光學(xué)顯微鏡的觀察方式之DIC介紹
DIC是微分干涉(Differential Interference Contrast)的縮寫,,以下是對DIC觀察方式的詳細(xì)介紹:
一,、DIC的成像原理
DIC成像可以分為三段過程理解:產(chǎn)生方向垂直的兩束偏振光,兩束光通過樣品形成相位差變化,,Z后將相位差轉(zhuǎn)化成明暗區(qū)別。具體過程如下:
產(chǎn)生偏振光:光源通過起偏器產(chǎn)生特定振動(dòng)方向的偏振光,經(jīng)過DIC棱鏡將偏振光變?yōu)閮墒穹恢碌较虼怪钡钠窆?。這兩束偏振光之間存在極小的裂隙(即兩束光照在樣本上的位置相距很近,,小于顯微鏡的分辨率,因此不會(huì)產(chǎn)生重影現(xiàn)象)與相位差,。
相位差變化:兩束偏振光經(jīng)過樣本后,,由于樣本中存在不同厚度和折射率,加大兩束偏振光的相位差,。
明暗區(qū)別:相位差改變的兩束偏振光被上DIC棱鏡重新匯合,,再通過檢偏鏡形成建設(shè)性干涉(變亮)和破壞性干涉(變暗),樣品的細(xì)節(jié)得以呈現(xiàn),,同時(shí)在光束裂隙的方向上呈現(xiàn)出三維立體的浮雕效果,。
二、DIC顯微鏡的構(gòu)成
DIC顯微鏡的核心配件包括起偏器,、檢偏器,、無應(yīng)力物鏡,以及DIC核心配件(帶滑動(dòng)器DIC棱鏡),。特殊配置可能還有de Sénarmont補(bǔ)償器等配件,。
起偏器:將自然光轉(zhuǎn)化成偏振光,放置在光源和聚光鏡之間,。
檢偏器:轉(zhuǎn)化有相位差的偏振光為有明暗差異的成像,,放置在DIC棱鏡與管鏡之前,在物鏡之后,,通常在物鏡轉(zhuǎn)盤,。檢偏器跟起偏器組成正交偏光配置。
DIC棱鏡:由兩片沿對角線切開的石英楔子膠結(jié)組成的分光器,,用于將一束偏振光分解為兩束垂直的偏振光,,或者反過來將兩束偏振光合成一組偏振光。DIC棱鏡有滑行器,,用于旋轉(zhuǎn)鏡片調(diào)整方向,。透射配置需要一對DIC棱鏡,反射配置只需要一個(gè),。
DIC物鏡:DIC物鏡上面會(huì)有DIC字樣,,規(guī)格Z低要求是無應(yīng)力物鏡,消色差可以是平場消色差或以上,。部分新工藝新材料制造的APO復(fù)消色差物鏡也是無應(yīng)力物鏡,,雖然沒有DIC字樣,也可以作為DIC物鏡使用,。在一些DIC顯微鏡中,,DIC物鏡要與物鏡棱鏡搭配使用,不同倍數(shù)搭配不同的棱鏡,,這些物鏡棱鏡是小型化的DIC棱鏡,。這些顯微鏡的物鏡轉(zhuǎn)盤每個(gè)孔位都有一個(gè)插槽用于安裝物鏡棱鏡,,而這些DIC物鏡上除了“DIC"字樣,還有特殊的數(shù)字或英文標(biāo)記,,比如“N2"“M"之類,,用于指示搭配的物鏡棱鏡。
三,、DIC觀察方式的特點(diǎn)
強(qiáng)立體感:DIC成像Z大特點(diǎn)是強(qiáng)立體感,,在透明細(xì)胞成像中,細(xì)胞核,、線粒體等大細(xì)胞器會(huì)有很強(qiáng)的立體感,,因此特別適合顯微操作,比如基因注入,、核移植,、轉(zhuǎn)基因等。
豐富細(xì)節(jié):DIC成像中聚光鏡光闌是全開的,,因此可以獲得更高的數(shù)值孔徑,,得到的細(xì)節(jié)比相襯、斜照明更好,。
無光學(xué)瑕疵:相襯觀察會(huì)有光暈偽影,,斜照明可以找到照明不均勻?qū)е碌恼麄€(gè)畫面明暗漸變,還有較大色散,,而調(diào)試良好的DIC成像沒有光學(xué)瑕疵,,在透明樣品成像中通常會(huì)得到純凈、灰白的背景,。
四,、DIC觀察方式的應(yīng)用
生物學(xué)領(lǐng)域:DIC是透明樣品成像效果更好的方法,因此在細(xì)胞,、酵母,、線蟲、微小生物等透明樣品研究中,,常作為相襯觀察的高級替代方案,,通常搭配熒光成像用在論文配圖中。
電子質(zhì)檢領(lǐng)域:在液晶面板質(zhì)檢等電子質(zhì)檢領(lǐng)域中,,很多材料細(xì)節(jié)和處理瑕疵都是常規(guī)照明方式下難以觀察的,,而DIC就是非常適合這種需求的觀察方式。比如在液晶面板ACF層結(jié)構(gòu)中有導(dǎo)電粒子,,其填充情況對面板良率有極大影響,,使用DIC照明可以看到導(dǎo)電粒子形成的微小凸起,從而快速評估工藝結(jié)果是否符合預(yù)期。此外液晶屏噴漆的漆體顆粒,、液晶屏細(xì)微劃痕等瑕疵,也可以使用DIC觀察發(fā)現(xiàn),。
PCB質(zhì)檢:焊盤的劃痕和缺陷,、基板的缺陷和異常都可以在DIC觀察中清晰發(fā)現(xiàn),而在常規(guī)環(huán)形燈照明和落設(shè)照明中都無法發(fā)現(xiàn)這些細(xì)節(jié),。
此外,,DIC觀察方式還有一定的限制,例如它不適合塑料培養(yǎng)皿,,因?yàn)樗芰吓囵B(yǎng)皿會(huì)破壞偏振光的方向性,,從而降低Z終成像的對比度。