提高电子显微镜使用效率的方法探讨

陈明霞

（西安交通大学 医学院电镜室，陕西 西安 710061）

电子显微镜（电镜）因能够观察分子乃至原子形态，已经越来越受到世人的瞩目，在观察纳米材料的微细结构及生物医学方面观察细胞超微结构是其他设备不可取代的，在形态学的研究中已成为不可缺少的科研工具与手段。如何提高电镜的使用效率，使电镜能够发挥最大的作用，除了需要技术人员有较高的电镜样品制备技术及熟练的电镜操作技能外，合理的电镜实验安排、电镜知识的普及等也是非常重要的。本实验室在长期的服务中，建立了一套较完整的服务体系，使电镜在对外开放实验中发挥了较大作用。

1 电镜的特点和应用

电镜是能够观察样品极细微结构的大型精密仪器，具有极高的分辨率、放大倍率和原子级的观察尺度[1]，可以安装一系列的附件，如CCD数码照相系统，特别方便图像的直接存储，并具有对样品图像进行编辑及分析等功能；低温电镜三维重构技术可以获得分子量巨大的超分子复合体系的纳米分辨率三维结构[2－3]，扩大了电镜的性能及其使用范围。

电镜除了在农林科学、地质、材料及国防尖端科学等领域有应用外，在生物医学方面也是必不可少的实验手段，特别是近年来电镜在医学临床诊断学方面发挥了非常重要的作用，如肾脏疾病、白血病及肿瘤的诊断等，电镜起着决定性的作用[4－5]，另外，对纳米材料的形态学观察，电镜也是唯一的有效工具。

2 电子显微镜技术人员的培养

提高电子显微镜的使用效率，首先要有技术过硬的专业队伍。为电镜观察提供样品的技术有许多种，其中生物医学的电镜样品制作技术最为复杂，从取材、固定、脱水、包埋到超薄切片，程序繁琐，实验周期长，技术要求很高，所以需要有专门的技术人员操作才能保证电镜观察[6]。电镜的日常操作、维护非常重要，而且要有专门的技术人员操作和指导才能保证电镜的正常使用。对此，本实验室对技术人员除了有明确的分工外，要求他们对电镜最基本的实验技术及电镜操作都能够掌握，做到既有明确的分工，又有相互配合，保证电镜的正常运转。随着科学技术的迅猛发展，电镜实验的新技术、新方法也在不断涌现，实验方法的提高可以带来新的研究成果，所以，我们除了加强对技术人员基本知识和基本技能培养外，尽量多地参加国内的专业会议，了解国内外电镜的发展，掌握新技术、新方法，更好地利用电镜为科研服务

3 电子显微镜的使用

3.1 利用教学实验手段，提高医学生对电镜的认识

在研究生和本科生的“细胞超微结构病理与电镜技术”和“医用电子显微技术”的选修课上，除了理论课采用多媒体教学外，还增加了动画，加强学生对电镜的感性认识。在研究生教学中增加了实验课时，加大了学生对电镜操作及电镜观察的实习力度，使学生除了在理论课上了解电镜的基本知识外，充分利用实验课的见习、实习进一步了解了电镜基本结构、电镜样品的制备、电镜在基础医学及临床医学方面的应用等[7]，为今后利用电镜进行科学研究打下专业基础。我们还对本科生开放电镜实验，让学生了解电镜的特点及应用，并亲自动手制作电镜样品，完成电镜观察，使学生对电镜的使用产生了很大的兴趣。

3.2 合理安排电镜实验，提高电子显微镜使用率

随着电镜的自动化、智能化程度的快速发展，电镜从单纯的形态学研究走向了测试应用。为了充分发挥电镜在科学研究中的作用，国家科委在1982年提出了电子显微镜作为大型精密仪器要实行集中管理、资源共享、开放共用的指导思想[8]。为了做好电镜的对外开放、对外服务工作，我们制定了一系列的实验操作规程及规章制度，规定每周四为集中制作电镜样品的时间，对特殊样品采取随到随做的原则，对电镜观察采取提前1周预约的方式，每周末安排下周的电镜观察时间，对于重大课题或急需要电镜结果的课题优先安排，这些措施提高了电镜的使用率。

用电镜观察细胞结构的变化是一项非常复杂的工作，需要积累一定的经验、掌握一定的知识才能够对图像正确描述，对大多数观察者来说，刚开始的观察都是非常困难的。鉴于此情况，在每位电镜观察者的观察过程中，我们采取专人指导观察并反复讲解图像，直到他能够自己观察样品为止。另外，对于既需要电镜实验结果而又没有时间操作电镜的研究人员，我们根据他们的实验要求代为观察、拍照，并将结果以书面报告的形式提供给实验者。

在新购置的电镜安装结束后，对校内实行免费观察4个月的时间。在此期间吸引了众多的研究人员前来进行电镜实验及电镜观察，既为新电镜做了宣传，也使电镜的使用效率大大提高。

3.3 利用电镜优势，协助临床医生诊断

生物医学电子显微镜技术是研究动植物及人体在正常和疾病状态下组织细胞的超微结构变化规律的一项技术，是在形态学领域的研究过程中必不可缺少的一门实验技术[9]，特别是在临床上疾病的研究和诊断方面应用非常广泛，有些疾病的诊断必须依靠电镜下的观察结果方能确诊。因此，对临床送来的需要协助诊断的病例标本，采取随到随做的原则，尽快给出电镜结果，协助临床医生正确诊断。

3.4 改进医学电镜实验方法，扩大电镜使用范围

为了充分发挥电镜的作用，我们对生物医学的电镜实验方法进行了研究、改进，并应用于材料科学的多种样品中，收到了非常好的效果，如固体材料的超薄切片的方法、粉末材料的负染色方法、液体材料的四氧化鋨熏染方法及冰冻蚀刻方法等，解决了许多非医学专业电镜样品制作的难题，扩大了电镜的使用范围。

3.5 坚持日常维护，提高电镜的完好率

提高电镜的使用效率，首先要保证电镜能正常运转，因此平时对电镜的维修和保养很重要。为此，建立了严格的电镜维修制度，规定每周在固定时间进行维修检查，及时发现问题，保证电镜的正常运转。电镜操作和维修人员除了要有过硬的维修技术外，平时遇到电镜故障要及时维修，力争将故障率降到最低；为电镜维修建立维修档案，在每次的电镜观察结束后及时填写电镜使用记录，随时掌握电镜运转的动态。

4 利用学校的政策支持提高电镜的使用率

为解决大型精密仪器在使用过程中经费不足的问题，学校设立了大型精密仪器运行补助基金和维修基金，为电子显微镜的使用提供了一定的保障。大型精密仪器维修基金的设立，虽然是部分补贴，但也解决了由于不能承担高额的维修费用而使电镜停止运转的问题。大型精密仪器运行补助基金用于资助使用电镜的补贴，使用电镜者申请后可以得到一半的实验经费补助。补助基金解决了实验人员由于经费不足而减少实验次数的问题，使受助的科研项目可以观察更多的电镜样品。大型精密仪器运行补助基金和维修基金的使用，提高了仪器设备的利用率及完好率[10]，使电镜的运行进入良性循环状态。

5 结束语

提高电镜的使用效率，一是电镜要有较高的完好率，出现故障能够及时维修，保证电镜能正常运转；二是要有一支技术全面的专业队伍，实验技术人员要有较强的业务能力和高度的责任心，要团结协作、相互沟通[11－13]；三是要有科学的管理，要合理安排电镜实验时间，要分清轻重缓急；四是有赖于学校在实验经费上的大力支持，使电镜运行效率提高。

（References）

[1] 杨勇骥.实用生物医学电子显微镜技术[M].上海：第二军医大学出版社，2003.

[2] 张凯，张艳，胡仲军，等.电子显微三维重构技术发展与前沿[J].生物物理学报，2010，26（7）：533－559.

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[7] 樊小军，陈明霞，刘衍晟，等.医用电子显微技术课程教学探讨[J].西北医学教育，2009，17（5）：977－978.

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[10] 王全喜，倪锋，吕铁军，等.加强大型精密仪器设备管理的探讨[J].实验技术与管理，2010，27（4）：179－183.

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[12] 王红英.浅谈搞好病理生理学实验准备工作的几点体会[J].医学教育研究，2003（2）：24－25.

[13] 刘鹤，荆晶，王曦.高校实验室管理工作的定位与思考[J].实验技术与管理，2012，29（5）：21－24.