病毒研究的方法和技巧

A. 如何利用電鏡技術測定病毒粒體的特徵

隨著科學的發展，電鏡已成為一種綜合的分析儀器，在植物病毒的診斷和鑒定中發揮著重要作用。植物病毒學上用得較多的是透射電鏡。

1 透射電鏡的成像原理

顯微鏡的解析度與其使用光源的波長呈負相關，即波長越短分辨本領越大。可見光的波長范圍為0.4～0.7μm，它決定了光鏡的分辨極限為0.2μm，有效放大倍數不能超過2000倍。電鏡用的光源為電子槍產生的高速電子束，其波長比可見光短十萬倍以上，因而大大地提高了解析度。電鏡解析度接近0.lnm，有效放大倍數在百萬倍以上。

在電子顯微鏡下可觀察病毒粒體外形、大小以及在寄主細胞中的位置等。植物病毒粒子常見的有球形、長桿狀、線形和彈狀。

2 制樣技術

樣品處理技術多種多樣，適用於不同的材料和觀察目的。如金屬投影和復型技術，主要用於病毒或其他大分子的表面結構和大小觀察；冰凍蝕刻用於細胞化學、生物膜等研究；另外還有放射自顯影電鏡技術、免疫電鏡技術等。而植物病毒學上廣泛應用的是負染技術和超薄切片技術。負染制樣操作簡單，所需時間少；而超薄切片制樣方法操作復雜，所需時間長，但這種方法可以觀察到病毒粒子在組織中的情況。

2.1 負染技術

負染是相對正染而言的。是指在樣品的周圍包被高電子密度的染料，背景呈深色，而樣品呈白色，反襯出樣品的輪廓。病毒負染後能很清楚地看到其大小和細微結構。此法簡便、易行、快速，為病毒診斷提供了一種可靠手段。現在鑒定病毒，一般先用病汁液做負染觀察，根據看到的病毒的大小和形狀等，能為進一步研究提供許多有用信息，如採用什麼方法提純、病毒的分類地位如何等。其中有六個病毒屬的形態特徵非常典型，幾乎可以憑此特徵就能確定它們屬於哪個病毒科、屬，見表1。

表1 六個典型特徵病毒屬

pH調節用1mol/L HCl或1mol/L NaOH，而鉬酸銨用醋酸銨調，甲酸鈾用氫氧化銨調。

強大電子束的轟擊，是造成病毒變形和失去結構細節的另一重要原因，觀察時要採用盡量低亮度光斑，動作迅速，以減少轟擊時間。Forvmor膜等在電子束照射下，容易漂移，這樣病毒會被拉長或拉寬，因此，在測量病毒顆粒大小等精確觀察時，最好使用碳膜，或在Forvmor膜上加噴一層碳膜。

（5）病毒粒體大小測量 目前病毒學工作者已經注意到，同一病毒的大小不一樣，有些甚至相差甚遠。這可能是由於不同分離物或不同株系本身就不同，但大部分可能是由於實驗誤差或方法上的差別造成的。測量病毒大小，一般不宜提純病毒，而要用病株粗提液。因為病毒在提純過程中的形態結構，會由於提純過程中離子環境等的變化和物理因素的影響發生而變化。染色要用兩種以上染料，測量病毒顆粒的數量要盡量多，尤其是線狀病毒容易斷裂，數量應在100個以上。

2.2 超薄切片技術

根據電鏡成像原理可知，用於電鏡觀察樣品其厚度要求在數十納米，而通常單個細胞的厚度在數十微米，比要求厚度大100倍，而徒手切片或用於光鏡的切片機，其切片厚度一般在單個細胞水平，所以電鏡觀察必須做超薄切片。

超薄切片一般程序為：取材—固定—脫水—包埋—切片—染色—電鏡觀察。

（1）取材 取材要求典型、迅速，機械損傷小。材料切成1mm3大小，離體後1min之內進入固定液。應取不同寄主材料、同一寄主的不同組織和不同接種時期的樣品。

（2）固定 是用物理的或化學的方法迅速將細胞殺死，並且盡可能地使保存和固定細胞內各種結構、生物大分子生活時的狀態和位置。電鏡中常用的固定方法是化學固定。常用四氧化鋨、戊二醛、高錳酸鉀或重鉻酸鉀等固定劑。在病毒學中一般採用2%～3%戊二醛—1%～2%四氧化鋨（用0.2mol/LPBS，pH7.2配製）雙固定法，這樣細胞中的多種成分，如蛋白質、脂類、多糖、核酸等，大部分都能固定下來。戊二醛固定12～24h，四氧化鋨固定2～4h。戊二醛遇到鋨酸會形成沉澱，因此戊二醛固定後一定要用緩沖液充分清洗後再進行四氧化鋨固定。固定在超薄切片中很關鍵，固定液的種類、濃度、pH、滲透壓、離子組成、固定時間、溫度和方式都與固定的質量密切相關。因此，整個固定過程應該在4℃下進行。固定劑一定要用緩沖液配製。固定好的材料，電鏡下細胞內各種膜系統應該完整，沒有斷裂，雙層膜要基本平行，細胞質呈精細顆粒狀，沒有空白。固定後緩沖液要充分清洗後再進行下面的步驟。

（3）脫水 常用的包埋劑是疏水的，因此包埋前要用既親水又親脂的乙醇或丙酮進行脫水。從低濃度到高濃度的脫水劑脫水，最後用絕對無水的脫水劑脫水。

（4）包埋 包埋的目的是增強樣品的機械強度，使樣品具有一定的機械形狀，適於切片機工作；另一個重要作用是進一步固定細胞結構。包埋劑種類很多，有水溶性的，也有脂溶性的。常用的是Epon812等環氧樹脂。包埋過程中發生的化學反應，叫聚合過程。聚合過程中實際上發生了兩類反應，一類是環氧樹脂末端環氧基之間在胺類化合物（如DMP-30）催化下，化合生成長鏈；另一類是樹脂中間的羥基和交聯劑（也稱固定劑）的酸酐發生反應，生成橫向連橋，加固了樹脂分子之間的聯系。為了增強樹脂聚合形成的包埋塊的切割性能，常加入一些增塑劑，如樹脂、催化劑、固化劑。

（5）切片 准確、熟練地掌握切片機操作技術，包埋塊軟硬適度，修塊好，就能切出要求質量的片子來。這里技巧很重要。

（6）超薄切片的染色 也叫電鏡技術的正染色。觀察內容不一樣，採用染色方法不同，病毒內含體和細胞病理學研究則常用醋酸雙氧鈾—檸檬酸鉛染色法。切片在1%～2%醋酸雙氧鈾中染色20min，用50%乙醇沖洗後用檸檬酸鉛染色30min，0.01mol/L NaOH沖洗。染色的關鍵是要防止醋酸鈾和檸檬酸鉛生成沉澱。防止污染的主要措施是防止CO2和檸檬酸鉛反應。如用剛制備出的蒸餾水配製染料和沖洗劑，染色時在小室中進行，小室中放入吸收CO2的固體NaOH，防止人呼吸時CO2進入小室中，戴口罩等。染色和沖洗完畢，切片自然乾燥後就可以電鏡觀察。

電子顯微鏡的出現及各種電鏡技術的發展，為植物病毒的直接觀察起到了巨大的推動作用，使檢疫工作人員能得到受病毒感染的病毒粒子電鏡照片以作為直接證據。但電鏡觀察結果需要和其他方法的檢測結果相結合，才能確定病毒的分類地位。這是因為許多病毒都有類似的形態和結構。由於一些植物汁液中病毒濃度過低，在進行常規的電鏡觀察檢測中，很難發現病毒粒子，這樣就要求對一些植物病毒進行分離和提純，以便進行有效的電鏡觀察和其他理化檢測。病毒的分離和提純主要是採用差速離心、PEG沉澱的方法，進一步的純化則採用密度梯度離心和柱層析法。為了直接檢測植物體內的帶毒情況，常採用植物組織的超薄切片和電鏡觀察進行。超薄切片的電鏡觀察可以直接用於對植物組織內部的病毒形態、內含體形態、病毒所在的部位、受感染的植物組織發生的病理學變化等進行檢查。

B. 電腦病毒有哪些類型和製作技巧

惡性程序碼的類別中，電腦病毒和蠕蟲是較具破壞力，因為它們有復制的能力，從而能夠感染遠方的系統。電腦病毒一般可以分成下列各類：

引導區電腦病毒
文件型電腦病毒
復合型電腦病毒
宏病毒
特洛伊/特洛伊木馬
蠕蟲
其他電腦病毒/惡性程序碼的種類和製作技巧

引導區電腦病毒

90年代中期，最為流行的電腦病毒是引導區病毒，主要通過軟盤在16位元磁碟操作系統(DOS)環境下傳播。引導區病毒會感染軟盤內的引導區及硬碟，而且也能夠感染用戶硬碟內的主引導區(MBR)。一但電腦中毒，每一個經受感染電腦讀取過的軟盤都會受到感染。

引導區電腦病毒是如此傳播：隱藏在磁碟內，在系統文件啟動以前電腦病毒已駐留在內存內。這樣一來，電腦病毒就可完全控制DOS中斷功能，以便進行病毒傳播和破壞活動。那些設計在DOS或Windows3.1上執行的引導區病毒是不能夠在新的電腦操作系統上傳播，所以這類的電腦病毒已經比較罕見了。

典型例子：
Michelangelo是一種引導區病毒。它會感染引導區內的磁碟及硬碟內的MBR。當此電腦病毒常駐內存時，便會感染所有讀取中及沒有寫入保護的磁碟。除此以外，Michelangelo會於3月6日當天刪除受感染電腦內的所有文件。

文件型電腦病毒

文件型電腦病毒，又稱寄生病毒，通常感染執行文件(.EXE)，但是也有些會感染其它可執行文件，如DLL,SCR等等...每次執行受感染的文件時，電腦病毒便會發作：電腦病毒會將自己復制到其他可執行文件，並且繼續執行原有的程序，以免被用戶所察覺。

典型例子：
CIH會感染Windows95/98的.EXE文件，並在每月的26號發作日進行嚴重破壞。於每月的26號當日，此電腦病毒會試圖把一些隨機資料覆寫在系統的硬碟，令該硬碟無法讀取原有資料。此外，這病毒又會試圖破壞FlashBIOS內的資料。

復合型電腦病毒

復合型電腦病毒具有引導區病毒和文件型病毒的雙重特點。

宏病毒

與其他電腦病毒類型的分別是宏病毒是攻擊數據文件而不是程序文件。

宏病毒專門針對特定的應用軟體，可感染依附於某些應用軟體內的宏指令，它可以很容易透過電子郵件附件、軟盤、文件下載和群組軟體等多種方式進行傳播如MicrosoftWord和Excel。宏病毒採用程序語言撰寫，例如VisualBasic或CorelDraw，而這些又是易於掌握的程序語言。宏病毒最先在1995年被發現，在不久後已成為最普遍的電腦病毒。