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显微镜
microscope
将微小物体或物体的微细部分高倍放大，以便观察的仪器或设备。它广泛应用于工农业生产及科学研究。生物学和医学工作者在业务中也经常使用显微镜。大致分为光学显微镜和电子显微镜。
光学显微镜即以可见光为光源的显微镜。
普通的光学显微镜在结构上可分为光学系统和机械装置两个部分。
光学系统主要包括目镜、物镜、聚光器、光阑及光源等部分。
机械装置主要包括镜筒、镜柱、载物台、镜座、粗细调节螺旋等部分（图1[光学显微镜]）。
其基本光学原理如图2[光学显微镜成像原理模式图],图中左边小的凸透镜代表短焦距的一组透镜，称物镜。
右边大的凸透镜代表长焦距的一组透镜，称目镜。
被观察的物体(AB)放在物镜焦点(f)稍外的地方。
物体的光线通过物镜后在目镜焦点(f)稍内方形成一个倒立的放大实像(BA)。
观察者的眼睛通过目镜将该实像(BA)进一步放大为一个倒立的虚像(BA)。
目镜位于显微镜筒的上方，一般由两个凸透镜构成。它除了进一步扩大物镜所形成的实像之外，也限制了眼睛所观察的视野。按放大率分,常用目镜有5倍、10倍和15倍三种。
物镜一般位于显微镜筒的下方，接近所观察的物体。
由8～10片透镜组成。
其作用一是放大(给物体造成一个放大的实像）,二是保证像的质量,三是提高分辨率。
常用物镜可按放大率分为低倍(4×)、中倍(10×或20×)、高倍(40×)和油浸物镜(100×)。
多个物镜共同镶在换镜转盘上，可以按需要转动转盘选择不同倍数的物镜。
显微镜的放大倍数为目镜倍数乘物镜倍数，如目镜为10倍，物镜为40倍,则放大倍数为40×10倍（放大400倍）。优良的显微镜可放大2000倍，可分辨相距1×10cm的两点。
当白光通过凸透镜时,波长较短的光（蓝紫色）,其折射度大于长波长的光（红橙色），因此，成像时在像周出现各色光谱围绕,并且有一圈蓝色或红色的辉光,这种颜色上的缺陷称为色差。
由于光线进入（和离开）透镜镜面各部分的角度不同，从透镜四周透过的光线与从透镜中心透过的光线相比，其折射角度较大。
因此，成像时在像周出现模糊而歪曲的影像。
在通过一定厚度的某种透明介质时，光波的速度就会降低，但是光的亮度未变。
光波在通过该透明介质后比一直在空气中前进的另一条光波迟滞了波长，因而两条光波出现了位相的变化（位相差）。
电镜切片的制作步骤与光镜切片类似，也是由固定、脱水、包埋、切片和染色等程序组成：首先从欲观察的标本上取材,体积约1。
通过戊二醛和四氧化锇双固定后，逐级酒精（或丙酮）脱水,环氧树脂包埋,超薄切片机切片。
在电镜中像的形成是组织片各个部分对电子束的电子产生不同散射的结果，标本中致密的地方(细节)散射强。
可使用各种重金属盐染色以增加反差，常用的是醋酸铀和枸橼酸铅复染。
由于电子束穿不透玻璃，染好的薄膜切片放在小铜网格上作电镜观察。
冷冻蚀刻技术是50年代发明、后来经过改进的一种新的电镜标本加工技术。
其主要原理是把液氮内快速超低温(-200℃)冷冻的生物标本放在真空冷冻装置里断裂，从而将不同部位的细胞器内部结构暴露出来，表现出高低不等的三维结构。
在新形成的折断面上喷镀一层铂金碳膜（复型）。
将已镀膜标本在强酸或强碱性腐蚀溶液里消化，复型膜即漂浮、经打捞、清洗，放在小铜网上进行电镜观察和照相。
冷冻蚀刻技术在细胞生物膜结构（如细胞膜、线粒体、内质网等）的研究上发挥了重大作用。
扫描式电子显微镜(SEM)标本较厚的表面要产生一个电子光学图像就要采用电子扫描法（图9[扫描电子显微镜结构示意图]）。
扫描电镜的电子枪和电磁透镜的结构原理类似透射电镜。
电子枪产生的大量电子通过三组电磁透镜的连续会聚形成一条很细的电子射线（电子探针）。
这条电子射线在电镜筒内两对偏转线圈的作用下，顺序在标本表面扫描。
由于来自锯齿波发生器的电流同时供应电镜镜筒内的和显示管的两组偏转线圈，使得显示器的电子射线在荧光屏上产生同步扫描。
从标本上射出的电子经探测器收集，被视频放大器放大并控制显示管亮度。
因此在荧光屏上扫描的亮度被标本表面相应点所产生的电子数量所控制，因而在荧光屏上显示出标本的高倍放大像。
通过控制两套偏转线圈的电流便可控制放大率的倍数。
另外安装有一个同样的照相用同步扫描显示管。
扫描电镜标本制作中，既要脱水又要基本保持其自然状态，因此使用标本的临界冷冻干燥技术：将组织表面清洗干净，经戊二醛和四氧化锇双重固定，逐级丙酮脱水。
由于乙酸戊酯与液化Co置换十分容易,因此首先用梯度乙酸戊酯置换丙酮。
然后将标本放入密闭耐压室内，导入液态Co，使之浸没标本。
很快Co将标本内乙酸戊酯完全置换出来，将后者排出耐压室。
同时耐压室内的液态Co与迅速蒸发的气态Co分子之间的互变达到动态平衡。
使温度逐渐上升,液态Co蒸发加快而密度相应降低。
达到Co的临界温度31.1℃时,气、液二相密度相同，二相的差异完全消失，即达到相的平衡，此时表面张力为零。
使温度继续保持在稍高于临界温度的条件下，缓慢排出Co气体,当Co排尽时,标本即已干燥。
取出干燥好的标本，经真空喷镀一层碳合金，或放入离子镀膜机内镀铂和金，以增加标本的导电能力，加强反差和增强标本的稳定性。
然后即可进行扫描电镜观察。
扫描电镜具有分辨率高、景深长、视野广、显示三维立体结构、便于观察和标本制备简单等许多优点，在生物学及医学上应用愈来愈多，用以观察和研究生物标本的表现形态和内部立体结构。
扫描电镜的分辨本领已达到70的水平，已可以直接观察脱氧核糖核酸(DNA)的分子结构。
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