电镜成像技术在生物医学中的应用
在生物医学领域内,电镜成像技术已渗入到各个学科,应用日益广泛。电镜技术不仅是医学基础形态学科研究中不可或缺的工具,而且为临床疾病的病理研究和诊断提供了更为宽广和深入的应用领域,这里仅举几例略作简单介绍。
1. 在细胞和分子生物学方面的应用
电镜技术大大推动了细胞生物学的发展,把细胞学的研究更进一步提高到超微结构的水平。例如,对光镜下已经发现的细胞器如线粒体、中心体的结构和功能,在电镜下有了新的和更深入的了解;对光镜下争论不休的高尔基器,在电镜下得到了证实并作了深入的研究;在电镜下发现了许多新的细胞器和结构,如内质网微体,微管、微丝等。此外,电镜技术还对细胞的膜系统、细胞骨架和细胞连接的研究起着重要作用。近年来,采用多种电镜技术相结 ,使人们能够对细胞各部分的结构、代谢和功能联系起来,进行动态的研究,从而极大地丰富了细胞生物学的内容。
电镜技术对分子生物学的研究也作了很大的贡献。例如,电镜对染色质和染色体的研究为分子遗传学提供了大量的形态依据;对核糖体的研究使蛋白质合成机制得到了较好的阐 明,对生物大分子的研究促进了遗传工程学科的发展等。
2. 在组织学中的应用
电镜技术大大丰富了组织学的内容。例如,对于肌组织,电镜下揭示了肌细胞内粗丝和细丝的排列和结构,为阐明肌肉收缩的机理提供了形态学基础;对于神经组织,通过对突触超微结构的研究,使人们对神经细胞的结构和功能有了进一步了解;对于循环系统,透射电镜不仅能观察各种毛细血管的微细结构,而且扫描电镜的血管铸型技术还能研究毛细血管在各种组织和器官中的空间分布。总之,电镜技术已成为组织学研究中最重要的工具之一。
3. 在微生物学中的应用
主要包括两个方面,一是对光镜下看得见的原虫、真菌、细菌等作进一步的超微结构研究;二是电镜技术对病毒学的发展起着重要的作用,如:① 发现和鉴定新的病毒;②研究病毒形态结构和在细胞内形态发育过程;③临床病毒性疾病的诊断,运用负染色技术和免疫电镜技术,可以协助病毒感染性疾病的诊断,如对天花、水痘、单纯疱疹痘泡液的检查;对一些很难进行组织培养的病毒(如肝炎病毒、轮状病毒)和不引起细胞明显病变的病毒(风 疹,鼻病毒),电镜往往是鉴定和诊断的可靠手段。
4. 在病理研究及临床诊断方面的应用
电镜技术推动了超微结构病理学和诊断学的进展,比较突出的如: ①血液病研究。血细胞的超微结构研究已为贫血性疾病、血小板疾病、各种白血病的鉴别诊断提供了大量资料;②肿瘤研究,电镜技术可为肿瘤的诊断和病因研究提供资料, 对其他影像设备和光镜下不易确定的某些肿瘤,有时只有通过超微结构观察才能解决; ③肾病的研究。由于各种肾病的超微结构病变各具特点,肾活检标本的电镜观察有助于早期诊断。如根据肾小球基底膜的改变,结合其他超微结构病变将肾小球疾病进行新的分类,根据各种病变的特征可鉴别硬化性肾炎,先天性肾炎和抗原抗体复合物造成的免疫性肾病等; ④其他疾病的研究。如对肝脏、胃、肠、气管、皮肤、肌肉等疾病开展超微结构病理活检工作,获得了很多有价值的资料,对于疾病的诊断,特别是肿瘤的诊断很有意义。
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