光学显微镜

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光学显微镜是一种使用可见光和附近波长范围内的光的显微镜。 光学显微镜,通常样品的光照射,透射光或反射光或荧光发射的光像样品的透镜由通过成像来观察。可以观察到的放大倍数通常为几十到几百倍,最多可达约2000倍。 这的显微技术显微术(显微镜),显微调用。另外,将准备在显微镜下可以观察到样品的状态的制剂称为制剂,通常使用适当折射率的固定剂将粘贴在载玻片上的样品密封在防护玻璃上而密封。 它最初是在显微镜下...

光学显微镜

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光学显微镜是一种使用可见光和附近波长范围内的光的显微镜

光学显微镜,通常样品的光照射,透射光反射光荧光发射的光像样品的透镜由通过成像来观察。可以观察到的放大倍数通常为几十到几百倍,最多可达约2000倍。

这的显微技术显微术显微镜),显微调用。另外,将准备在显微镜下可以观察到样品的状态的制剂称为制剂,通常使用适当折射率的固定剂将粘贴在载玻片上的样品密封在防护玻璃上而密封。

它最初是在显微镜下开发的,并且是对单透镜观察方法的扩展。仅由一组透镜组成的显微镜称为简单光学显微镜,而由两组或更多组透镜组成的显微镜称为复合光学显微镜。前者以吕伐霍克(Leeuwenhoek)荷兰用自己的显微镜所做的各种生物发现而闻名。以下,将主要描述后者的复合显微镜

光学显微镜

可见光的优缺点

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光学显微镜利用物体对光的各种影响,例如要观察的物体的透射率。使用可见光的优点是它可以使用比其他电磁波更简单的光源,并且由于它最初是可见的,因此在到达观察者的眼睛之前不需要将其转换为可见光。关键是可以直接获取信息。

但是,另一方面,光学显微镜的性能受到光的物理性质的限制。例如,光学显微镜的分辨率极限在很大程度上是由于可见光的波长。为了消除这些限制,已经开发了利用X射线较短波长区域中的透射和反射的X射线显微镜以及可以通过电子的加速电压来控制分辨率的电子显微镜。此外,隧穿利用隧道显微镜或原子原子力显微镜等,表面物理也显微镜应用于已经投入实际使用。

光学显微镜的类型

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普通显微镜

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金属显微镜
这是适用于金属表面观察的显微镜,是落射照明显微镜,将物镜侧的光照射到样品上并用反射光进行观察。
生物显微镜
这是主要用于医学和生物学领域的显微镜,是透射观察型显微镜。
明场显微镜
最基本的光学显微镜。当样品被均匀的入射光照射时,由于样品的每个部分的光吸收差异,透射光图像具有对比度的事实被利用。因为没有造影小吸收率样品获得清晰的图像低染色是必要的,例如执行。
暗视野显微镜
观察到通过从倾斜方向向样品施加光而产生的散射光和反射光。在这种方法中,与明场显微镜相反,视野的背景是黑色的,并且样品似乎发光。只需将暗场聚光镜插入普通光学显微镜即可实现此方法。可替代地,通过调节相衬显微镜可以通过暗场方法进行观察。尽管不适合观察物体表面或内部的精细结构,但是可以以高对比度观察小于可见光波长的物体的存在。
双目立体显微镜
具有两套光学系统的显微镜,该光学系统可提供垂直的视野,并允许您在三个维度上观察相对较大的样品。观察倍率通常为几倍至几十倍。另一个特征考虑到观察大样品并在显微镜下工作,确保了样品与物镜之间的距离(工作距离)(物镜的焦距大)。常用于产品检查。
倒置显微镜
显微镜,其中物镜位于要观察的对象下方。它用于与培养容器一起观察培养的细胞并进行显微操作。
测量显微镜
用于测量样品的显微镜。该平台具有测量机和测量刻度,并且在视野中还显示了千分尺和模板。有许多采用远心光学系统的示例,在该系统中,主光线与显微镜中的镜头光轴平行,这是使图像失真最小化以及观察放大倍率的准确性所必需的。
解剖显微镜
尽管它被称为显微镜,但放大倍数约为数倍,并且放大镜固定在工作台上。

相衬显微镜

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用于观察无色透明样品但具有不同折射率的显微镜。穿过具有高折射率的介质光的相位比穿过具有低折射率的介质的光的相位延迟。这是一种使用与该相位差有关的衍射光的显微镜。冷凝器和衍射光彼此异相的物镜干扰,则通过改变相位差明暗观察。通过这种方法,可以观察几乎透明的生物细胞的内部结构。使用相差聚光镜和相差物镜。1934 引证需要 ]荷兰泽尼克(筛板(弗雷德里克)泽尼克)被设计。他获得1953年诺贝尔物理学奖

微分干涉显微镜

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偏振特性和干扰通过利用性能,无色透明细胞,观察这样的水平差和金属表面的显微镜。光束由偏光元件和沃拉斯顿棱镜(诺玛斯基棱镜)分开,并使其穿过样品表面,并且改变样品中产生的光程差的微分值以在图像表面上形成对比。样品表面的光分离量称为剪切量,会影响分辨率和对比度。当前的显微镜通常具有Smith-Nomarski配置。

偏光显微镜

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该物体具有偏振特性,该偏振特性根据内部结构或晶体结构改变光的振动方向。这是观察该偏振特性的方法。将偏振片(偏振片)放置在光学显微镜的聚光器处,并且将延迟片和检偏器(偏振片)放置在物镜的后面,并且观察样品的偏振和双折射作为亮度和颜色的差异。随着偏振片的旋转,观察到鲜艳的晶体等。用于观察生物样品中所含的晶体,例如岩石和晶体物质(细胞外基质的一部分和异常沉积物)。

近年来,已经发明了LC-Polscope作为简化了检偏器的麻烦的旋转的系统,这是偏光显微镜的缺点,并且简化了获得的图像数据的分析处理的复杂性。这是电控偏振片和图像分析装置的组合,一次观察即可获得晶体结构的偏振方向(慢轴取向)和偏振强度(延迟)。由于可以观察到细胞骨架而无染色或非侵入性,因此它可用于选择已人工授精家畜受精卵

荧光显微镜

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荧光显微镜,从样品发射的荧光,一个显微镜的观察。除了观察样品的固有自发荧光之外,在某些情况下,在用荧光染料染色后观察样品,或者通过基因重组表达荧光蛋白

与普通的明场显微镜不同,荧光显微镜用特定波长的光(激发光)照射样品。因为从样品发出的荧光的波长与激发光的波长不同,所以仅可以用滤光器等提取荧光。

高压经常被用作光源。高压水银灯发出的光是几种特定波长的光的混合。这是汞发射光谱的波长,例如254 nm,365 nm(紫外线),405 nm(蓝光)和546 nm(绿光)。该光被滤光器或棱镜分开,并且仅照射具有目标波长的光作为激发光。

来自光源的光通过分色镜从显微镜镜筒的中部(在目镜和物镜之间)引入,该分色镜还用作波长滤镜,并且仅通过物镜到达样品的观察部分。通常,通常使用通过相同的物镜观察荧光的落射照明荧光显微镜。在许多情况下,通过将荧光显微镜的可选设备连接到普通明场显微镜,可以将其用作荧光显微镜。

在获得的图像中,荧光部分似乎在黑暗的视野中发光,通常在黑暗的房间中观察到,或者设备的一部分是暗箱以防止杂散光。自1990年代以来,除了通过目镜进行宏观观察之外,使用CCD照相机的观察装置也变得很普遍,并且可以使用高灵敏度CCD照相机(例如冷却的CCD)获得肉眼无法观察到的微弱荧光。可视化也已完成。

使用CCD相机进行摄影的另一个优点是使用计算机进行图像处理变得更加容易。除了简单地“增强图像对比度”的优点外,诸如“通过比较和计算多个图像来排除焦平面以外的光”之类的处理已成为可能(去卷积)。通过这样的数学图像处理,还可以获得局限于共焦激光显微镜的空间分辨率。

共焦激光显微镜

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作为光源气体激光器半导体激光器被用作白色光源的光源。从物镜扫描激光,从激发样品发出的荧光(或从样品反射的光)通过针孔,使用检测设备进行检测,然后在计算机上重建图像。由于可以通过使用针孔来遮挡来自同一焦(共焦)面以外的荧光,因此可以得到厚度取决于数值孔径的光学切片图像。例如,当使用Ar激光器(波长488 nm)和数值孔径为1.33的透镜时,可以获得厚度约为200 nm的光学切片,尽管它比透射电子显微镜差很多,但其空间分辨率却比常规光学显微镜更高。可以到达。自1990年代以来,与透射电子显微镜相比,结合方便的样品制备,它在生物学领域变得非常流行。缺点是价格高。

光学系统有两种类型:主要用于生物学目的的荧光共聚焦显微镜和主要用于工业目的的反射共聚焦显微镜。生物用途用于细胞和组织研究,工业用途用于材料的表面检查和半导体检查。

扫描方法包括光束扫描型,其中在固定样品的同时通过镜子或旋转盘扫描激光,以及样品扫描型,其中固定光束并且在垂直和水平方向上扫描样品(载玻片)。后者用于DNA微阵列测量。

通过上一部分中所述的基于计算机的图像处理来改善图像质量和分辨率,对于共聚焦激光显微镜同样有效,并且现在可以获得接近或超过光学极限的空间分辨率。

全反射照明荧光显微镜

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一种利用全反射照射荧光显微镜的方法。当光以大于特定角度的角度进入具有高折射率的介质进入具有低折射率的介质时,发生全反射。在全反射时,界面处有光渗透((逝波)。制剂等,以及具有折射率大的载玻片,所以,也会发生这些现象在界面处它更小的水,使用的照明,使得在玻璃表面用荧光显微镜,在玻璃表面附近的样品的总反射仅选择性荧光观察是可能的。检测荧光的能力甚至可以实现一个生物分子,从而有助于单分子细胞生物学。在1990年代在日本大发展。

拉曼显微镜

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也称为激光拉曼显微镜。通过检测在用激光照射样品时产生的拉曼散射光来获得图像。拉曼波长散射光(波长偏移量),分子存在于样品中,装订结晶根据诸如光栅的频率物质特定值。因此,可以从样品的拉曼散射光谱中识别样品中包含的物质,并同时观察其分布。拉曼散射光微弱,过去检测和成像所需的时间并不现实,但是可以通过设计光学系统并缩短与处理器开发相关的计算时间将其安装在显微镜上。变成了。有一些通过共焦光学系统获得空间分辨率,有的通过窄带干涉滤光片分离拉曼散射光,有的使用非线性拉曼效应。识别物质的能力不如质谱分析X射线元素分析,但可以观察到未处理物体的存活能力是一个巨大的优势。

非线性光学显微镜

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非线性光学显微镜是一种使用非线性光学现象的显微镜,例如光学谐波产生,光学混合,光学参量效应,多光子跃迁,非线性折射率变化和电场相关折射率变化。

如何使用光学显微镜

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  1. 将显微镜放在阳光直射的明亮地方。
  2. 转动手柄将左轮手枪从舞台上移开。
  3. 从外壳上取下镜头。由于物镜是在安装部朝上的状态下收纳的,因此,为了防止灰尘从安装部侵入,将壳体主体倒置后将其取出。
  4. 接目镜和物镜是为了防止灰尘进入镜筒。旋转左轮手枪选择低倍物镜。
  5. 透过目镜移动反射镜,使亮度均匀。切勿使用阳光直射,因为这样做很危险。
  6. 将准备工作放在平台上并固定,使观察对象直接在物镜下方。
  7. 从侧面看显微镜时,移动粗手柄以使物镜和载玻片靠近。
  8. 透过目镜观察时,请使用粗手柄将物镜移离舞台并聚焦。此时,如果将其朝相反的方向旋转,则有可能使制剂和物镜彼此接触并损坏它们。
  9. 当拍摄对象清晰对焦时,移动幻灯片以查找易于观察的图像。图像上下左右颠倒显示。
  10. 如有必要,旋转左轮手枪以更换为高倍率的物镜。通常,它设计为具有相同的焦点,因此即使您更换物镜也不会失焦。
  11. 观察光圈的照度,并使用微调手柄调节聚焦。
  12. 使用后请擦去灰尘。如果经常使用它,则不一定总是要取下镜头,但通常以相反的安装顺序取下并存放。如果镜头脏了,请按照说明进行清洁。通常,与相机镜头一样,用镜头清洁纸擦去灰尘。用少量乙醇润湿以清除皮脂等污垢
  • 隔膜的使用方法:教育性显微镜通常具有圆盘隔膜,并且在平台的后部装有一个有大小孔的圆盘。旋转它以选择要使用的孔,并调整照明范围和入射光角度。即使在观察区域的外部照亮了一个比必要的孔大的地方,以使其变亮,这也是有害且无用的,例如增加了杂散光。光圈还与图像的对比度和聚焦深度(聚焦深度)有关,光圈越小,光圈越大。但是,如果光圈太小,分辨率将下降并变暗,难以看清。
  • 焦点调整:用手切成薄片的样品或用水密封的微生物制成的制剂的厚度很大,尤其是在高放大倍率下,不可能一次聚焦在整个表面上。因此,在调节焦点时必须始终观察,但是在这种情况下,由于其移动不大,因此使用了微动手柄。
  • 外部光源的使用:当仅提供反射镜作为照明设备时,如果使用自然光,则只能从室内的特定方向入射。这取决于天气。因此,存在一种光源装置,其中将直管荧光灯平放在桌子上,并且在光源装置的前面布置有显微镜。还有一个简单的光源,可以代替镜子安装在固定部件上。

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词条目录
  1. 光学显微镜
  2. 可见光的优缺点
  3. 光学显微镜的类型
  4. 普通显微镜
  5. 相衬显微镜
  6. 微分干涉显微镜
  7. 偏光显微镜
  8. 荧光显微镜
  9. 共焦激光显微镜
  10. 全反射照明荧光显微镜
  11. 拉曼显微镜
  12. 非线性光学显微镜
  13. 如何使用光学显微镜

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