當(dāng)今顯微鏡種類及用途

1、當(dāng)今顯微鏡種類及用途1.光學(xué)顯微鏡通常皆由光學(xué)部分、照明部分和機(jī)械部分組成。無(wú)疑光學(xué)部分是最為關(guān)鍵的，它由目鏡和物鏡組成。早于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。光學(xué)顯微鏡的種類很多，主要有明視野顯微鏡（普通光學(xué)顯微鏡）、暗視野顯微鏡、熒光顯微鏡、相差顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡、偏光顯微鏡、微分干涉差顯微鏡、倒置顯微鏡。光學(xué)顯微鏡原理1.1.暗視野顯微鏡 暗視野顯微鏡由于不將透明光射入直接觀察系統(tǒng)，無(wú)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(jiàn)。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

2、結(jié)構(gòu)，厚度不同，光的散射性，折光等都有很大的變化。1.2.相位差顯微鏡相位差顯微鏡的結(jié)構(gòu)： 相位差顯微鏡，是應(yīng)用相位差法的顯微鏡。因此，比通常的顯微鏡要增加下列附件：l 裝有相位板（相位環(huán)形板）的物鏡，相位差物鏡。l 附有相位環(huán)（環(huán)形縫板）的聚光鏡，相位差聚光鏡。l 單色濾光鏡-（綠）。各種元件的性能說(shuō)明l 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。相位差顯微鏡的整體外形l 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(pán)器更換。l 單色濾光鏡系用中心波長(zhǎng)54

3、6nm(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(zhǎng)，移動(dòng)90°看直接光的相位。當(dāng)需要特定波長(zhǎng)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。1.3.視頻顯微鏡 將傳統(tǒng)的顯微鏡與攝象系統(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。 最早的雛形應(yīng)該是相機(jī)型顯微鏡，將顯微鏡下得到的圖像通過(guò)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)與顯微鏡對(duì)接，拍攝圖片。隨著CCD攝像機(jī)的興起，顯微鏡可以通過(guò)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

4、可以通過(guò)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，顯微鏡的功能也通過(guò)它們得到提升，使其向著更簡(jiǎn)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，晶圓要求顯微鏡可以帶來(lái)更加配合的功視頻顯微鏡能，硬件與軟件的結(jié)合，智能化，人性化，使顯微鏡在工業(yè)上有了更大的發(fā)展。隨著CMOS鏡頭技術(shù)在顯微鏡領(lǐng)域應(yīng)用的成熟，及數(shù)碼輸出技術(shù)的發(fā)展，其 市面上的視頻顯微鏡，不僅有通過(guò)PC機(jī)來(lái)顯示顯微圖片的視頻顯微鏡，還有顯微鏡本身有獨(dú)立屏幕的視頻顯微鏡，例如3R的MSV35;有可通過(guò)無(wú)線傳輸方式可移動(dòng)的無(wú)線視頻顯微鏡，其都脫離了PC機(jī)的顯示，例如3R的WM401TV、WM601TV，且其CMOS鏡頭的

5、顯微鏡其大小要比傳統(tǒng)的顯微鏡更加精巧，可應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行顯微觀測(cè)。1.4.熒光顯微鏡 以紫外線為光源，使被照射的物體發(fā)出熒光的顯微鏡。熒光顯微鏡原理：l 光源：光源輻射出各種波長(zhǎng)的光(以紫外至紅外)。l 激勵(lì)濾光源：透過(guò)能使標(biāo)本產(chǎn)生螢光的特定波長(zhǎng)的光，同時(shí)阻擋對(duì)激發(fā)螢光無(wú)用的光。l 熒光標(biāo)本：一般用熒光色素染色。l 阻擋濾光鏡：阻擋掉沒(méi)有被標(biāo)本吸收的激發(fā)光有選擇地透射熒光，在熒光中也有部分波長(zhǎng)被選擇透過(guò)。1.5.偏光顯微鏡 偏光顯微鏡是用于研究所謂透明與不透明各向異性材料的一種顯微鏡。凡具有雙折射的物質(zhì)，在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚，當(dāng)然這些物質(zhì)也可用染色法來(lái)進(jìn)行觀察，但有些則不可能，而必須利用

6、偏光顯微鏡。偏光顯微鏡的特點(diǎn)偏光顯微鏡將普通光改變?yōu)槠窆膺M(jìn)行鏡檢的方法，以鑒別某一物質(zhì)是單折射（各向同性）或雙折射性（各向異性）。雙折射性是晶體的基本特性。因此，偏光顯微鏡被廣泛地應(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。1.6.超聲波顯微鏡 超聲波掃描顯微鏡的特點(diǎn)在于能夠精確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(lái)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(lái)的超聲波被附加了一

7、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。1.7.解剖顯微鏡 解剖顯微鏡，又被稱為實(shí)體顯微鏡、體視顯微鏡或立體顯微鏡，是為了不同的工作需求所設(shè)計(jì)的顯微鏡。利用解剖顯微鏡觀察時(shí)，進(jìn)入兩眼的光各來(lái)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。解剖顯微鏡的光路設(shè)計(jì)有兩種：The Greenough Concept和The Telescope Concept。解剖顯微鏡常常用在一些固體樣本的表面觀

8、察，或是解剖、鐘表制作和小電路板檢查等工作上。解剖顯微鏡1.8.共聚焦顯微鏡 從一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)射的探測(cè)光通過(guò)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(guò)原透鏡應(yīng)當(dāng)匯聚回到光源，這就是所謂的共聚焦，簡(jiǎn)稱共焦。激光掃描共聚焦顯微鏡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(guò)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)?？梢韵胂?，探測(cè)光焦點(diǎn)前

9、后的反射光通過(guò)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(guò)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。1.9.金相顯微鏡 金相顯微鏡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。 國(guó)內(nèi)廠家較多，歷史悠久。1.10.生物顯微鏡生物顯微鏡是用來(lái)觀察生物切片、生物細(xì)胞、細(xì)菌以及活體組織培養(yǎng)、流質(zhì)沉淀等的觀察和研究，同時(shí)可以觀察其他透明或者半透明物體以及粉末、細(xì)小顆粒等物體。生物顯微鏡也是

10、食品廠、飲用水廠辦QS、HACCP認(rèn)證的必備檢驗(yàn)設(shè)備。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。生物顯微鏡2.電子顯微鏡 電子顯微鏡成像原理電子顯微鏡有與光學(xué)顯微鏡相似的基本結(jié)構(gòu)特征，但它有著比光學(xué)顯微鏡高得多的對(duì)物體的放大及分辨本領(lǐng)，它將電子流作為一種新的光源，使物體成像。自1938年Ruska發(fā)明第一臺(tái)透射電子顯微鏡至今，除了透射電鏡本身的性能不斷的提高外，還發(fā)展了其他多種類型的電鏡。如掃描電鏡、分析電鏡、超高壓電鏡等。結(jié)合各種電鏡樣品制備技術(shù)，可對(duì)樣品進(jìn)行多方面的結(jié)構(gòu) 或結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的深入研究。顯微鏡被用來(lái)觀察微小物體的圖像。常用于生物、醫(yī)藥及微小粒子的觀測(cè)。電子顯微鏡可把物體放大到200萬(wàn)倍。3.便攜式顯微鏡便攜式顯微鏡,主要是近幾年發(fā)展出來(lái)的數(shù)碼顯微鏡與視頻顯微鏡系列的延伸。和傳統(tǒng)光學(xué)放大不同,手持式顯微鏡都是數(shù)碼放大,其一般追求便攜,