顯微鏡觀察模式

觀察模式對比

生物顯微鏡使用透射光進行觀察。由於不同樣本的光特性存在差異,對應的觀察模式也有所不同。例如透明樣本和不透光的樣本。

下表顯示了主要觀察模式的特點。每種觀察模式對應特定的光特性,例如散射,繞射,偏振,干涉和螢光。

觀察模式 特點 常見觀察目標物
明視野顯微術 生物顯微鏡的一般觀察模式,可利用透射照明實現明視野 生物體、細胞
暗視野顯微術 使用散射光(而不是直射光)使樣本在暗視野下顯示 微生物、細胞
相位差顯微術 使用相位(光線變化)將樣本轉換為亮度對比度以進行觀察 無色透明樣本,活細胞
偏光顯微術 利用偏光照亮樣本,將其轉換為亮度或顏色對比度以進行觀察 岩石和礦物等晶體、聚合物
微分干涉對比顯微術 利用透射光穿過樣本後的傳播距離差,形成顏色或亮度對比度,以進行3D觀察 無色透明樣本,活細胞
調製對比(浮雕對比)顯微術 將樣本的高度差轉換為亮度對比度,以進行3D觀察 塑料容器中的細胞
螢光顯微術 利用螢光化合物或螢光蛋白(如GFP)對樣本進行染色,以觀察樣本表達螢光的部分 用螢光染料染色或標記的細胞和組織,顯示固有螢光的生物體
反射光顯微術 使用反射光觀察不透光的樣本 金屬
分散染色顯微術 將樣本浸入指數油中,利用油中散射的透射光進行觀察 石棉檢測

每種觀察模式的特點

明視野顯微術

為生物顯微鏡的常見類型。用直射光照射整個樣本,並利用透射光或反射光觀察樣本。具有明亮的背景,可廣泛用於染色樣本、病理學和半導體的檢測。

暗視野顯微術

只允許經樣本散射或繞射的光進入鏡頭,從而可以將光投射到暗視野中。適用於觀察活細胞等無法用明視野顯微術觀察的無色、透明的樣本。還可以觀察超過光學顯微鏡解析度極限的細微特徵。這種觀察方法需使用特殊的聚光器。

相位差顯微術

利用的是由光繞射引起的相位差(光變化)。活組織和細胞等無色透明樣本很難使用明視野成像,但折射率或厚度差異,會產生相位差。透過將相位差轉換為亮度對比度,可以實現此類樣本的觀察。
能夠在明視野中觀察到細胞及其他只能在暗視野中觀察到的物體。由於無需染色,還可以觀察活體標本。這種觀察方法必須與環狀狹縫相位板搭配使用。

偏光顯微術

利用偏振(光的振動方向偏置)照亮樣本,並利用兩個可以轉動的偏振板進行觀察。如果偏振板平行放置,則樣品較亮;如果偏振板垂直,則樣本較暗。
可用於觀察岩石和礦物切片的晶體結構。還用於觀察纖維、聚合物、半導體和骨組織。
觀察時,必須與專屬物鏡、兩種偏振板,起偏器和分析器搭配使用。

微分干涉對比顯微術

與相位差顯微術一樣,微分干涉對比(DIC)適用於觀察無色透明樣本。兩者的區別在於成像技術,DIC將光傳播方式的差異轉換為亮度的變化,而相位差利用光繞射進行成像。
適用於觀察相對較厚的樣本,也適用於3D成像。由於使用拍攝的影像與使用相位差顯微術拍攝的影像相輔相成,因此透過對比兩者的觀察結果,可得到更精確的觀察結果。
若物鏡上標有“DIC”,說明適用於此類型。

調製對比顯微術

也稱為浮雕對比顯微術,適用於觀察無色透明樣本。調製對比將樣本表面的高度差轉換為亮度對比度以進行觀察。
與微分干涉對比一樣,此類型也能夠對影像進行3D觀察,儘管原理不同。調製對比顯微術可以使用塑料容器,但微分干涉對比顯微術不行。因此,該顯微術適用於觀察精子和卵細胞。

反射光顯微術

使用反射光來觀察岩石和礦物等不透光的樣本。可以進一步分為明視野、暗視野和微分干涉等子類。

分散染色顯微術

透過將樣本浸泡在指數油中,透過油的不同折射率檢測光的色散,從而進行觀察。主要用於觀察石棉及其類型。

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