各種顯微鏡檢術(shù)介紹
正立式顯微鏡
一,、明視野觀察(Bright field)
明視野鏡檢是大家比較熟悉的一種鏡檢方式,,廣泛應(yīng)用于病理、檢驗,,用于觀察被染色的切片,,所有顯微鏡均能完成此功能。在此不再贅述,。
二,、暗視野觀察(Dark field)
暗視野實際是暗場照明發(fā),。它的特點和明視野不同,,不直接觀察到照明的光線,而觀察到的是被檢物體反射或衍射的光線,。因此,,視場成為黑暗的背景,而被檢物體則呈現(xiàn)明亮的象,。
暗視野的原理是根據(jù)光學(xué)上的丁道爾現(xiàn)象,,微塵在強光直射通過的情況下,人眼不能觀察,,這是因為強光繞射造成的,。若把光線斜射它,由于光的反射,,微粒似乎增大了體積,,為人眼可見。
暗視野觀察所需要的特殊附件是暗視野聚光鏡,。它的特點是不讓光束由下至上的通過被檢物體,,而是將光線改變途徑,,使其斜射向被檢物體,使照明光線不直接進入物鏡,,利用被檢物體表面反射或衍射光形成的明亮圖象,。
暗視野觀察的分辨率遠高于明視野觀察,zui高達0.02-0.004mm..
三,、相襯鏡檢法(Phase contrast)
在光學(xué)顯微鏡的發(fā)展過程中,,相襯鏡檢術(shù)的發(fā)明成功,是近代顯微鏡技術(shù)中的重要成就,。我們知道,,人眼只能區(qū)分光波的波長(顏色)和振幅(亮度),對于無色通明的生物標本,,當(dāng)光線通過時,,波長和振幅變化不大,在明場觀察時很難觀察到標本.
相襯顯微鏡利用被檢物體的光程之差進行鏡檢,,也就是有效地利用光的干涉現(xiàn)象,,將人眼不可分辨的相位差變?yōu)榭煞直娴恼穹睿词故菬o色透明的物質(zhì)也可成為清晰可見,。這大大便利了活體細胞的觀察,,因此相襯鏡檢法廣泛應(yīng)用于倒置顯微鏡。
相襯鏡檢法在裝置上與明場不同,,有一些特殊要求:
1.環(huán)狀光闌(Ring slit): 裝在聚光鏡的下方,,而與聚光鏡組合為一體---相襯聚光鏡。它是由大小不同的環(huán)形光闌裝在一圓盤內(nèi),,外面標有10X,、20X、40X,、100X等字樣,,與相對應(yīng)倍數(shù)的物鏡配合使用。
2.相板(Phase plate): 裝在物鏡的后焦平面處,,它分為兩部分,,一是通過直射光的部分,為半透明的環(huán)狀,,叫共軛面,;另一是通過衍射光的部分,叫"補償面",。有相板的物鏡稱"相襯物鏡",,外殼上常有"Ph"字樣。
相襯鏡檢法是一種比較復(fù)雜的鏡檢方法,,想要得到好的觀察效果,,顯微鏡的調(diào)試非常重要,。除此之外還應(yīng)注意以下幾個方面。
1.光源要強,,全部開啟孔徑光闌,;
2.使用濾色片,使光波近于單色,;
四,、微分干涉稱鏡檢術(shù)(Differential interference contrast DIC)
微分干涉鏡檢術(shù)出現(xiàn)于60年代,它不僅能觀察無色透明的物體,,而且圖象呈現(xiàn)出浮雕壯的立體感,,并具有相襯鏡檢術(shù)所不能達到的某些優(yōu)點,觀察效果更為逼真,。
1.原理
微分干涉稱鏡檢術(shù)是利用特制的渥拉斯頓棱鏡來分解光束,。分裂出來的光束的振動方向相互垂直且強度相等,光束分別在距離很近的兩點上通過被檢物體,,在相位上略有差別,。由于兩光束的裂距極小,而不出現(xiàn)重影現(xiàn)象,,使圖象呈現(xiàn)出立體的三維感覺,。
2.微分干涉稱鏡檢術(shù)所需的特殊部件:
(1) 起偏鏡
(2) 檢偏鏡
(3) 渥拉斯頓棱鏡2 塊
3.微分干涉稱鏡檢時的注意事項
(1)因微分干涉襯靈敏度高,制片表面不能有污物和灰塵,。
(2)具有雙折射性的物質(zhì),,不能達到微分干涉襯鏡檢鏡檢的效果。
(3)倒置顯微鏡應(yīng)用微分干涉襯時,,不能用塑料培養(yǎng)皿,。
五、熒光鏡檢術(shù)
熒光鏡檢術(shù)是用短波長的光線照射用熒光素染色過的被檢物體,,使之受激發(fā)后而產(chǎn)生長波長的熒光,,然后觀察,。熒光鏡檢術(shù)廣泛應(yīng)用于生物,,醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
1.熒光鏡檢術(shù)一般分為透射和落射式兩種類型,。
(1)透射式:激發(fā)光來自被檢物體的下方,,聚光鏡為暗視野聚光鏡,使激發(fā)光不進入物鏡,,而使熒光進入物鏡,。它在低倍情況下明亮,,而高倍則暗,在油浸和調(diào)中時,,較難操作,尤以低倍的照明范圍難于確定,,但能得到很暗的視野背景。透射式不使用于非透明的被檢物體。
(2)落射式:透射式目前幾乎被淘汰,,新型的熒光顯微鏡多為落射式,光源來自被檢物體的上方,,在光路中具有分光鏡,,所以對透明和不透明的被檢物體都適用。由于物鏡起了聚光鏡的作用,,不僅便于操作,,而且從低倍到高倍,可以實現(xiàn)整個視場的均勻照明,。
2.熒光鏡檢術(shù)的注意事項
(1) 激發(fā)光長時間的照射,,會發(fā)生熒光的衰減和淬滅現(xiàn)象,因此盡可能縮短觀察時間,,暫時不觀察時,,應(yīng)用擋板遮蓋激發(fā)光。
(2)作油鏡觀察時,,應(yīng)用“無熒光油”,。
(3)熒光幾乎都較弱,應(yīng)在較暗的室內(nèi)進行,。
(4)電源裝穩(wěn)壓器,,否則電壓不穩(wěn)不僅會降低汞燈的壽命,也會影響鏡檢的效果,。
目前許多新興生物研究領(lǐng)域應(yīng)用到熒光顯微鏡,,如基因原位雜交(FISH)等等。
偏光顯微鏡(Polarizing microscope )
一,、偏光顯微鏡的特點
偏光顯微鏡是鑒定物質(zhì)細微結(jié)構(gòu)光學(xué)性質(zhì)的一種顯微鏡,。凡具有雙折射的物質(zhì),在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚,,當(dāng)然這些物質(zhì)也可用染色發(fā)來進行觀察,,但有些則不可能,而必須利用偏光顯微鏡,。
偏光顯微鏡的特點,,就是將普通改變?yōu)槠膺M行鏡檢的方法,以鑒別某一物質(zhì)是單折射(各向同行)或雙折射性(各向異性),。
雙折射性是晶體的基本特性,。因此,偏光顯微鏡被廣泛地應(yīng)用在礦物,化學(xué)等領(lǐng)域,。在生物學(xué)和植物學(xué)也有應(yīng)用,。
二、偏光顯微鏡的基本原理
偏光顯微鏡的原理比較復(fù)雜,,在此不作過多介紹,偏光顯微鏡必須具備以下附件(a)起偏鏡 (b)檢偏鏡 (c)無應(yīng)力物鏡 (d)旋轉(zhuǎn)載物臺,。
三、偏光鏡檢術(shù)的方式
(一) 正相鏡檢(Orthscope):又稱無畸變鏡檢,,其特點是使用低倍物鏡,,不用伯特蘭透鏡(Bertrand Lens),同時為使照明孔徑變小,推開聚光鏡的上透鏡,。
正相鏡檢用于檢查物體的雙折射性,。
(二) 錐光鏡檢(Conoscope):又稱干涉鏡檢,這種方法用于觀察物體的單軸或雙軸性,。
四,、 偏光顯微鏡在裝置上的要求
(一) 光源:采用單色光,因為光的速度,,折射率,,和干涉現(xiàn)象由于波長的不同而有差異。一般鏡檢可使用普通光,。
(二) 目鏡:要帶有十字線的目鏡,。
(三) 聚光鏡:為了取得平行偏光,應(yīng)使用能推出上透鏡的搖出式聚光鏡,。
(四) 伯特蘭透鏡:這是把物體所有造成的初級相放大為次級相的輔助透鏡,。
五、偏光鏡檢術(shù)的要求
(一) 載物臺的中心與光軸同軸,。
(二) 起偏鏡和檢偏鏡應(yīng)處于正交位置,。
(三) 制片不宜過薄。
倒置顯微鏡(Inverted microscope)
前面講的是正立式顯微鏡的鏡檢方式,,主要用于切片的觀察,。而倒置顯微鏡是為了適應(yīng)生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的組織培養(yǎng),、細胞離體培養(yǎng),、浮游生物、環(huán)境保護,、食品檢驗等顯微觀察,。
由于上述樣品特點的限制,,被檢物體均放置在培養(yǎng)皿(或培養(yǎng)瓶)中,,這樣就要求倒置顯微鏡的物鏡和聚光鏡的工作距離很長,能直接對培養(yǎng)皿中的被檢物體進行顯微觀察和研究。因此,,物鏡,、聚光鏡和光源的位置都顛倒過來,故稱為“倒置顯微鏡”,。
由于工作距離的限制,,倒置顯微鏡物鏡的zui大放大率為60X。一般研究用倒置顯微鏡都配置有4X,、10X,、20X、及40X 相差物鏡,,因為倒置顯微鏡多用于無色透明的活體觀察,。如果用戶有特殊需要,也可以選配其它附件,,用來完成微分干涉,、熒光及簡易偏光等觀察。
目前倒置顯微鏡廣泛應(yīng)用于patch-clamp ,transgene ICSI 等領(lǐng)域,。
體視顯微鏡(Stereo microscope)
體視顯微鏡又稱“實體顯微鏡”或“解剖鏡”,,是一種具有正象立體感地目視儀器,被廣泛地應(yīng)用于生物學(xué),、醫(yī)學(xué),、農(nóng)林、工業(yè)及海洋生物各部門,。它具有如下地特點:
1. 雙目鏡筒中的左右兩光束不是平行,,而是具有一定的夾角---體視角(一般為12度---15度),因此成象具有三維立體感,;
2. 象是直立的,,便于操作和解剖,這是由于在目鏡下方的棱鏡把象倒轉(zhuǎn)過來的緣故,;
3. 雖然放大率不如常規(guī)顯微鏡,,但其工作距離很長
4. 焦深大,便于觀察被檢物體的全層,。
5. 視場直徑大,。
目前體視鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)是:由一個共用的初級物鏡,對物體成象后的兩光束被兩組中間物鏡----變焦鏡分開,,并成一體視角再經(jīng)各自的目鏡成象,,它的倍率變化是由改變中間鏡組之間的距離而獲得的,因此又稱為“連續(xù)變倍體視顯微鏡”(Zoom—stereo microscope),。
隨著應(yīng)用的要求,,目前體視鏡可選配豐富的選購附件,,如熒光,照相,,攝象,,冷光源等等。