電鏡—能譜法研究超富集植物重金屬微區(qū)分布的方法優(yōu)化.pdf

1、超富集植物對(duì)過量的重金屬表現(xiàn)出很高的耐性，在很高的濃度下仍然能夠保持旺盛的生長(zhǎng)，研究重金屬在超富集植物的組織水平、細(xì)胞水平及亞細(xì)胞水平的分布狀況，對(duì)于理解超富集植物對(duì)重金屬的耐性和解毒機(jī)理有很大幫助。在研究重金屬微區(qū)分布的方法中，電鏡—能譜法是比較常用的一種，但不同樣品的前處理過程和儀器觀察方式都會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定影響。本文利用掃描電鏡—能譜法和透射電鏡—能譜法，研究多重金屬超富集植物長(zhǎng)柔毛委陵菜（Potentilla griffithi

2、i）、圓錐南芥（Arabis paniculata）和東南景天（Sedum alfredii）中Zn、Cd、Pb的微區(qū)分布，重點(diǎn)比較了各種樣品前處理方式及電鏡能譜觀察方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)整個(gè)操作流程進(jìn)行了優(yōu)化。得到研究結(jié)果如下： 1）對(duì)掃描電鏡制樣方法進(jìn)行探索，比較了含水樣品直接冷凍干燥法和樣品固定脫水后從有機(jī)溶劑中冷凍干燥法。發(fā)現(xiàn)直接凍干法雖然處理過程簡(jiǎn)單、快速，而且處理過程中重金屬的重新分布較少，但由于疏松的植物材料在凍干的

3、過程中其形態(tài)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損，對(duì)后續(xù)電鏡的觀察造成巨大影響。而后一種方法可使樣品的形態(tài)結(jié)構(gòu)可以得到很好保存，而且Na2S的預(yù)處理能有效沉淀固定樣品中重金屬避免其重新分布，再加上干燥前樣品在液氮中進(jìn)行冷凍切斷獲得未受干擾的新斷面，可最大程度地降低前處理中細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的流失，保證了結(jié)果的可靠性。 2）通過對(duì)三種材料的根系和葉片的掃描電鏡分析，對(duì)比二次電子成像技術(shù)、背散射電子成像技術(shù)和能譜的三種分析技術(shù)，發(fā)現(xiàn)背散射電子成像技術(shù)對(duì)樣品的成分

4、襯度比較大，可迅速直觀地觀察到重金屬的可能分布位置，再結(jié)合能譜的點(diǎn)、線、面等分析，可以方便、準(zhǔn)確、快速地確定重金屬的微區(qū)分布情況。能譜分析中微區(qū)定點(diǎn)分析適合樣品中小顆粒或局部微區(qū)域中元素組成成分的分析；而線掃描和面掃描方式進(jìn)行的能譜分析可能得到元素的空間分布圖，更適于組織水平上元素分布差異性的研究，但要求樣品表面盡可能的平整而且目標(biāo)元素含量盡可能的要高。 3）比較了透射電鏡的幾種樣品前處理方式對(duì)重金屬超微分布研究的優(yōu)缺點(diǎn)，包括

5、常規(guī)處理方法、硫化鈉預(yù)處理法、不做電子染色的戊二醛單固定處理法、不做電子染色的戊二醛—OsO4處理法。結(jié)果表明，不做電子染色的戊二醛—OsO4處理法，在反差較弱的材料電鏡下能夠分辨得出植物組織細(xì)胞的細(xì)胞壁、液泡、葉綠體、線粒體等的細(xì)胞器結(jié)構(gòu)，同時(shí)可以減少Pb、U染色后的污染問題及對(duì)目標(biāo)重金屬被Pb、U掩蓋的問題，有利于進(jìn)行能譜分析，因此適合于植物中重金屬亞細(xì)胞水平定位的研究。 4）掃描電鏡—能譜和透射電鏡—能譜在重金屬微區(qū)分布