顯微鏡顯微鏡顯微鏡是一種利用化學方式形成物體放大影像的儀器。最早發明于16世紀晚期,至今已有四百多年的歷史。如今凸透鏡成像五種示意圖,它早已成為了一種極為重要的科學儀器,廣泛地用于生物、化學、物理、冶金、釀造、醫學等各類科研活動,對人類的發展作出了巨大而卓越的貢獻。隨著現代光電子技術和計算機的高速發展,顯微檢測技術在上業、國防、科技均得到了廣泛應用。顯微鏡的發展是在對光學的研究基礎上發展上去的。我國春秋時的《墨經》和古埃及學者歐幾里德的《反射光學》都對光學的研究有所記載,后來經過伽利略、牛頓、惠更斯、菲涅耳、夫瑯和費、麥克斯韋、愛因斯坦等科學家的努力,光學已發展成為數學學中一門極為重要的基礎學科,產生了嚴格的物理理論技巧及實驗技巧。研究光的一個分支便是光學儀器——顯微大概在16世紀末,法國的墨鏡商詹森()和他的妻子把幾塊鏡框放進了一個圓筒中,結果發覺通過圓筒聽到附近的物體出奇的大,這就是現今的顯微鏡和望遠鏡的前身。英國人安東尼馮列文虎克(k,1632-1723)制造的顯微鏡讓人們大開眼界1673年“小昆蟲”的微生物世界佳能E-600顯微鏡萊卡倒置顯微鏡一.數值孔徑(NA,)是目鏡和聚光鏡的主要技術參數,分別標刻在目鏡和聚光鏡的殼體sin(u/2)數值孔徑最大值為1.4,這個數值在理論上和技術上都達到了極限n是目鏡前透鏡與被檢物體之間介質的折射率u是孔徑角又稱鏡爭執,是目鏡光軸上的物體點與目鏡前透鏡的有效半徑所產生的角度二.碼率()碼率又稱“鑒別率”,“解像力”。
是評判顯微鏡性能的又一個重要技術參數。d=λ/NA=λ/[nsin(u/2)要提升幀率,即降低d值(區分距離),可采取以下舉措1.增加波長λ值,使用長波長光源。3.減小孔徑角。光學顯微鏡在使用最長波長的可見光(450nm)作為光源,在油鏡下可以達到的最大碼率是0.18μm三.放大率放大率就是放大倍數,是指被檢驗物體經目鏡放大再經物鏡放大后,人眼所看見的最終圖像的大小對原物體大小的比值,是目鏡和物鏡放大倍數的乘積。放大率也是顯微鏡的重要參數,但也不能盲目相信放大率越高越好,在選擇時應首先考慮目鏡的數值孔徑。在考慮其總放大倍率的同時,首先應選定所用目鏡的放大倍數,其次才考慮物鏡的放大倍數。其緣由在于顯微鏡的成像質量主要取決于目鏡的幀率。四.焦深焦深為焦點深度的簡稱,即在使用顯微鏡時,當焦點對準某一物體時,除了坐落該點平面上的各點都可以認清楚,但是在此平面的上下一定長度內,也能看得清楚,這個清楚部份的長度就是焦深。焦民大,可以看見被檢物體的全層,而焦深小,則只能看見被檢物體的一薄層,焦深與其他技術參數有以下關系:1.焦深與總放大倍數及目鏡的數值孔徑成正比。2.焦廈大,幀率增加。五.視場半徑()視場半徑稱作視場長度,是指在顯微鏡下看見的方形視場內所能容納被檢物體的實際范圍。
視場半徑愈大,愈以便觀察。視場數(,縮寫為FN),標刻在物鏡的物鏡兩側。F=FN/Mob視場半徑,FN:視場數,Mob:目鏡放大率六.覆蓋差顯微鏡的光學系統也包括蓋玻片在內。因為蓋玻片的長度不標準,光線從蓋玻片步入空氣形成折射后的光路發生了改變,因而形成了相差,這就是覆蓋差。覆蓋差的形成影響了顯微鏡的成響質國際上規定,蓋玻片的標準長度為0.17mm,許可范圍在0.16—0.18mm,在目鏡的制造上已將此長度范圍的相差估算在內。目鏡殼體上標科的確0.17,即表明該目鏡要求蓋玻片的長度。七.工作距離工作距離也叫物距,即指目鏡前透鏡的表面到被檢物體之間的距離。鏡檢時,被檢物體應處于目鏡的一倍到二倍焦距之間。平常習慣所說的變焦,實際上是調節工作距離。在目鏡數值孔徑一定的情況下,工作距離短孔數值孔徑大的高倍目鏡凸透鏡成像五種示意圖,其工作距離小。八、鏡像照度和視場色溫鏡像照度(-)是顯微鏡的圖象照度的簡稱,指在顯微鏡下觀察到的景物的疏密程度。視場色溫是指顯微鏡下整個視場的疏密程度,和鏡像色溫是兩個不同的概念。視場色溫除了與物鏡、物鏡有關,它還直接遭到聚光鏡、光闌和光源等誘因的影響。
在不更換目鏡和物鏡的情況下,視場色溫大,鏡像色溫也大。在觀察和顯微攝影時,更重要的是鏡像照度。鏡頭的外表面上通常均標有各類光學參數,例如某目鏡外標有“10/0.25”和“160/0.17”,它表示該目鏡的放大倍數為10,數值孔徑是0.25,機械筒長為160mm,要求的蓋玻片長度為0.17mm。波長對碼率的影響示意圖浸入油與玻璃的折射率相仿浸入油與玻璃的折射率相仿好多原先因為在透鏡及載片表面的反射和折射而損失的光線可以步入目鏡,使照明色溫提升,改善觀察療效。普通顯微鏡結構示意圖普通光學顯微鏡將兩個凸透鏡系統適當地組合在儀器上對標本進行放大,經目鏡產生倒立虛像,經物鏡放大成實像。顯微樣品制備之光學顯微鏡制樣光學顯微鏡制樣活體觀察染色觀察美藍染色簡單染色鑒定染色革蘭氏染色、鞭毛染色、芽孢染色特性:防止染色對細胞結構的破壞,用于運動性、攝食特點、生長繁育過程中形態變化等觀察懸滴法:蓋玻片滴一滴菌懸液,反轉放在特制凹載玻片直接觀察菌絲埋片法:無菌小玻璃紙鋪平板表面,涂膠孢子懸液,培養后,取下玻璃紙放在載玻片,觀察光學顯微鏡樣品制備--活體觀察酵母水浸片法錄象(1:29)活體觀察難看到微生物的細致形態和結構,需染色觀察。
染色前須要對樣品固定,目的:殺害真菌使菌體粘附在玻片上;還可降低對顏料的親和力。常用酒精火焰加熱和物理固定兩種方式光學顯微樣品制備--染色觀察e..12a-c革蘭氏染色及鏡檢錄像(5:24)大腸球菌革蘭氏染色枯草球菌革蘭氏染色革蘭氏染色(鏈球菌、桿菌、螺旋菌)取送顯微鏡時一定要一手緊握彎臂,另一手托住基座,輕拿輕放。保持顯微鏡的干燥、清潔,防止污垢、水及物理試劑的褻瀆。顯微鏡的光學部份只能用特殊的擦鏡紙與擦鏡液一齊擦洗,不能亂用他物擦洗,更不能用右手觸摸透鏡,以免尿液褻瀆透鏡。切勿口吹手抹或用布擦。機械部份用布擦洗。70%二氯甲烷,將不同的鏡頭單獨分開放置干燥劑器皿中,最好用棉花棒,紗布,厚實的毛刷等比較厚實的東西來輕輕擦洗。油鏡用后應清洗。暗視野顯微鏡(暗視野顯微鏡())活真菌在普通顯微鏡下是透明,觀察不清,采用暗視野顯微鏡觀察。
暗視野顯微鏡暗視野顯微鏡特殊聚光器實現斜射照明,給樣品照明的光線不直接穿過目鏡,而經樣品反射或折射后步入目鏡,使樣品與背景差異大,可以清楚看見透明微小顆粒。用于:生活真菌運動性觀察。暗視野顯微鏡的使用錄象(2:17)暗視野顯微鏡下慘白密螺旋體相差顯微鏡相差顯微鏡光線透過透明標本,波長(顏色)和振幅(照度)沒有多大變化,用普通顯微鏡觀察透明標本,其形態和內部結構無法辨別。細胞各部份折射率和長度不同,當光線通過時,直射光和衍射光光程有差異,而人眼看不到,并且可通過相差顯微鏡見到。相差顯微鏡采用特殊光學裝置:環狀光闌和相差板,借助光的干涉,將光的相位差轉變為人眼可見的振幅差(疏密),使能不染色而見到活細胞及細胞內的個別顯微結構。其發明人F.因而獲1953年諾貝爾化學獎。相差顯微鏡(相差顯微鏡())1.環型光闌:使透過聚光器的光線產生空心光錐,焦聚到標本上。2.相位板:將直射光或衍射光的相位延后1/4λ。3.合軸調節望遠鏡:調節環狀光闌的像與相板共軛面完全吻合。
4.紅色濾光片:縮小照明光線波長范圍,降低因為照明光線的波長不同造成的相位變化。相差顯微鏡的使用相差顯微鏡的使用1.相差顯微鏡的裝置取下普通顯微鏡的聚光器,換上帶有環狀光相的轉盤聚光器,并將標識孔指"0"(即明視野);取下普通目鏡,裝上相差目鏡。2.變焦和調光用普通低倍目鏡在明視野中觀察,當發覺目標后,把觀察的目的物移到視野的中央,換上相應的環狀光欄,比如l0X相差物鏡用l0X標識孔的光欄,并充分開大孔徑光欄。中心調節(合軸調節)撥出物鏡,插入中心望遠鏡,用右手固定其外筒,一邊眼看望遠鏡,一邊用手指轉動望遠鏡內筒使其升降,對準焦點后才能看見環狀光欄的亮環和相板的黑環。此時可將望遠鏡固定,微微轉動聚光器外側的調節鈕,使二者完全重合。假如亮環和黑環大小一不致,可升降聚光器便之一致,換用不同目鏡要同時更換相對應的環狀光欄,并重新合軸。相差顯微鏡的使用錄象(3:20)一種介殼蟲的染色體草履蟲微管呈紅色、微絲綠色、核黑色螢光顯微鏡螢光顯微鏡借助一定波長的迸發光對樣品進行迸發,使之形成一定波長的螢光,因而用于對樣品結構或其組分進行定性、定位、定量觀察檢查。
在免疫學和分子生物學應用廣泛。佳能E800螢光DIC顯微鏡螢光顯微鏡和普通顯微鏡有以下的區別:1.照明形式一般為落射式,即光源通過目鏡投射于樣品上;2.光源為紫外光,波長較短,區分力低于普通顯微鏡;3.有兩個特殊的濾光片,光源前的用以濾除可見光,物鏡和目鏡之間的用于濾除紫外線,用以保護人目。落射式照明原理優點:能進行多重染色用途:發螢光量的測定對物質定性、定量剖析螢光顯微鏡螢光顯微鏡銅綠假單胞菌和蠟樣芽孢球菌球狀真菌螢光抗原染色的大腸球菌共聚焦顯微鏡共聚焦顯微鏡(())借助螢光顯微鏡可以對樣品發出的螢光進行觀察和分并且螢光顯微鏡搜集到的是樣品的整體螢光,來自樣品內不同部位的螢光訊號互相干擾,無法分辨,未能獲得確切的定位和定量信息。共聚焦顯微技術的出現挺好地解決了這一問題,這一技術可以獲取細胞內某個薄層面上的螢光信息,外的訊號被清除掉,成像清晰程度大大提升。激光共聚焦掃描顯微境LCSM(laser)借助激光作為迸發光源,將激光聚焦于樣品中的某一點,這樣只有該點附近的區域有螢光,其他沒有被迸發的部位沒有螢光,一區域發出的螢光反射到光電倍增管,在光電倍增管前設有一個計算機控制的可調節針眼,保證只有被迸發點發出的螢光能夠到達光電管,而附近其他點所發出的螢光被擋在視野之外。
照明針孔與偵測針眼對被照射點或被偵測點來說是共軛的,因而被偵測點即為共焦點,被偵測點所在的平面即為共焦平面。采用計算機控制激光和針眼,對細胞內的某一層面進行掃描,可以獲得清晰的二維圖象。因為激光束的波長較短,光束很細,所以共焦激光掃描顯微鏡有較高的辨別力。獲得樣品不同深度層次的圖象信息都儲于計算機內,通過計算機剖析和模擬,才能顯示細胞樣品的立體結構。共聚焦顯微鏡共聚焦顯微鏡(())