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　　【中國儀器網(wǎng) 行業(yè)應(yīng)用】隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷深入發(fā)展，電子顯微鏡的應(yīng)用技術(shù)也日趨廣泛，作為觀察微觀世界的“科學(xué)之眼”——電子顯微鏡所具有的高分辨、直觀性的特點是任何其他科學(xué)儀器無法代替的，電子顯微鏡對醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、冶金學(xué)以及材料學(xué)學(xué)科的發(fā)展起了的作用，電子顯微鏡在許多學(xué)科的研究工作中已成為*的常規(guī)儀器。
 

　　一、電子顯微鏡在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用及進展
 

　　農(nóng)業(yè)科技工作者在動、植物的疾病診斷、植物保護、良種繁育、品種分類和鑒定，性狀鑒別、成分分析、土壤改良等許多學(xué)科的生產(chǎn)和科學(xué)研究項目中做了大量工作，大大縮小了我國農(nóng)業(yè)電鏡與其他學(xué)科的差距。
 

　　1.掃描電子顯微鏡在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
 

　　掃描電子顯微鏡(SEM)具有景深大、圖像立體感強、分辨率高、圖像范圍大以及樣品制備過程比較簡單等優(yōu)點，已引起農(nóng)業(yè)科研人員的高度重視和青睞。掃描電鏡在農(nóng)業(yè)科研中主要是研究動植物、微生物、昆蟲等不同組織和微小器官的表面形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而加深理解它們在生理機能上的應(yīng)用，探索有機體的生活規(guī)律。如：在昆蟲方便主要是提高對其微小器官的辨別能力、提高分類水平，同時進一步弄清器官的作用，對昆蟲的外部形態(tài)進行特征描述和比較，研究其形狀變化及其規(guī)律和結(jié)構(gòu)的特征以便有更深的了。在植物方面，研究農(nóng)作物的花粉、果皮、種皮表面花紋及種子內(nèi)部結(jié)構(gòu)等特征，這在分類學(xué)上具有重要意義。在微生物方面，對研究真菌、放線菌、細菌的分類、辨別科屬、判斷病源等起較大的作用，尤其是對病菌的活動、孢子發(fā)芽、侵入寄主等，用掃描電鏡觀察均能獲得滿意的效果。
 

　　2.透射電鏡在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
 

　　透射電子顯微鏡( TEM) 主要是由電子光學(xué)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成。透射電鏡成像原理是用不帶有信息的電子射線，在通過樣品時與樣品發(fā)生作用，而當(dāng)電子射線在樣品另一面重新出現(xiàn)時，已經(jīng)帶有樣品的信息，然后進行放大處理，使人們能夠看到其內(nèi)部的微觀信息而進行解釋。當(dāng)電子束與樣品物質(zhì)相互作用時，可產(chǎn)生很多帶有樣品的信息，如透射電子、散射電子、二次電子等。透射電鏡的像反差是由入射電子通過樣品時，發(fā)生的散射吸收差、衍射差和像位差來決定成像的。在農(nóng)業(yè)生物樣品觀察中，隨著電子顯微鏡分辨率的不斷提高，電子顯微鏡圖像的清晰度已將不*取決于電子顯微鏡的分辨率，而很大程度上取決于樣品的制作技術(shù)。透射電鏡農(nóng)業(yè)生物樣品常用的制備技術(shù)有：超薄切片技術(shù)、免疫電鏡技術(shù)、負染色技術(shù)、生物大分子電鏡技術(shù)等。植物病毒作為一類侵蝕被子植物、裸子植物和蕨類植物的重要病源物，在*范圍內(nèi)引起農(nóng)作物、果樹、花卉、牧草、藥用植物的病害，造成產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，嚴重影響人類的生產(chǎn)生活。應(yīng)用電子顯微鏡技術(shù)在確定病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)、基因組織結(jié)構(gòu)及功能、病毒復(fù)制過程、病毒與寄主之間相互關(guān)系的深入了解，觀察細胞超微觀結(jié)構(gòu)病變方面具有其他方法不可替代的作用，為逐步揭示病毒的本質(zhì)，終解決病毒、病害問題奠定基礎(chǔ)。
 

　　二、電子顯微鏡在腫瘤診斷中的應(yīng)用
 

　　電鏡能夠清楚識別細胞和細胞間質(zhì)中的超微結(jié)構(gòu)，如細胞膜及其*的化
 

　　學(xué)結(jié)構(gòu)；細胞質(zhì)中的細胞器包含物、分泌顆粒、細胞核膜、核仁、染色質(zhì)；間質(zhì)中的外板、基板、纖維結(jié)合點、肌絲、肌原纖維等。不同組織類型的細胞有其特征性的超微結(jié)構(gòu)，即使是低分化腫瘤細胞仍會在很大程度上保留同源細胞的超微結(jié)構(gòu)特點，電鏡就是從這些特點上判斷腫瘤細胞的組織類型和分化程度的。如
 

　　鱗狀細胞的張力原纖維、橋粒；腺上皮細胞的連接復(fù)合體、微絨毛；橫紋肌細胞內(nèi)的肌原纖維；平滑肌細胞的肌絲等。
 

　　腫瘤細胞在超微結(jié)構(gòu)上與正常細胞有差異，主要表現(xiàn)在細胞器和超微結(jié)
 

　　構(gòu)分化不同步，鱗狀細胞癌的細胞質(zhì)中雖然有明顯的張力原纖維，但細胞間橋極少且發(fā)育差；細胞外形和超微結(jié)構(gòu)分化不同步，一些腫瘤細胞奇形怪狀，大小不一，從外形上根本無法判斷組織學(xué)類型，但在超微結(jié)構(gòu)下可以顯示組織分化的特點，如類似卵巢性腺腫瘤的宮頸腺癌 ；細胞的多向性分化，正常體細胞分化時只對特定方向的基因開放表達，故細胞分化呈單一性，而腫瘤細胞可出現(xiàn)兩個以上分化方向，在超微結(jié)構(gòu)上必然有反映，如宮頸和肺的腺鱗癌嘲；異位性分化，一種組織類型的細胞在機體內(nèi)有特定分布，但腫瘤細胞會出現(xiàn)例外，正常情況下宮頸、胸腺等組織中是看不到神經(jīng)內(nèi)分泌細胞的，但這些部位卻能發(fā)生神經(jīng)內(nèi)分泌小細胞癌。
 

　　電鏡對于腫瘤的診斷并不優(yōu)于光鏡，一般也不用于判斷腫瘤的良惡性，因為從細胞的超微結(jié)構(gòu)上還沒有哪一種結(jié)構(gòu)足以區(qū)別腫瘤的良惡性，尤其是對高分
 

　　化的腫瘤。要想使電鏡保持其無以替代的地位，發(fā)揮更大的作用，提高診斷水平，就必須從幾個方面得到發(fā)展和提高。，改進和簡化標(biāo)本的制備過程，開發(fā)新的固定包埋材料。在保持特異性和敏感性的條件下，降低對標(biāo)本的要求，以適應(yīng)多種類型標(biāo)本的檢查(新鮮組織、甲醛固定組織、石蠟包埋組織、實體組織、液體標(biāo)本、細胞標(biāo)本)；第二，觀察者要有豐富的光鏡診斷經(jīng)驗，同時還要熟悉組織超微結(jié)構(gòu)及其病理，總結(jié)積累電鏡下各種腫瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)和要點；第三，除了擴大常規(guī)電鏡在臨床腫瘤診斷中的應(yīng)用，還應(yīng)積極將新型電鏡引人人體腫瘤的研究和診斷，拓展病理診斷的新領(lǐng)域。隨著電鏡方法學(xué)的發(fā)展，電鏡診斷技術(shù)必將有更大的變化和提高。

 

　　三、掃描電子顯微鏡在刑事案件技術(shù)檢驗中的應(yīng)用
 

　　當(dāng)前，隨著社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展，犯罪分子反偵查手段的科技含量也在不斷提高，作案手段越來越呈現(xiàn)多樣化、智能化，偽裝、偽造現(xiàn)場、毀滅物證等問題日益突出。許多刑事犯罪現(xiàn)場被人為掩蓋或破壞，偵查與反偵查的較量日趨激烈。在這場較量中，刑事技術(shù)發(fā)揮著*的作用。掃描電子顯微鏡由于其放大倍數(shù)率、分辨率和靈敏度高，同時具有快速、簡便、檢材用量少且不破壞檢材等特點，成為刑事技術(shù)檢驗的重要工具，大大提高了微量物證在刑事案件偵破中的利用價值。
 

　　爆炸案件能否偵破，關(guān)鍵在于在現(xiàn)場能否找到與犯罪相關(guān)的物證，并通過檢驗為破案提供信息。但是，由于爆炸會對現(xiàn)場造成巨大破壞，其他刑事案件中常見的指紋、足跡等與人相關(guān)的物證已很少存在，因此，爆炸殘留物的提取和檢驗在爆炸案件偵破中具有十分重要的意義。利用掃描電子顯微鏡結(jié)合X射線衍射儀對爆炸殘留物進行形態(tài)觀察和元素分析，可以有效地確定炸藥的成分、種類、特點，進而給偵查提供方向，為破案提供證據(jù)。
 

　　在刑事案件和交通案件中，經(jīng)常遇到被撞碎的燈泡殘片，確定涉案中燈泡是在開燈或者閉燈狀態(tài)時被撞碎，對案件的偵查和道路交通事故的責(zé)任認定具有重要的意義。利用掃描電子顯微鏡對殘存燈絲狀態(tài)進行觀察和檢驗，確定熱斷或者冷斷，說明燈泡的開閉。
 

　　槍彈發(fā)射過程所形成的射擊殘留物是槍擊案件中一種重要的法庭物證，射擊殘留物分析的結(jié)果對槍擊案件性質(zhì)的判斷、案件現(xiàn)場的重建、案件的偵查和法庭審判都具有重要的價值。射擊殘留物是指射擊時從槍口或槍支機件縫隙中噴射出的火藥燃燒生成的煙垢、未*燃燒的火藥顆粒、微量金屬屑和槍油等。氣體燃燒形成的殘留物一部分沉積在目標(biāo)上，一部分沉積在射擊者的手、臂和前胸等部位，以手上居多。射擊殘留物的無機成分來源于槍彈的底火，具有*的化學(xué)成分，如Sn、Pb、Sb、Ba等，粒徑一般在0.1～30 um 之間。射擊殘留物的發(fā)現(xiàn)、提取和檢驗，有助于偵查人員獲取槍擊案件的有關(guān)信息，是偵破槍擊案件的線索，也是證實犯罪的證據(jù)和判斷案件性質(zhì)(自射、他射)的重要依據(jù)。
 

　　四、利用TEM鑒定爽身粉中的石棉
 

　　滑石、金云母、粘土、白云石、淡斜綠泥石等礦物是化妝品中常用的輔料，這些礦物形成過程中常常伴生有石棉，如閃石石棉是滑石中常見的礦物之一。石棉進人人體或與皮膚直接接觸，將會影響人們的身體健康。
 

　　石棉屬于硅酸鹽類，是一種可剝分為柔韌細長纖維的硅酸鹽礦物，按其成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通常分為蛇紋石石棉和角閃石石棉兩大類。蛇紋石石棉也稱溫石棉；角閃石石棉由于含有鈉、鈣、鎂和鐵，按成分不同，有青石棉、鐵石棉、直閃石石棉、透閃石石棉、陽起石石棉等。透射電鏡具有更高的分辨率，可準(zhǔn)確鑒定粉狀化妝品中石棉的形貌和存在類型，是國外石棉鑒定標(biāo)準(zhǔn)中使用多的方法I川。特別是對于大氣粉塵、水體中的石棉檢測，電鏡法十分有效。
 

　　石棉屬于纖維狀礦物，纖維狀是指縱橫徑之比大于3：1的粉塵，在透射電子顯微鏡中，不同種類石棉具有一定的選區(qū)電子衍射圖譜。閃石類石棉結(jié)構(gòu)類型和衍射圖譜差異較大，根據(jù)選區(qū)電子衍射圖譜即可輕易判斷，但考慮到不同礦區(qū)閃石類石棉晶胞畸變導(dǎo)致衍射圖譜的位移和儀器測量誤差，故判斷范圍適當(dāng)擴展。蛇紋石和角閃石礦物本身可有纖維結(jié)構(gòu)或非纖維結(jié)構(gòu)兩種，有纖維結(jié)構(gòu)的蛇紋石和角閃石才稱為石棉，且纖維狀蛇紋石石棉與綠泥石成分相近，因此，常規(guī)準(zhǔn)確鑒定樣品中是否含有石棉，需采用偏光顯微鏡和x射線衍射相結(jié)合的方法，但對于極為微小的石棉偏光顯微鏡就顯得無能為力。透射電子顯微鏡恰恰彌補了常規(guī)檢測中遇到的問題，根據(jù)石棉的形貌、電子衍射圖譜和能譜結(jié)果，可確定石棉的結(jié)構(gòu)類型和晶格常數(shù)，從而判斷爽身粉中是否含有石棉。