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1、主讲人：马继波主讲人：马继波泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院课程设置课程设置总学时：总学时：32 （理论（理论20，实践，实践12）考核方式：综合考核（考试考核方式：综合考核（考试+实践实践+平时）平时）泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院教材教材泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院教学内容教学内容第第1章章 显微技术发展简史显微技术发展简史第第2章显微镜及其附加设备章显微镜及其附加设备第第3章显微镜解剖及切片技术章显微镜解剖及切片技术第第4章荧光显微技术和荧光染色章荧光显微技术和荧光染色第第5章显微操作技术章显微操作技术第第6章显微记录方法
2、章显微记录方法泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院第第1章章 显微技术发展简史显微技术发展简史1.1显微镜的发明史显微镜的发明史1.2显微解剖切片机发展史显微解剖切片机发展史1.3染色技术发展史染色技术发展史泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1.1显微镜的发明史显微镜的发明史1.1.1显微技术的概念显微技术的概念1.1.2显微镜的发明史显微镜的发明史1.1.3显微镜的用途显微镜的用途1.1.4显微镜技术的发展方向显微镜技术的发展方向泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1.1.1显微技术的概念显微技术的概念生物显微技术是指在显微镜的观测范围内生物
3、显微技术是指在显微镜的观测范围内用生物材料作实验对象的专门技术。用生物材料作实验对象的专门技术。主要包括生物的组织、细胞化学，生物切主要包括生物的组织、细胞化学，生物切片技术，显微观察，绘图测量及显微摄影片技术，显微观察，绘图测量及显微摄影技术，显微注射、切割、挑离等操作技术，技术，显微注射、切割、挑离等操作技术，还包括显微镜及相关设施的使用和保养。还包括显微镜及相关设施的使用和保养。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1665年，从英国物理学家罗伯特年，从英国物理学家罗伯特.虎克发现虎克发现细胞开始，产生了显微技术。细胞开始，产生了显微技术。罗伯特罗伯特.虎克：第一位显微技术
4、学家虎克：第一位显微技术学家泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1.1.2 显微镜的发明史显微镜的发明史我国伟大科学家墨子早在二千多年前就研我国伟大科学家墨子早在二千多年前就研究了放大和缩小的作用，即研究了放大的究了放大和缩小的作用，即研究了放大的基本原理。中国人戴眼睛已有一千多年的基本原理。中国人戴眼睛已有一千多年的历史，是世界上最早的。历史，是世界上最早的。因此可以说显微镜是中国人最早发明的因此可以说显微镜是中国人最早发明的 。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院国外国外对大自然打磨的奇妙石头的记忆一直延续对大自然打磨的奇妙石头的记忆一直延续到公元到公元1世
5、纪初，在罗马哲学家的笔记中，世纪初，在罗马哲学家的笔记中，它们被称为它们被称为“放大器放大器”（magnifier）或）或“点火石点火石”（burning glasses）。）。直到直到13世纪，这些石头终于从脚下一路登世纪，这些石头终于从脚下一路登鼻子上脸，被赐名透镜（鼻子上脸，被赐名透镜（lense），因为它），因为它们长得好像一颗小扁豆（们长得好像一颗小扁豆（lentil）。）。 泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院小扁豆小扁豆”又被人们粘进一根细长筒里。人又被人们粘进一根细长筒里。人们就像看万花筒一样，举着这个小筒偷看们就像看万花筒一样，举着这个小筒偷看跳蚤打架，所以这
6、只筒名叫跳蚤打架，所以这只筒名叫“跳蚤镜跳蚤镜”。 泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院15501600 年荷兰人詹森年荷兰人詹森 于于1590 年制造了年制造了第一台由二块透镜组成的复式显微镜。第一台由二块透镜组成的复式显微镜。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院16001650 年伽利略年伽利略进一步发展了显微镜进一步发展了显微镜技术，制造了几台更技术，制造了几台更完善的显微镜，并提完善的显微镜，并提出出“显微镜显微镜”这一术这一术语。语。泰山学院生物与酿
7、酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1611年开普勒提议复式显微镜的制作方法。年开普勒提议复式显微镜的制作方法。16501700 年建立了第一架显微镜镜架，年建立了第一架显微镜镜架，有螺旋调焦机构，并用油灯作人工光源，有螺旋调焦机构，并用油灯作人工光源，在油灯前放集光镜使光线会聚，作被观察在油灯前放集光镜使光线会聚，作被观察物体的反射照明
8、。物体的反射照明。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院在在1695 年惠更斯设计成功二片式目镜，这年惠更斯设计成功二片式目镜，这就是至今仍采用的惠更斯目镜。就是至今仍采用的惠更斯目镜。 17001750 年制成了透射光显微镜，利用年制成了透射光显微镜，利用平面和凹面反光镜使光线自下往上进行照平面和凹面反光镜使光线自下往上进行照明。明。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院17501800 年发明消色差透镜，制造了具有粗调年发明消色差透镜，制造了具有粗调及微调的调焦机构，并出现了聚光镜，载物台上及微调的调焦机构，并
9、出现了聚光镜，载物台上标本可借助螺杆进行移动。标本可借助螺杆进行移动。18001850 年制造了成套消色差物镜，其中有高年制造了成套消色差物镜，其中有高达达100X 的消色差物镜，利用皮腔照相机进行显的消色差物镜，利用皮腔照相机进行显微摄影，提出要观察细小物体需要大的数值孔径。微摄影，提出要观察细小物体需要大的数值孔径。1847 年蔡司耶拿厂成批生产了年蔡司耶拿厂成批生产了2000 台直筒显微台直筒显微镜。镜。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山
10、学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学
11、院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院齿轮齿轮泰山学院生物与酿酒工程学院
12、泰山学院生物与酿酒工程学院齿轮泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院水生显微镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院18501900 年已能成批生产带年已能成批生产带“C”型弯臂型弯臂及马蹄型底脚的直筒显微镜，弯臂可倾斜，及马蹄型底脚的直筒显微镜，弯臂可倾斜，
13、出现了暗视野聚光镜，并制造了反射照明出现了暗视野聚光镜，并制造了反射照明器，光学设计上计算成功高质量消色差物器，光学设计上计算成功高质量消色差物镜。镜。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1876年阿比：剖析影像在显微镜中成像所年阿比：剖析影像在显微镜中成像所产生的绕射作用，试图设计出最理想的显产生的绕射作用，试图设计出最理想的显微镜。微镜。1886年阿贝计算成功复消色差物镜，出现年阿贝计算成功复消色差物镜，出现斜筒目镜，并利用库勒照明照明标本。斜筒目镜，并利用库勒照明照明标本。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1886年蔡司打破一般可见光理论上的极年蔡司打破
14、一般可见光理论上的极限，他的发明限，他的发明阿比式及其它一系列阿比式及其它一系列的镜头为显微学者另辟一新的影像天地。的镜头为显微学者另辟一新的影像天地。德国化学家德国化学家O肖特成功地研制出供制作肖特成功地研制出供制作透镜的优质光学玻璃。他们和德国显微透镜的优质光学玻璃。他们和德国显微镜制作家卡尔镜制作家卡尔蔡司合作，建立了蔡司蔡司合作，建立了蔡司光学仪器厂，于光学仪器厂，于1886年生产出具复消色年生产出具复消色差油镜的现代光学显微镜，达到了光学差油镜的现代光学显微镜，达到了光学显微镜的分辨限度。显微镜的分辨限度。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院19001950 年出现了
15、波长年出现了波长=275 纳米的紫纳米的紫外光显微镜，利用它观察生物标本对紫外外光显微镜，利用它观察生物标本对紫外线的吸收性，并提高分辨率。线的吸收性，并提高分辨率。出现了干涉显微镜，相衬显微镜，计算了出现了干涉显微镜，相衬显微镜，计算了平场消色差物镜，制造了具有大物镜的体平场消色差物镜，制造了具有大物镜的体视显微镜，并能制造透反射的万能显微镜。视显微镜，并能制造透反射的万能显微镜。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1930年年lebedeff设计并搭配第一架干涉显微设计并搭配第一架干涉显微镜。镜。Zermicker在在1932年发明出相位差显微年发明出相位差显微镜，可观察活
16、细胞的种种细节。镜，可观察活细胞的种种细节。1952年年Nomarski发明干涉相位差光学系统，发明干涉相位差光学系统，次发明不仅享有专利，并以发明者本人名次发明不仅享有专利，并以发明者本人名字名之。字名之。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院至今现在，按照各种科学领域及研究对象至今现在，按照各种科学领域及研究对象的不同要求，利用不同的光学原理，已设的不同要求，利用不同的光
17、学原理，已设计制造出多种多样的显微镜，计制造出多种多样的显微镜， 泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院电镜电镜在在1924年，年，32岁的德布罗意证明电子也和岁的德布罗意证明电子也和光子一样具有波动性，其波长本身就比光光子一样具有波动性，其波长本身就比光子短。这位未来的法国公爵和德国亲王，子短。这位未来的法国公爵和德国亲王，早年曾毕业于历史专业，却在刚刚萌发科早年曾毕业于历史专业，却在刚刚萌发科学兴致不久投身第一次世界大战。学兴致不久投身第一次世界大战。上述研究使德布罗意马上博士毕业，上述研究使德布罗意马上博士毕业，5年后，年后，为他赢得了诺贝尔物理学奖。为他赢得了诺贝尔物理学
18、奖。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1931年，一束轻盈的电子在一米多高的巨型年，一束轻盈的电子在一米多高的巨型金属柱中加速，继而被汇聚在一些小网格样金属柱中加速，继而被汇聚在一些小网格样品上，将小格放大了品上，将小格放大了14.4倍。这台试验品就倍。这台试验品就被定义为被定义为“世上第一台电子显微镜世上第一台电子显微镜”（电镜）。（电镜）。它标志人类首次以电代光它标志人类首次以电代光“照照”出了物体的出了物体的影像。执行这项工程的德国科学家卢斯卡也影像。执行这项工程的德国科学家卢斯卡也因此在因此在55年后被颁予诺贝尔奖。年后被颁予诺贝尔奖。 泰山学院生物与酿酒工程学院泰山
19、学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1952年，英国工程师年，英国工程师Charles Oatley制造出制造出了第一台扫描电子显微镜了第一台扫描电子显微镜(SEM)。1988年年 共轭焦扫描显微镜广泛使用。共轭焦扫描显微镜广泛使用。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1.1.3显微镜的用途显微镜的用途利用光学原理及明视场、暗视场、相衬、利用光学原理及明视场、暗视场、相衬、微分干涉相衬、荧光、偏光等。加配各种微分干涉相衬、荧光、偏光等。加
20、配各种附件，如摄影、示教镜等可广泛地应用于附件，如摄影、示教镜等可广泛地应用于解剖学解剖学、生物学生物学、组织学组织学、药物学药物学、地质地质学学、微纤维学微纤维学、土壤研究土壤研究、皮革工业皮革工业、医医学学、射线学射线学、血清学血清学、毒物学毒物学、兽医学兽医学，泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院在在病虫害防治病虫害防治、检疫检疫、中草药鉴定中草药鉴定、石油石油探矿探矿、木材鉴定木材鉴定、纤维品质检定纤维品质检定、法医学法医学、考古学考古学、矿物学以及其它工业材料和工业矿物学以及其它工业材料和工业产品产品等广泛应用。等广泛应用。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒
21、工程学院1.1.4显微镜技术的发展方向显微镜技术的发展方向技术上将更快地向定量显微术方向发展；技术上将更快地向定量显微术方向发展；在仪器上不论是光学显微镜还是电子显微镜，在仪器上不论是光学显微镜还是电子显微镜，都将从单一功能的仪器向多功能组合的大都将从单一功能的仪器向多功能组合的大型仪器发展；型仪器发展；在操作上将在更大程度上引入电子学技术，在操作上将在更大程度上引入电子学技术，从而向更高的自动化操作发展；从而向更高的自动化操作发展；图象分析技术将迅速地在显微技术中广泛的图象分析技术将迅速地在显微技术中广泛的应用；应用；设法解决在超微结构水平上作活体的观察。设法解决在超微结构水平上作活体的观察
22、。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1.2显微解剖切片机发展史显微解剖切片机发展史1665年罗伯特年罗伯特.虎克虎克植物解剖学植物解剖学，小刀削木栓。，小刀削木栓。1682格雷韦，世界上最早的格雷韦，世界上最早的植物解剖学植物解剖学。1770年年John Hill 首次发明制作一种圆筒式切片机。首次发明制作一种圆筒式切片机。1775年年 Custance 发明另一种卧式切片机。发明另一种卧式切片机。1787年年Adams 易操纵的切片机。易操纵的切片机。1830年年Pritchard制造另一种切片机。制造另一种切片机。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院183
23、9年切片机在法国的年切片机在法国的Chevalier的著作中的著作中首先提到。首先提到。显微镜切片学在显微镜切片学在1885年出版的李氏年出版的李氏显微显微切片学家手册切片学家手册问世后，正式确定，该书问世后，正式确定，该书也是国际上公认的现代显微技术的最早、也是国际上公认的现代显微技术的最早、最著名的书籍。最著名的书籍。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1856年年 Welcker 首次设计制作小型的台式切片首次设计制作小型的台式切片机。机。1859年冷冻切片和冷冻切片机年冷冻切片和冷冻切片机泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院滑动切片机和旋动切片机滑动切片
24、机和旋动切片机泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1.3染色技术发展史染色技术发展史1.3.1显微技术的用具及其方法演进显微技术的用具及其方法演进1.3.2染色技术发展史染色技术发展史泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1.3.1显微技术的用具及其方法演进显微技术的用具及其方法演进夹木（固定装置）夹木（固定装置）载玻片（载玻片（75*25*1mm）盖玻片（盖玻片（0.17mm）染色缸和染色片架染色缸和染色片架:1895年年Borinmann 首创。首创。1897年年Coplin重新改良，使用至今。重新改良，使用至今。烫板烫板包埋模具包埋模具温箱温箱泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1.3.2染色技术发展史染色技术发展史染色：染色：单染、复染、多染单染、复染、多染染料染料：天然和人工合成染料：天然和人工合成染料泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院固定剂固定剂脱水剂脱水剂包埋剂包埋剂封藏剂封藏剂泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院
