Несколько специальных оптических микроскопов и их отличия
1 темнопольный микроскоп
Темнопольный микроскоп не имеет функции наблюдения за тонкой структурой внутри объекта, но может различать наличие и движение частиц выше 0,004 мкм. Поэтому его часто используют для наблюдения за строением живых клеток и движением внутриклеточных частиц.
Основным принципом микроскопии темного поля является эффект Тиндаля. Когда луч света проходит через темную комнату, яркую пылевую «дорожку» в воздухе можно наблюдать с направления, перпендикулярного падающему свету. Это явление называется эффектом Тиндаля.
После замены темнопольного микроскопа на обычный оптический микроскоп на темнопольный конденсор из-за окклюзии внутренней параболической структуры конденсора свет, излучаемый на поверхность исследуемого объекта, не может напрямую попасть в линзу объектива и окуляр, и через него может проходить только рассеянный свет, поэтому поле зрения темное.
Основное использование микроскопии темного поля заключается в следующем:
1. Установите конденсор темного поля (или используйте плотную черную бумагу, чтобы сделать световой экран, и поместите его под конденсор обычного микроскопа, чтобы получить эффекты темного поля).
2. Выберите сильный источник света, обычно это свет микроскопа, чтобы предотвратить попадание прямого света на линзу объектива.
3. Добавьте каплю кедрового масла между конденсором и предметным стеклом, чтобы избежать полного отражения освещающего света на конденсоре, недостижения досматриваемого объекта и темнопольного освещения.
4. Выполнить центровку, т. е. переместить конденсор горизонтально так, чтобы оптическая ось конденсора и оптическая ось микроскопа находились строго на одной прямой. Поднимите и опустите конденсор, совместите фокальную точку конденсора (вершина конического луча на рисунке 1-2) с тестируемым объектом.
5. Выберите линзу объектива, соответствующую конденсору, отрегулируйте фокусное расстояние и работайте в соответствии с методом обычного микроскопа.
Стереомикроскоп
Стереомикроскопы, также известные как твердые микроскопы или препарирующие зеркала, отображают вертикальное трехмерное космическое изображение и обладают характеристиками сильного стереоскопического эффекта, четкого и широкого изображения, большого рабочего расстояния (обычно 110 мм) и непрерывного просмотра с увеличением. Часто используется в биологии для наблюдения в реальном времени во время вскрытия.
Источником света обычного оптического микроскопа является параллельный свет, поэтому он формирует двумерное плоское изображение; в то время как стереомикроскоп использует двухканальный оптический путь, а левый и правый лучи в бинокулярной трубке имеют определенный угол обзора (обычно 12o15o), поэтому он может формировать стереоскопическое изображение в трехмерном пространстве.
Стереомикроскопы используются аналогично обычным световым микроскопам, но более удобны. Основное различие между ними заключается в следующем:
1. Объекты контроля стереомикроскопов не нужно превращать в предметные стекла.
2. Стол стереомикроскопа закреплен непосредственно на основании зеркала и оснащен черно-белыми двусторонними панелями или стеклянными панелями, и оператор может выбрать в соответствии с объектом и требованиями микроскопа.
3. Изображение стереомикроскопа вертикальное, что удобно для операций вскрытия.
4. Стереомикроскоп имеет только один объектив, и его увеличение можно плавно регулировать вращением регулировочного винта.
флуоресцентный микроскоп
Флуоресцентная микроскопия представляет собой оптический инструмент для качественного и количественного исследования интенсивности флуоресценции, испускаемой внутриклеточными веществами.
В клетках есть два типа флуоресцирующих веществ, одно может флуоресцировать непосредственно после облучения ультрафиолетовыми лучами, например хлорофилл и др.; другие вещества не обладают этим свойством, но при окраске специфическими флуоресцентными красителями или флуоресцентными антителами могут флуоресцировать в ультрафиолетовых лучах. Также может флуоресцировать после облучения
Вертикальный биолюминесцентный микроскоп/перевернутый биолюминесцентный микроскоп
Принцип флуоресцентного микроскопа заключается в использовании точечного источника света с высокой светоотдачей (например, ртутной лампы сверхвысокого давления) для излучения света определенной длины волны (например, ультрафиолетового света 3650λ или пурпурно-синего света 4200λ) через систему фильтров. в качестве возбуждающего света для возбуждения флуоресцентных веществ в образце. После испускания флуоресценции различных цветов ее фильтруют блокирующим (или подавляющим) фильтром за объективом, а затем наблюдают через увеличение окуляра.
Блокирующий фильтр выполняет две функции: первая — поглощать и блокировать попадание возбуждающего света в окуляр, чтобы не нарушать флуоресценцию и не повреждать глаза; другой - выбрать и пропустить определенную флуоресценцию, показывая определенный флуоресцентный цвет.
Флуоресцентные микроскопы можно разделить на два типа по принципу оптического пути:
1. Трансмиссионная флуоресцентная микроскопия
В старых флуоресцентных микроскопах источник возбуждающего света проходит через материал образца через конденсор для возбуждения флуоресценции. Преимущество состоит в том, что флуоресценция сильная при малом увеличении, а недостаток в том, что флуоресценция уменьшается с увеличением увеличения. Таким образом, он подходит только для наблюдения за большим материалом образца.
2. Эпифлуоресцентная микроскопия
Возбуждающий свет падает от линзы объектива вниз на поверхность образца, т. е. одна и та же линза объектива используется как конденсор освещения и линза объектива для сбора флуоресценции.
В оптический путь необходимо добавить дихроичный светоделитель (дихроичное зеркало), образующий угол 45° с оптической осью. Возбуждающий свет отражается в линзу объектива и собирается на образце. Свет возбуждения, отраженный поверхностью предметного стекла, одновременно попадает в объектив, возвращается в двухцветный светоделитель, отделяет свет возбуждения от флуоресценции, а оставшийся свет возбуждения поглощается блокирующим фильтром. Если вы перейдете на комбинацию различных фильтров возбуждения/двухцветных светоделителей/блокирующих фильтров, можно удовлетворить потребности различных флуоресцентных продуктов реакции.
Преимущество этого вида флуоресцентного микроскопа в том, что освещение поля зрения равномерное, изображение четкое, а чем больше увеличение, тем сильнее флуоресценция.
фазово-контрастный микроскоп
Фазово-контрастный микроскоп — это микроскоп, который может преобразовывать разность фаз (или разность оптических путей), возникающую при прохождении света через объект, в изменение амплитуды (интенсивности света). Он в основном используется для наблюдения за живыми клетками, неокрашенными срезами тканей или окрашенными образцами без контраста.
Человеческий глаз может идентифицировать только изменения длины волны (цвета) и амплитуды видимого света, но не фазовые изменения. Однако большинство биологических образцов обладают высокой прозрачностью, и амплитуда световой волны после прохождения практически не изменяется, а изменяется только фаза.
Фазово-контрастный микроскоп в основном изменяет разность оптических путей видимого света, проходящего через образец, в разность амплитуд, тем самым улучшая контраст между различными структурами и делая различные структуры четко видимыми. Свет преломляется после прохождения через образец, отклоняется от исходного оптического пути и в то же время задерживается на 1/4λ (длины волны). Если его увеличить или уменьшить на 1/4λ, разность оптических путей становится 1/2λ, и два луча интерферируют после усиления оптической оси, увеличения или уменьшения амплитуды, улучшения контраста.
Конструктивно фазово-контрастные микроскопы отличаются от обычных оптических микроскопов тем, что:
1. Кольцевая диафрагма имеет диафрагму с кольцевым отверстием, которая устанавливается между источником света и конденсором. Функция состоит в том, чтобы заставить свет, проходящий через конденсор, сформировать полый световой конус и сфокусироваться на образце.
2. Фазовая пластина В фазово-контрастном микроскопе внутри линзы объектива имеется фазовая пластина, покрытая фторидом магния, для задержки фазы прямого или дифрагированного света на 1/4λ. На фазовой пластине есть две области, часть, через которую проходит прямой свет, называется «сопряженной поверхностью», а часть, через которую проходит дифрагированный свет, называется «поверхностью компенсации». Фазовые пластины делятся на два типа в зависимости от их рабочего воздействия:
(1) Пластина с положительной фазой: прямой свет задерживается на 1/4λ, а световые волны накладываются друг на друга после объединения двух наборов световых волн для увеличения амплитуды, а структура образца ярче, чем окружающая среда, образуя яркий контраст (или отрицательный контраст).
(2) B плюс фазовая пластина: дифрагированный свет задерживается на 1/4λ, а световые волны двух групп света вычитаются после выравнивания оси, и амплитуда становится меньше. Структура образца темнее окружающей среды, образуя темный контраст (или положительный контраст). Объектив с фазовой пластиной называется фазово-контрастным объективом, который часто маркируется буквой «Ph» на корпусе объектива.
