PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TẾ BÀO

MỤC LỤC
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ...............................................................................................2
PHẦN II: NỘI DUNG.................................................................................................3
I. Kính hiển vi...............................................................................................................3
II. Các nguyên lí cơ bản của các loại kính hiển vi....................................................3
III. Kính hiển vi điện tử..............................................................................................5
1. Kính hiển vi điện tử truyền qua........................................................................5
2. Kính hiển vi điện tử quét đầu dò (Scanning Probe Microscope - SPM).........8
3. Kính hiển vi hiệu ứng đường hầm......................................................................9
IV. Phương pháp nguyên tử đánh dấu.....................................................................10
V.Phương pháp phóng xạ tự ghi...............................................................................11
VI. Phương pháp ly tâm............................................................................................12
VII. Máy vi quang phổ...............................................................................................13
VIII. Phương pháp điện di........................................................................................14
IX. Đánh dấu các phân tử của tế bào đồng vị phóng xạ và các chất kháng thể....15
PHẦN: KẾT LUẬN...................................................................................................16
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................17
1
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Muốn nghiên cứu tế bào, cần phải phát minh, chế tạo dụng cụ phóng đại; các loại
kính hiển vi, phân tích cấu trúc bằng tia rơnghen. Các dụng cụ phóng đại khác nhau
được xây dựng dựa trên cơ sở sử dụng các dạng của bức xạ điện tử. Từ bức xạ tia
Rơnghen, sóng cực ngắn, tia điện tử, các loại tia tử ngoại(10-380 nm) các tia sáng nhìn
thấy(380-780 nm) và các tia hồng ngoại đều có thể sử dụng chế tạo các dụng cụ phóng
đại. Các bức xạ điện từ giống nhau là truyền theo hạt hay sóng và khác nhau do độ dài
bước sóng của chúng khác nhau. Độ phóng đại tỷ lệ nghịch với độ dài bước sóng.
2
PHẦN II: NỘI DUNG
I. Kính hiển vi.
Kính hiển vi là một thiết bị dùng để quan sát vật chất nhỏ bé so với kích thước
của con người mà mắt thường không quan sát được. Những kính hiển vi đầu tiên quan

sát vật thể nhỏ bé bằng ánh sáng, sử dụng các thấu kính quang học hay gương quang
học để tăng độ phóng đại của hệ quang học. Chúng được gọi là kính hiển vi quang học.
Ngày nay có nhiều phương pháp khác không sử dụng ánh sáng để quan sát các vật thể
nhỏ bé và các kính hiển vi thuộc những loại này có tên gọi đặc trưng cho từng phương
pháp quan sát.
II. Các nguyên lí cơ bản của các loại kính hiển vi.
* Cấu tạo các loại kính hiển vi sử dụng các tia sáng thấy.
Kính hiển vi quang học thông thường gồm hai bộ phận chủ yếu đó là cơ học và
quang học. Bộ phận quang học gồm hệ thống thấu kính của kính vật và mắt kính.
• Vật kính O
1
: Là một thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn dùng để tạo ra ảnh thật A
1
B
1
lớn hơn vật cần quan sát.
• Thị kính O
2
: Đóng vai trò là một kính lúp có tiêu cự ngắn.
• Hai kính đặt đồng trục và khoảng cách giữa chúng không đổi.
• Bộ phận tụ sáng : dùng để chiếu sáng vật cần quan sát.
Cách ngắm chừng
- Sơ đồ tạo ảnh của một vật qua kính hiển vi
3
Độ bội giác
• khi ngắm chừng ở Cc hoặc Cv
• khi ngắm chừng ở vô cùng
Cấu tạo của hệ thống thấu kính người ta có thể hoàn thiện tối đa và do đó độ
phóng đại của kính hiển vi quang học thông thường phụ thuộc bản chất của tia sáng
thấy. Độ phân giải của kính hiển vi quang học là d = 1/3.0,6µ. Hệ thống thấu kính của

vật hoàn thiện của kính vật hoàn thiện có độ phóng đại tối đa 120 lần, độ phóng đại tối
đa của kính mắt là 30 lần. Do đó độ phóng đại tối đa của kính hiển vi quang học là
3.600 lần. Trong nghiên cứu sinh học, người ta thường sử độ phóng đại vài nghìn lần,
nếu lớn hơn thì có những quang sai do kính. Có nhiều loại kính hiển vi như: kính hiển vi
phân cực, kính hiển vi đối pha,kính hiển vi giao thoa… trong đó kính hiển vi đáy đen
được xem là tiến bộ nhất (kính siêu vi). Loại kính này khác với kính hiển vi quang học
thông thường ở chỗ nó được thiết kế để ánh sáng không đi trực tiếp xuyên qua tiêu bản
đi lên vật kính, mà đi chéo qua tiêu bản và do đó vật kính được chiếu sáng bằng các tia
4
tán xạ trên nền tối. ví dụ: nếu ta để lên tiêu bản một giọt nước cất, có cấu tạo đồng nhất
thì nhìn vào kính hiển vi không thấy gì cả. Ngược lại, nếu để trên mâm kính một vâth
thể có cấu tạo không đồng nhất ( ví dụ: tế bào ) thì tế bào sẽ nhiễu xạ ánh sáng(ánh sáng
tán xạ), chiếu vào vật kính và tạo ra ảnh ảo tế bào như nhân, các bào quan, các thể vùi
trên nền đen thể trong suốt nên cho ảnh rõ hơn.
III. Kính hiển vi điện tử
Ta biết rằng kính hiển vi quang học sử dụng ánh sáng khả kiến để quan sát các
vật nhỏ, do đó độ phân giải của kính hiển vi bị giới hạn bởi bước sóng ánh sáng khả
kiến, và không thể cho phép nhìn thấy các vật có kích thước nhỏ hơn.
Một điện tử chuyển động với vận tốc v, sẽ có xung lượng p = m
0
.v, và nó tương ứng với
một sóng có bước sóng cho bởi hệ thức de Broglie:
Ta thấy rằng bước sóng của điện tử nhỏ hơn rất nhiều so với bước sóng ánh sáng khả
kiến nên việc sử dụng sóng điện tử thay cho sóng ánh sáng sẽ tạo ra thiết bị có độ phân
giải tốt hơn nhiều kính hiển vi quang học. Người phát minh ra kính hiển vi điện tử là
Ruska, sinh năm 1906 là kỹ sư điện tử ở viện đại học kỹ thuật Berlin. Năm 1934 đạt
được học vị tiến sĩ vật lý. Năm 1959 đạt học hàm giáo sư ở viện đại học Berlin. Kính
hiển vi điện tử phát minh năm 1932, nhưng mãi đến năm 1939 thì kính hiển vi điện tử
mới sử dụng được vào lĩnh vực nghiên cứu sinh học. Về nguyên tắc, nguyên lý cấu tạo
kính hiển vi điện tử giống kính hiển vi quang học. Đường đi của tia điện giống tia sáng

thấy. vì vây công thức tính toán của kính hiển vi điện tử giống như kính hiển vi quang
học gọi là “quang điện tử”. khác cơ bản là nguồn năng lượng của kính hiển vi điện tử là
chùm điện tử, của kính hiển vi quang học là chùm tia sáng mặt trời hoặc ánh sáng
điện…
1.Kính hiển vi điện tử truyền qua.
Kính hiển vi điện tử truyền qua (transmission electron
microscopy, viết tắt: TEM) là một thiết bị nghiên cứu, sử dụng
chùm điện tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu nhỏ và sử
dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn (có thể tới
5
hàng triệu lần), ảnh có thể tạo ra trên màn huỳnh quang, hay trên film quang học, hay ghi nhận
bằng các máy chụp kỹ thuật số. (Hình trên: Sơ đồ nguyên lý của kính hiển vi điện tử
truyền qua)
Nguyên tắc tạo ảnh của TEM gần giống với kính hiển vi quang học, điểm khác
quan trọng là sử dụng sóng điện tử thay cho sóng ánh sáng và thấu kính từ thay cho thấu
kính thủy tinh. Sóng điện tử được phát ra từ súng phóng điện tử, có thể là sợi đốt tức là
điện tử phát xạ nhiệt, phát ra do năng lượng nhiệt đốt nóng ca tốt (thường dùng sợi
tungsten, Wolfram, LaB
6
...); hoặc đầu phát xạ trường (field emission gun), điện tử phát
ra do hiệu điện thế cao đặt vào... Sau đó được tăng tốc dưới điện trường V, động năng
của điện tử thu được sẽ là:
Và xung lượng p sẽ được cho bởi công thức:
Như vậy, bước sóng của điện tử quan hệ với thế tăng tốc V theo công thức
Với thế tăng tốc V = 100 kV, ta có bước sóng điện tử là 0,00386 nm. Nhưng với thế
tăng tốc cỡ 200 kV trở nên, vận tốc của điện tử trở nên đáng kể so với vận tốc ánh sáng,
và khối lượng của điện tử thay đổi đáng kể, do đó phải tính theo công thức tổng quát (có
hiệu ứng tương đối tính):
Sau đó chùm điện tử được hội tụ, thu hẹp nhờ hệ thấu kính từ và được chiếu xuyên qua
mẫu quan sát đã được làm mỏng đến độ dày cần thiết để điện tử xuyên qua. Ảnh sẽ

được tạo bằng hệ vật kính phía sau vật, hiện ra trên màn huỳnh quang, hay trên phim
6