第一节 金相显微镜 uF3{FYM{I
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前面讲述了显微镜的光学原理以及附件,下面将分类介绍一下各类研究用镜检术。在材料研究领域,反射式明场显微镜得到广泛应用,在此基础上各种特殊的镜检方法也得到应用,如暗场,偏光,相衬,干涉,荧光,这些镜检方法在高档显微镜上均能同时实现。 &\5bo=5V
一. 明视野观察(Bright field) gyy}-^`F
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明视野镜检是大家比较熟悉的一种镜检方式,广泛应用于病理、检验,用于观察被染色的切 片,所有显微镜均能完成此功能。在此不再赘述。 WFFd3TN%<
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二. 暗视野观察(Dark field) dpge:Qhr
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暗视野实际是暗场照明。它的特点和明视野不同,不直接观察到照明的光线,而观察到的是被检物体反射或衍射的光线。因此,视场成为黑暗的背景,而被检物体则 呈现明亮的像。暗视野的原理是根据光学上的丁道尔现像,微尘在强光直射通过的情况下,人眼不能观察,这是因为强光绕射造成的。若把光线斜射它,由于光的反 射,微粒似乎增大了体积,为人眼可见。暗视野观察所需要的特殊附件是暗视野聚光镜。它的特点是不让光束由下至上的通过被检物体,而是将光线改变途径,使其 斜射向被检物体,使照明光线不直接进入物镜,利用被检物体表面反射或衍射的光形成明亮图像。暗视野观察的分辨率远高于明视野观察,最高达0.02— 0.004mm。 ~z41$~/
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三.相衬镜检法(Phase contrast) tNqSCjQ~_c
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在光学显微镜的发展过程中,相衬镜检术的发明成功,是近代显微镜技术中的重要成就。我们知道,人眼只能区分光波的波长(颜色)和振幅(亮度),对于无色通明的生物标本,当光线通过时,波长和振幅变化不大,在明场观察时很难观察到标本。 i(e=
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相衬显微镜利用被检物体的光程之差进行镜检,也就是有效地利用光的干涉现像,将人眼不可分辨的相位差变为可分辨的振幅差,即使是无色透明的物质也可成为清晰可见。这大大便利了活体细胞的观察,因此相衬镜检法广泛应用于倒置显微镜。 e<A>??h^
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1. 相衬镜检法在装置上与明场不同,有一些特殊要求: 8{icY|:MTN
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( 1 ). 环状光阑(Ring slit): 装在聚光镜的下方,而与聚光镜组合为一体——相衬聚光镜。它是由大小不同的环形光阑装在一圆盘内,外面标有10X、20X、40X、100X等字样,与相对应倍数的物镜配合使用。 (bNoe(<qU
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( 2 ). 相板(Phase plate): 装在物镜的后焦平面处,它分为两部分,一是通过直射光的部分,为半透明的环状,叫共轭面;另一是通过衍射光的部分,叫“补偿面”。有相板的物镜称“相衬物镜”,外壳上常有“Ph”字样。 Mxd7X<\$
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2. 相衬镜检法是一种比较复杂的镜检方法,想要得到好的观察效果,显微镜的调试非常重要。除此之外还应注意以下几个方面。 OYa9f[ $
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( 1 ). 光源要强,全部开启孔径光阑; 7;6'=0(
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( 2 ). 使用滤色片,使光波近于单色; Lcy6G%A
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四.微分干涉相衬镜检术(Differential interference contrast DIC) UH(w, R`
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微分干涉相衬镜检术出现于60年代,它不仅能观察无色透明的物体,而且图像呈现出浮雕壮的立体感,并具有相衬镜检术所不能达到的某些优点,观察效果更为逼真。 j@UE#I|h
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1. 原理 I~ mu'T
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微分干涉相衬镜检术是利用特制的渥拉斯顿棱镜来分解光束。分裂出来的光束的振动方向相互垂直且强度相等,光束分别在距离很近的两点上通过被检物体,在相位上略有差别。由于两光束的裂距极小,而不出现重影现像,使图像呈现出立体的三维感觉。 4]
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2. 微分干涉相衬镜检术所需的特殊部件: yS?5&oMl
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(1) 起偏镜 $RC)e7
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(2) 检偏镜 qckRX+P`
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(3) 渥拉斯顿棱镜2 块 Efpju(
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3. 微分干涉镜检时的注意事项 !,J]5$M
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(1)因微分干涉相衬灵敏度高,制片表面不能有污物和灰尘。 F+D
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(2)具有双折射性的物质,不能达到微分干涉相衬镜检的效果。 B\ZCJaMb
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(3)倒置显微镜应用微分干涉相衬时,不能用塑料培养皿。 =|c7#GaiF
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五 . 荧光镜检术 Io/;+R.
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荧光镜检术是用短波长的光线照射用荧光素染色过的被检物体,使之受激发后而产生长波长的荧光,然后观察。荧光镜检术广泛应用于生物,医学等领域。 je>mAQKi\
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1.荧光镜检术一般分为透射和落射式两种类型。 O/&Qzt
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(1)透射式:激发光来自被检物体的下方,聚光镜为暗视野聚光镜,使激发光不进入物镜,而使荧光进入物镜。它在低倍情况下明亮,而高倍则暗,在油浸物镜下较难操作,尤以低倍的照明范围难于确定,但能得到很暗的视野背景。透射式不适用于非透明的被检物体。 ?. L]QU
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(2)落射式:透射式目前几乎被淘汰,新型的荧光显微镜多为落射式,光源来自被检物体的上方,在光路中具有分光镜,所以对透明和不透明的被检物体都适用。由于物镜起了聚光镜的作用,不仅便于操作,而且从低倍到高倍,可以实现整个视场的均匀照明。 {3Dm/u%=9|
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2.荧光镜检术的注意事项 T.WN9=N
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(1) 激发光长时间的照射,会发生荧光的衰减和淬灭现像,因此尽可能缩短观察时间,暂时不观察时,应用挡板遮盖激发光。 a\p`J 9Z@
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(2)作油镜观察时,应用“无荧光油”。 |uJjO>8]|
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(3)荧光几乎都较弱,应在较暗的室内进行。 <yw=+hz[u
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(4)电源最好装稳压器,否则电压不稳不仅会降低汞灯的寿命,也会影响镜检的效果。 E7<l^/<2S+
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目前许多新兴生物研究领域应用到荧光显微镜,如基因原位杂交(FISH)等等。 8K\S]SZ
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第二节 偏光显微镜(Polarizing microscope ) g(o^'f
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一.偏光显微镜的特点 r;"Qu
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偏光显微镜是鉴定物质细微结构光学性质的一种显微镜。凡具有双折射的物质,在偏光显微镜下就能分辨清楚,当然这些物质也可用染色发来进行观察,但有些则不 可能,而必须利用偏光显微镜。偏光显微镜的特点,就是将普通光改变为偏光进行镜检的方法,以鉴别某一物质是单折射(各向同行)或双折射性(各向异性)。双 折射性是晶体的基本特性。因此,偏光显微镜被广泛地应用在矿物,化学等领域。在生物学和植物学也有应用。 Z v 7}C
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二.偏光显微镜的基本原理 >ATccv
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偏光显微镜的原理比较复杂,在此不作过多介绍,偏光显微镜必须具备以下附件(a)起偏镜 (b)检偏镜 (c)专用无应力物镜 (d)旋转载物台。 ?]_A~_J!
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三. 偏光镜检术的方式 ,Mn`kL<F
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(一) 正相镜检(Orthscope):又称无畸变镜检,其特点是使用低倍物镜,不用伯特兰透镜(Bertrand Lens),同时为使照明孔径变小,推开聚光镜的上透镜。正相镜检用于检查物体的双折射性。 J(,{ -d-E
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(二) 锥光镜检(Conoscope):又称干涉镜检,这种方法用于观察物体的单轴或双轴性。 8`|Z9umW*
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四. 偏光显微镜在装置上的要求 pO N@
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(一) 光源:最好采用单色光,因为光的速度,折射率,和干涉现像因波长的不同而有差异。一般镜检可使用普通光。 q9nQ/]rkHF
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(二) 目镜:要带有十字线的目镜。 J
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(三) 聚光镜:为了取得平行偏光,应使用能推出上透镜的摇出式聚光镜。 'pT8S
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(四) 伯特兰透镜:这是把物体所有造成的初级相放大为次级相的辅助透镜。 2:1
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五. 偏光镜检术的要求 yk2XfY
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(一) 载物台的中心与光轴同轴。 }x"8v&3CM_
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(二) 起偏镜和检偏镜应处于正交位置。 y# IUDnRJ
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(三) 制片不宜过薄。 ~W_T3@
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第三节 体视显微镜(Stereo microscope) S\@U3|Q5
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体视显微镜又称“实体显微镜”或“解剖镜”,是一种具有正像立体感地目视仪器,被广泛地应用于生物学、医学、农林、工业及海洋生物各部门。它具有如下地特点: or[! C%
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1. 双目镜筒中的左右两光束不是平行,而是具有一定的夹角——体视角(一般为12度---15度),因此成像具有三维立体感; Htce<H-P
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2. 像是直立的,便于操作和解剖,这是由于在目镜下方的棱镜把像倒转过来的缘故; 2-rfFqpe
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3. 虽然放大率不如常规显微镜,但其工作距离很长 TcH7!fUj
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4. 焦深大,便于观察被检物体的全层。 BHS8MV L@
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5. 视场直径大。