顯微鏡
更新時(shí)間:2016-10-11
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顯微鏡是人類各個(gè)時(shí)期zui偉大的發(fā)明物之一。在它發(fā)明出來之前,人類關(guān)于周圍世界的觀念局限在用肉眼,或者靠手持透鏡幫助肉眼所看到的東西。
(1)鏡座:是顯微鏡的底座,用以支持整個(gè)鏡體。
(4)防熱 防熱的目的主要是為了避免熱脹冷縮引起鏡片的開膠與脫落。
部分獲獎(jiǎng)作品
一等獎(jiǎng)作品:
《斑馬魚腦部的神經(jīng)元與血管》
《鳳舞九天》
作品簡介:
本圖為果蠅卵巢免疫熒光染色結(jié)果,由卵巢末端的germarium和其后連接的4個(gè)egg chamber組成。藍(lán)色DAPI染料標(biāo)記了egg chamber中正在發(fā)育的生殖細(xì)胞,紅色標(biāo)記了細(xì)胞骨架中的Hts蛋白,在egg chamber表面的卵泡細(xì)胞中有表達(dá),綠色標(biāo)記了核膜上表達(dá)的LaminC蛋白。該圖展示了germarium中生殖干細(xì)胞的分布及其niche,對(duì)于我們研究干細(xì)胞的繁殖和分化調(diào)節(jié)有著重要作用
早在公元前一世紀(jì),人們就已發(fā)現(xiàn)通過球形透明物體去觀察微小物體時(shí),可以使其放大成像。后來逐漸對(duì)球形玻璃表面能使物體放大成像的規(guī)律有了認(rèn)識(shí)。
1590年,荷蘭和意大利的眼鏡制造者已經(jīng)造出類似顯微鏡的放大儀器。
1611年
Kepler(克卜勒):提議復(fù)合式的制作方式。
1665年
Hooke(胡克):「細(xì)胞」名詞的由來便由虎克利用復(fù)合式觀察植物的木栓組織上的微小氣孔而得來的。
1674年
Leeuwenhoek(列文胡克):發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物學(xué)的報(bào)導(dǎo)問世,并于九年后成為*發(fā)現(xiàn)「細(xì)菌」存在的人。
1833年
Brown(布朗):在下觀察紫羅蘭,隨后發(fā)表他對(duì)細(xì)胞核的詳細(xì)論述。
1838年
Schlieden and Schwann(施萊登和施旺):皆提倡細(xì)胞學(xué)原理,其主旨即為「有核細(xì)胞是所有動(dòng)植物的組織及功能之基本元素」。
1857年
Kolliker(寇利克):發(fā)現(xiàn)肌肉細(xì)胞中之線粒體。
1876年
Abbe(阿比):剖析影像在中成像時(shí)所產(chǎn)生的繞射作用,試圖設(shè)計(jì)出的。
1879年
Flrmming(佛萊明):發(fā)現(xiàn)了當(dāng)動(dòng)物細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂時(shí),其染色體的活動(dòng)是清晰可見的。
1881年
Retziue(芮祖):動(dòng)物組織報(bào)告問世,此項(xiàng)發(fā)表在當(dāng)世尚無人能*逾越。然而在20年后,卻有以Cajal(卡嘉爾)為首的一群組織學(xué)家發(fā)展出染色觀察法,此舉為日后的顯微解剖學(xué)立下了基礎(chǔ)。
1882年
Koch(寇克):利用苯安染料將微生物組織進(jìn)行染色,由此他發(fā)現(xiàn)了霍亂及結(jié)核桿菌。往后20年間,其它的細(xì)菌學(xué)家,像是Klebs and Pasteur(克萊柏和帕斯特)則是藉由下檢視染色藥品而證實(shí)許多疾病的病因。
1886年
Zeiss(蔡氏):打破一般可見光理論上的極限,他的發(fā)明--阿比式及其它一系列的鏡頭為顯微學(xué)者另辟一新的解像天地。
1898年
Golgi(高爾基):*發(fā)現(xiàn)細(xì)菌中高爾基體的顯微學(xué)家。他將細(xì)胞用硝酸銀染色而成就了人類細(xì)胞研究上的一大步。
1924年
Lacassagne(蘭卡辛):與其實(shí)驗(yàn)工作伙伴共同發(fā)展出放射線照相法,這項(xiàng)發(fā)明便是利用放射性釙元素來探查生物標(biāo)本。
1930年
Lebedeff(萊比戴衛(wèi)):設(shè)計(jì)并搭配*架干涉。另外由Zernicke(卓尼柯)在1932年發(fā)明出相位差,兩人將傳統(tǒng)光學(xué)延伸發(fā)展出來的相位差觀察使生物學(xué)家得以觀察染色活細(xì)胞上的種種細(xì)節(jié)。
1941年
Coons(昆氏):將抗體加上螢光染劑用以偵測(cè)細(xì)胞抗原。
1952年
Nomarski(諾馬斯基):發(fā)明干涉相位差光學(xué)系統(tǒng)。此項(xiàng)發(fā)明不僅享有權(quán)并以本人命名之。
1981年
Allen and Inoue(艾倫及艾紐):將光學(xué)顯微原理上的影像增強(qiáng)對(duì)比,發(fā)展趨于境界。
1988年
Confocal(共軛焦)掃描在市場上被廣為使用。
■暗視野
暗視野由于不將透明光射入直接觀察系統(tǒng),無物體時(shí),視野暗黑,不可能觀察到任何物體,當(dāng)有物體時(shí),以物體衍射回的光與散射光等在暗的背景中明亮可見。在暗視野觀察物體,照明光大部分被折回,由于物體(標(biāo)本)所在的位置結(jié)構(gòu),厚度不同,光的散射性,折光等都有很大的變化。
■相位差
相位差的結(jié)構(gòu):
相位差,是應(yīng)用相位差法的。因此,比通常的要增加下列附件:
(1) 裝有相位板(相位環(huán)形板)的物鏡,相位差物鏡。
(2) 附有相位環(huán)(環(huán)形縫板)的聚光鏡,相位差聚光鏡。
(3) 單色濾光鏡-(綠)。
各種元件的性能說明
(1) 相位板使直接光的相位移動(dòng) 90°,并且吸收減弱光的強(qiáng)度,在物鏡后焦平面的適當(dāng)位置裝置相位板,相位板必須確保亮度,為使衍射光的影響少一些,相位板做成環(huán)形狀。
(2) 相位環(huán)(環(huán)狀光圈)是根據(jù)每種物鏡的倍率,而有大小不同,可用轉(zhuǎn)盤器更換。
(3) 單色濾光鏡系用中心波長546nm(毫微米)的綠色濾光鏡。通常是用單色濾光鏡入觀察。相位板用特定的波長,移動(dòng)90°看直接光的相位。當(dāng)需要特定波長時(shí),必須選擇適當(dāng)?shù)臑V光鏡,濾光鏡插入后對(duì)比度就提高。此外,相位環(huán)形縫的中心,必須調(diào)整到正確方位后方能操作,對(duì)中望遠(yuǎn)鏡就是起這個(gè)作用部件。
■視頻
將傳統(tǒng)的與攝象系統(tǒng),顯示器或者電腦相結(jié)合,達(dá)到對(duì)被測(cè)物體的放大觀察的目的。
zui早的雛形應(yīng)該是相機(jī)型,將下得到的圖像通過小孔成象的原理,投影到感光照片上,從而得到圖片?;蛘咧苯訉⒄障鄼C(jī)與對(duì)接,拍攝圖片。隨著CCD攝像機(jī)的興起,可以通過其將實(shí)時(shí)圖像轉(zhuǎn)移到電視機(jī)或者監(jiān)視器上,直接觀察,同時(shí)也可以通過相機(jī)拍攝。80年代中期,隨著數(shù)碼產(chǎn)業(yè)以及電腦業(yè)的發(fā)展,的功能也通過它們得到提升,使其向著更簡便更容易操作的方面發(fā)展。到了90年代末,半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,晶圓要求可以帶來更加配合的功能,硬件與軟件的結(jié)合,智能化,人性化,使在工業(yè)上有了更大的發(fā)展。
■熒光
在螢光上,必須在標(biāo)本的照明光中,選擇出特定波長的激發(fā)光,以產(chǎn)生螢光,然后必須在激發(fā)光和螢光混合的光線中,單把螢光分離出來以供觀察。因此,在選擇特定波長中,濾光鏡系統(tǒng),成為極其重要的角色。
螢光原理:
(A) 光源:光源幅射出各種波長的光(以紫外至紅外)。
(B) 激勵(lì)濾光源:透過能使標(biāo)本產(chǎn)生螢光的特定波長的光,同時(shí)阻擋對(duì)激發(fā)螢光無用的光。
(C) 螢光標(biāo)本:一般用螢光色素染色。
(D) 阻擋濾光鏡:阻擋掉沒有被標(biāo)本吸收的激發(fā)光有選擇地透射螢光,在螢光中也有部分波長被選擇透過。
■偏光
偏光是用于研究所謂透明與不透明各向異性材料的一種。凡具有雙折射的物質(zhì),在偏光下就能分辨的清楚,當(dāng)然這些物質(zhì)也可用染色法來進(jìn)行觀察,但有些則不可能,而必須利用偏光。
(1)偏光的特點(diǎn)
將普通光改變?yōu)槠窆膺M(jìn)行鏡檢的方法,以鑒別某一物質(zhì)是單折射(各向同行)或雙折射性(各向異性)。雙折射性是晶體的基本特性。因此,偏光被廣泛地應(yīng)用在礦物、化學(xué)等領(lǐng)域,在生物學(xué)和植物學(xué)也有應(yīng)用。
(2)偏光的基本原理
偏光的原理比較復(fù)雜,在此不作過多介紹,偏光必須具備以下附件:起偏鏡,檢偏鏡,補(bǔ)償器或相位片,無應(yīng)力物鏡,旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)。
■超聲波
超聲波掃描的特點(diǎn)在于能夠的反映出聲波和微小樣品的彈性介質(zhì)之間的相互作用,并對(duì)從樣品內(nèi)部反饋回來的信號(hào)進(jìn)行分析!圖像上(C-Scan)的每一個(gè)象素對(duì)應(yīng)著從樣品內(nèi)某一特定深度的一個(gè)二維空間坐標(biāo)點(diǎn)上的信號(hào)反饋,具有良好聚焦功能的Z.A傳感器同時(shí)能夠發(fā)射和接收聲波信號(hào)。一副完整的圖像就是這樣逐點(diǎn)逐行對(duì)樣品掃描而成的。反射回來的超聲波被附加了一個(gè)正的或負(fù)的振幅,這樣就可以用信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間反映樣品的深度。用戶屏幕上的數(shù)字波形展示出接收到的反饋信息(A-Scan)。設(shè)置相應(yīng)的門電路,用這種定量的時(shí)間差測(cè)量(反饋時(shí)間顯示),就可以選擇您所要觀察的樣品深度。
■解剖
解剖,又被稱為實(shí)體或立體,是為了不同的工作需求所設(shè)計(jì)的。利用解剖觀察時(shí),進(jìn)入兩眼的光各來自一個(gè)獨(dú)立的路徑,這兩個(gè)路徑只夾一個(gè)小小的角度,因此在觀察時(shí),樣品可以呈現(xiàn)立體的樣貌。解剖的光路設(shè)計(jì)有兩種: The Greenough Concept和The escope Concept。解剖常常用在一些固體樣本的表面觀察,或是解剖、鐘表制作和小電路板檢查等工作上。
■共聚焦
從一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)射的探測(cè)光通過透鏡聚焦到被觀測(cè)物體上,如果物體恰在焦點(diǎn)上,那么反射光通過原透鏡應(yīng)當(dāng)匯聚回到光源,這就是所謂的共聚焦,簡稱共焦。共焦[Confocal Laser Scanning Microscope(CLSM或LSCM)]在反射光的光路上加上了一塊半反半透鏡(dichroic mirror),將已經(jīng)通過透鏡的反射光折向其它方向,在其焦點(diǎn)上有一個(gè)帶有針孔(Pinhole),小孔就位于焦點(diǎn)處,擋板后面是一個(gè) 光電倍增管(photomultiplier tube,PMT)。可以想像,探測(cè)光焦點(diǎn)前后的反射光通過這一套共焦系統(tǒng),必不能聚焦到小孔上,會(huì)被擋板擋住。于是光度計(jì)測(cè)量的就是焦點(diǎn)處的反射光強(qiáng)度。其意義是:通過移動(dòng)透鏡系統(tǒng)可以對(duì)一個(gè)半透明的物體進(jìn)行三維掃描。
■醫(yī)學(xué)和生物學(xué)常使用的光學(xué)
有下列12種:
暗視野 在普通光學(xué)臺(tái)下配一個(gè)暗視野聚光器(圖4),來自下面光源的光線被拋物面聚光器反射,形成了橫過視野而不進(jìn)入物鏡的強(qiáng)烈光束。因此視野是暗的,視野中直徑大于 0.3m的微粒將光線散射,其大小和形態(tài)可清楚看到。甚至可看到普通明視野中看不見的幾個(gè)毫微米的微粒。因此在某些細(xì)菌、細(xì)胞等活體檢查中常常使用。
■場發(fā)射掃描電子
主要用途: 該儀器具有超高分辨率,能做各種固態(tài)樣品表面形貌的二次電子象、反射電子象觀察及圖像處理。 具有高性能x射線能譜儀,能同時(shí)進(jìn)行樣品表層的微區(qū)點(diǎn)線面元素的定性、半定量及定量分析,具有形貌、化學(xué)組分綜合分析能力。
儀器類別: 03040702 /儀器儀表 /光學(xué)儀器 /電子光學(xué)及離子光學(xué)儀器
指標(biāo)信息: 二次電子象分辨率:1.5nm 加速電壓:0~30kV 放大倍數(shù):10-50萬倍連續(xù)可調(diào)工作距離:5~35mm連續(xù)可調(diào)傾斜:-5°~45° x射線能譜儀: 分辨率:133eV 分析范圍:B-U
附件信息: 鍍金鍍炭儀 ISIS圖像處理系統(tǒng)背散射探頭
場發(fā)射掃描電鏡,由于分辨率高,為納米材料的研究提供了可靠的實(shí)驗(yàn)手段。另外,對(duì)半導(dǎo)體材料和絕緣體,都能得到滿意的圖像,對(duì)超導(dǎo)薄膜,磁性材料,分子束外延生長的薄膜材料,半導(dǎo)體材料進(jìn)行了形貌觀察,并對(duì)多種材料進(jìn)行了微區(qū)成份分析,均能得到滿意的結(jié)果
金相參數(shù):
規(guī)格: 1、目鏡管
三目鏡管:傾角30°,眼瞳調(diào)節(jié)范圍 55mm-75mm
2、目鏡:目鏡:10(¢18mm)
3、五孔物鏡轉(zhuǎn)換器(一般四孔):
PL4X、PL10X、PL20X、PL40X、PL100X(可選購PL60X)
4、載物臺(tái)
方臺(tái):150*200mm
移動(dòng)范圍:15*15mm
5、照明
柯勒照明、6V20W鹵素?zé)?、亮度可調(diào)
產(chǎn)品說明:
1、主體 1臺(tái)
2、三目鏡筒 1只
3、物鏡:PL4X、PL10X、PL20X、
PL40X、PL100X 各1只
4、目鏡:10X /18mm 1對(duì)
5、載物臺(tái)壓簧 1只
6、濾色片 2片
7、載物片:φ10、φ20 各1塊
8、溴鎢燈泡6V20W 2只
9、香柏油 1瓶
10、隨機(jī)文件 1套
可選購配件:
目鏡:12.5X目鏡、10X平場分劃目鏡( 格值0.1mm)
物鏡測(cè)微尺、80X物鏡、50X物鏡
采集卡、適配鏡、圖像分析軟件、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝像頭
圖像資料:
備注: MC006-5XB-PC金相主要用于鑒定和分析金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織,它是金屬學(xué)研究金相的重要儀器,是工業(yè)部門鑒定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備,該儀器配用攝像裝置,可攝取金相圖譜,并對(duì)圖譜進(jìn)行測(cè)量分析,對(duì)圖象進(jìn)行編輯、輸出、存儲(chǔ)、管理等功能。
規(guī)格: 圖象適配鏡:0.44倍
消色差物鏡:4X 10X 40X 100X(油)
廣角目鏡: 10X 16X
聚光鏡: 1.25NA
調(diào)焦范圍: 25mm 微動(dòng)格值:0.002mm
機(jī)械平臺(tái): 160×140mm
移動(dòng)范圍: 橫向 70mm 縱向 50mm
光瞳間距: 55-75mm
鹵鎢燈泡: 6v/15w
電源: 220V 50Hz
產(chǎn)品說明:
1、主機(jī) 1臺(tái)
2、三目鏡筒 1只
3、消色差物鏡:4X、10X、40X、100X(油) 各1只
4、目鏡:10X、16X 各1對(duì)
5、濾色片(蘭、黃、綠) 各1片
6、油鏡油 1瓶
7、備用燈泡6V20W 1只
8、隨機(jī)文件 1套
可選購:
圖象適配鏡
CCD:松下240, 480線
數(shù)碼相機(jī):索尼W5 500萬像素
索尼W7 700萬像素
圖集卡 CG400
圖像資料:
用途:用于生物學(xué)、細(xì)菌學(xué)、組織學(xué)、藥物化學(xué)等研究工作以及臨床度驗(yàn)之用。具有粗微動(dòng)同軸的調(diào)焦機(jī)構(gòu),滾珠內(nèi)定位轉(zhuǎn)換器,亮度可調(diào)的照明裝置,并帶有攝影、攝像接口。
透反射式偏光,隨著光學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,作為光學(xué)儀器的偏光,其應(yīng)用范圍也越來越廣闊,許多行業(yè),如化工的化學(xué)纖維,半導(dǎo)體工業(yè)以及藥品檢驗(yàn)等等,也廣泛地使用偏光。XPV-213透射偏光就是非常適用的產(chǎn)品,可供廣大用戶作單偏光觀察,正交偏光觀察,錐光觀察以及顯微攝影,配置有石膏λ、云母λ/4試片、石英楔子和移動(dòng)尺等附件,是一組具有較完備功能和良好品質(zhì)的新型產(chǎn)品.本儀器的具有可擴(kuò)展性,可以接計(jì)算機(jī)和數(shù)碼相機(jī)。對(duì)圖片進(jìn)行保存、編輯和打印。
一)低倍鏡、高倍鏡的使用練習(xí)
1. 觀察文字或字母裝片:取一片字母裝片,用低倍鏡觀察,反復(fù)練習(xí)對(duì)光、調(diào)光、標(biāo)本放置和調(diào)節(jié)焦距等。如將玻片前后左右移動(dòng)時(shí),注意物像與玻片移動(dòng)方向是否一致,玻片上的字母是正像還是反像,為什么?
2. 觀察羊毛片(或頭發(fā))交叉裝片:取一張毛(發(fā))交叉裝片,先用低倍鏡觀察,找到兩根毛(發(fā))后,再將毛(發(fā))交叉點(diǎn)移到視野中央,然后換高倍鏡觀察,再輕微轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)調(diào)節(jié)器,觀察不同層次,判定哪條毛(發(fā))在上方,哪條位于下方。
(二)油鏡的使用練習(xí)
1. 取一張血涂片或取血一小滴,滴于清潔的載玻片一端,另取一張邊緣平整的載玻片,按照?qǐng)D1-3所示做成血涂片。先用低倍鏡再用高倍鏡進(jìn)行觀察。
圖1-4 蛙血涂片 圖 1-5 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞
2. 用油鏡觀察,并分辨紅細(xì)胞、白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞,比較三種物鏡的放大倍數(shù)和分辨率。
3. 觀察兔脊神經(jīng)節(jié)切片(示固定染色的細(xì)胞)
取兔脊神經(jīng)節(jié)切片標(biāo)本先在調(diào)好光線的低倍鏡下觀察(固定染色的標(biāo)本需調(diào)較亮光線),低倍鏡下找到要觀察的標(biāo)本,為淡紫色的神經(jīng)節(jié)切面,在其外圍包有被膜,且向內(nèi)伸入,形成神經(jīng)節(jié)的結(jié)締組織支架,節(jié)內(nèi)有許多大小不等的神經(jīng)細(xì)胞,呈散在分布。然后轉(zhuǎn)換高倍鏡,選擇完整而清晰的圓形
圖 1-6感覺神經(jīng)細(xì)胞
神經(jīng)細(xì)胞仔細(xì)觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。可見到在細(xì)胞中央有一圓形核,核內(nèi)有著色為深紫紅色的圓形核仁及染色質(zhì)顆粒,核與細(xì)胞膜之間是均勻淺紫色的細(xì)胞質(zhì),在細(xì)胞的外面圍有若干個(gè)被囊細(xì)胞,它起保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的作用。在神經(jīng)細(xì)胞之間還可看到有軸索橫斷面和許多神經(jīng)纖維,多呈交錯(cuò)排列。
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圖1-3血涂片的制備方法
4. 觀察完畢,務(wù)必將油鏡按正確方法擦凈。
目前在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中,常用的,還有以下幾種:
1. 雙筒解剖:解剖較小標(biāo)本或觀察玻片標(biāo)本的全貌時(shí),需使用解剖,以觀察自然狀態(tài)下較小的實(shí)體(正像)和較大的玻片標(biāo)本,或解剖細(xì)小生物。
2. 相差:活細(xì)胞在普通光鏡下,一般不能分辨其細(xì)微結(jié)構(gòu)。這是由于各細(xì)微結(jié)構(gòu)的折光性很近似或?qū)Ρ炔粔蝻@著的緣故。相差則是在聚光器下裝一個(gè)環(huán)狀光欄,其物鏡是安有相板的相差物鏡。環(huán)狀光欄的作用是造成空心的光線錐,使直射光和衍射光分離。相板的作用是使直射光和衍射光發(fā)生干涉,導(dǎo)致相位差變成振幅差(即明暗差),使反差加強(qiáng)。所以,可以觀察活細(xì)胞中不同染色的微細(xì)結(jié)構(gòu)。
3. 倒置:物鏡位于標(biāo)本的下方,而光源位于標(biāo)本的上方。主要用于細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)觀察培養(yǎng)瓶中細(xì)胞的生長情況。