看起來具立體感的視圖。兩者都能在保有真實、可分辨細節的情況下放大數十萬倍。
電子顯微術揭示了光線永遠無法呈現的精細構造——細胞器的層狀膜、線粒體內部的嵴、病毒的結構——從而徹底改變了細胞生物學。但代價高昂:電子會被空氣和水吸收,所以樣本必須被殺死、乾燥或冷凍,並置於真空中。這意味著你幾乎永遠看不到活細胞,而嚴苛的製備過程可能引入假象——由處理本身造成、活細胞中並不存在的虛假特徵。
一張單個線粒體的電子顯微照片揭示出錯綜摺疊的內膜(嵴)——這種細節即使在最好的光學顯微鏡下也完全看不見。
電子能分辨出比光精細數百倍的結構——但細胞必須先被殺死並置於真空之中。
電子顯微術幾乎從不展示活細胞:真空和嚴苛的固定會殺死樣本,而同樣的處理過程可能製造出看似真實結構、實則並不存在的假象。
又稱
另見