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正置生物显微镜

日期:2025-08-06 人气:29

定义

正置生物显微镜(Upright Biological Microscope)是一种光学显微镜,其物镜位于样本上方,照明系统位于样本下方。主要观察透射光下的薄样本(如组织切片、细胞涂片等),是生物学、医学、病理学等领域的基础科研与诊断工具。


核心结构与功能

1. 光学系统

  • 物镜(核心部件):

    • 位于样本上方,通常配备4×、10×、40×、100×(油镜)等多级放大镜头。

    • 数值孔径(NA):决定分辨率(NA越大,分辨率越高)。

  • 目镜:

    • 标准为10×或15×,与物镜组合实现总放大倍数(例:40×物镜 + 10×目镜 = 400×)。

  • 聚光镜:

    • 位于样本下方,聚焦光线至样本,配备孔径光阑(调节对比度)和视场光阑(减少杂光)。

2. 机械系统

  • 载物台:

    • 固定玻片,可手动/电动操控X-Y轴移动(精度达微米级),带标本夹。

  • 调焦装置:

    • 粗调焦旋钮(快速升降) + 微调焦旋钮(精细对焦,精度约2μm)。

  • 物镜转换器:

    • 可旋转切换不同倍数物镜,保持齐焦(切换后仅需微调)。

3. 照明系统

  • 透射光源:

    • 卤素灯(色温接近日光)或LED灯(节能、长寿命),亮度可调。

  • 柯勒照明(Köhler Illumination):

    • 标准配置,确保光线均匀、无眩光,提升成像质量。


工作原理

  1. 光路路径:
    光源 → 聚光镜 → 样本(透射)→ 物镜 → 目镜/摄像头 → 人眼或成像设备。

  2. 放大与分辨:

    • 物镜初级放大实像 → 目镜二次放大虚像。

    • 分辨率极限:≈200nm(可见光波长限制),油镜可提升至≈140nm。


关键特点

特性说明
样本类型需制备为薄切片/涂片(厚度≤10μm),置于载玻片上,加盖玻片封片。
成像模式主要支持明场观察(Brightfield),可选配相差、暗场、荧光等模块扩展功能。
操作方式观察时物镜接近样本,需避免镜头触碰玻片(高倍镜工作距离短,油镜仅0.1mm)。
适用场景固定样本的精细结构观察(如细胞核、染色体、病原体)。

应用领域

  1. 医学诊断:

    • 病理学(组织切片癌变分析)、血液学(血涂片寄生虫检测)。

  2. 生物学研究:

    • 细胞形态学、微生物鉴定(细菌/真菌)、植物解剖。

  3. 教学与培训:

    • 高校实验室基础显微观察教学。

  4. 工业质检:

    • 材料表面缺陷、纤维结构分析(需反射光配件)。


正置 vs. 倒置显微镜

特性正置显微镜倒置显微镜
物镜位置样本上方样本下方
适用样本薄切片、玻片固定样本活细胞(培养皿/培养瓶)、厚组织块
工作距离较短(高倍镜易触玻片)较长(可直接观察培养容器底部)
主要用途病理切片、固定细胞细胞培养、活体观察

技术演进与高端配置

  • 模块化扩展:

    • 荧光附件:激发块+汞灯/LED光源,用于特异性标记(如免疫荧光)。

    • 相差环:观察未染色活细胞的内部结构。

    • DIC(微分干涉相衬):提升三维立体感与对比度。

  • 数字化升级:

    • 内置摄像头 → 实时图像采集、测量分析软件(细胞计数、尺寸测量)。

    • 电动化:自动聚焦、载物台扫描、多视野拼接。

  • 共聚焦兼容:

    • 部分高端正置镜可升级为激光共聚焦显微镜,实现光学切片与3D重构。


使用注意事项

  1. 玻片清洁:避免指纹或灰尘影响成像。

  2. 油镜操作:

    • 滴浸油后轻调避免产生气泡,使用后立即用二甲苯拭镜纸清洁油渍。

  3. 光源管理:

    • 关闭光源前调至最低亮度,延长灯泡寿命;汞灯需冷却后重启。

  4. 防震防潮:

    • 放置稳定平台,存放于干燥环境(避免镜头霉变)。


选购要点

参数建议
光学质量物镜需镀膜(消色差/平场复消色差),支持齐焦性。
照明类型LED光源优于卤素灯(低发热、长寿命)。
扩展性预留荧光/DIC接口,兼容数字化配件。
品牌与售后尼康、奥林巴斯、蔡司、徕卡等主流品牌,确保维修与校准支持。

总结

正置生物显微镜是微观世界观察的基石设备,以其对固定样本的高分辨率成像能力,成为生命科学和医学诊断的必备工具。随着模块化与数字化发展,其功能已从基础形态学拓展至多维动态分析,持续推动科研与临床的进步。

注:文章来源于网络,如有侵权,请联系删除

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