顯微鏡是人類各個(gè)時(shí)期最偉大的發(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(jiǎn)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【儀器的歷史】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)合式顯微鏡的制作方式。
1665年
hooke(胡克):「細(xì)胞」名詞的由來便由虎克利用復(fù)合式顯微鏡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,并于九年后成為首位發(fā)現(xiàn)「細(xì)菌」存在的人。
1833年
brown(布朗):在顯微鏡下觀察紫羅蘭,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):剖析影像在顯微鏡中成像時(shí)所產(chǎn)生的繞射作用,試圖設(shè)計(jì)出最理想的顯微鏡。
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)世尚無人能凌駕逾越。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)展出顯微鏡染色觀察法,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)則是藉由顯微鏡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):首位發(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)并搭配第一架干涉顯微鏡。另外由zernicke(卓尼柯)在1932年發(fā)明出相位差顯微鏡,兩人將傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡延伸發(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)明不僅享有專利權(quán)并以發(fā)明者本人命名之。
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)展趨于完美境界。
1988年
confocal(共軛焦)掃描顯微鏡在市場(chǎng)上被廣為使用?!編追N特殊顯微鏡簡(jiǎn)介】■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:
(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(zhǎng)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(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。
■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,顯微鏡的功能也通過它們得到提升,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更加配合的功能,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。
■熒光顯微鏡
在螢光顯微鏡上,必須在標(biāo)本的照明光中,選擇出特定波長(zhǎng)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(zhǎng)中,濾光鏡系統(tǒng),成為極其重要的角色。
螢光顯微鏡原理:
(a) 光源:光源幅射出各種波長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)被選擇透過。
■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)也可用染色法來進(jìn)行觀察,但有些則不可能,而必須利用偏光顯微鏡。
(1)偏光顯微鏡的特點(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。
(2)偏光顯微鏡的基本原理
偏光顯微鏡的原理比較復(fù)雜,在此不作過多介紹,偏光顯微鏡必須具備以下附件:起偏鏡,檢偏鏡,補(bǔ)償器或相位片,專用無應(yīng)力物鏡,旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)。
■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。
■解剖顯微鏡
解剖顯微鏡,又被稱為實(shí)體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察,或是解剖、鐘表制作和小電路板檢查等工作上。
■共聚焦顯微鏡
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(jiǎn)稱共焦。共焦顯微鏡[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)通過透鏡的反射光折向其它方向,在其焦點(diǎn)上