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。