光学显微镜

普通复式光学显微镜

相差显微镜和微分干涉显微镜

荧光显微镜

在光镜水平上，对细胞内特异的蛋白质、核酸、糖类、脂质以及某些离子等组分进行定性研究的有力工具。可以观察到特定物质在细胞中的定位，以及物质的动态变化过程。

原理是让荧光分子与要观察的样本特异性结合，然后发出激光使样品中的荧光分子发出荧光。其核心部件是滤光片系统及专用的物镜镜头。

滤光片系统

激发滤光片：仅允许特定波长的激光通过。
阻断滤光片：仅允许荧光染料发出的荧光通过。

样品制备

荧光素直接标记技术

例子：荧光染料DAPI特异性与细胞中的DNA相结合，从而显示出细胞核或染色体在细胞中的定位。

与基因工程技术结合，将GFP插入到某段基因中（GFP不含启动子），当该基因表达时，GFP（Green Fluorescent Protein）也会一并表达，产生荧光物质（融合蛋白），即可观察到该蛋白的动态变化。

发现GFP的三位科学家于2008年获诺贝尔化学奖

免疫荧光技术

第二抗体可以在某些情况下替代第一抗体；或起到放大信号的作用。

间接免疫标记技术的特异性会差一些。

激光扫描共焦显微镜

弱化焦平面以外的散射光，并提升纵向分辨率。由于可以自动调节并改变焦平面，可以通过“光学切片”叠加来重构样品三维结构。

超高分辨率显微术

深入到nm水平

电子显微镜

电子显微镜拍摄的照片均为黑白照片。

局限性

• 电子穿透能力低，样品厚度需要薄至50nm左右。
• 电子对C H O N的散射能力较差，一般需要加重金属染色。

制样技术

超薄切片技术

负染色技术

染背景而非染样本

冷冻蚀刻技术

主要用于观察膜断裂面上的蛋白颗粒和膜表面形态特征。

电镜三维重构和低温电镜技术

低温是为了确保生物分子构象稳定。