可見世界本身就是一個(gè)有趣的地方。在這里發(fā)生了許多同時(shí)代人無法用巫術(shù)或魔法來解釋的現(xiàn)象。今天我們認(rèn)為理所當(dāng)然的簡單工具--放大鏡的發(fā)明，打開了現(xiàn)實(shí)的新維度，改變了人類理解自然和自身的方式。隨著時(shí)間的推移，在人類最喜愛的工具--顯微鏡的幫助下，我們神話般的宇宙被科學(xué)的進(jìn)化方法所取代。

作為了解從細(xì)胞到礦物等一切微觀結(jié)構(gòu)的主要途徑，顯微鏡仍然是科學(xué)研究、材料科學(xué)、生物物理、醫(yī)學(xué)、電路、工程、法醫(yī)等領(lǐng)域的基本工具。要想學(xué)好加拿大約克大學(xué)的生物學(xué)課程，你就必須要學(xué)會(huì)如何使用顯微鏡。

一、什么是光學(xué)顯微鏡?

光學(xué)顯微鏡是一種光學(xué)儀器，用于觀察肉眼無法看到的太小物體。之所以稱之為光學(xué)顯微鏡，是因?yàn)樗褂冒坠饣蚩梢姽鈦碚丈涓信d趣的物體，然后通過一個(gè)或多個(gè)透鏡將其放大。因此，顯微鏡技術(shù)是一門利用顯微鏡觀察肉眼無法看到的樣品和物體細(xì)節(jié)的技術(shù)學(xué)科。

顯微鏡將材料知識(shí)、樣品制備和對(duì)顯微鏡的透徹理解結(jié)合起來，研究從復(fù)雜生物樣品到無生命物體等各種材料，以了解它們的結(jié)構(gòu)、行為和潛在應(yīng)用。

二、如何使用光學(xué)顯微鏡

步驟 1：將光學(xué)顯微鏡連接到電源。如果顯微鏡使用鏡子而不是照明器，則可以跳過這一步。相反，請(qǐng)找一個(gè)容易獲得自然光的地方。

步驟 2：旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)鼻架，使下物鏡處于所需的位置。

步驟 3：將標(biāo)本固定在桌面上。但在此之前，要確保標(biāo)本得到充分保護(hù)，在其頂部放置一個(gè)蓋玻片。

步驟 4：使用金屬夾將載玻片固定到位。確保載玻片位于中間位置，即鏡頭底部鏡片的正下方。

步驟 5：看向目鏡，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)旋鈕，使標(biāo)本對(duì)焦。確保載玻片不接觸鏡頭。

步驟 6：調(diào)節(jié)聚光器，讓光線盡可能多地進(jìn)入。由于您使用的是低光圈鏡頭，因此可能需要降低照明度。使用幻燈片臺(tái)下的光圈進(jìn)行調(diào)節(jié)。

步驟 7：現(xiàn)在慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕，直到獲得更清晰的樣品圖像。

步驟 8：查看樣品。

步驟 9：使用最低功率鏡頭觀察完畢后，切換到中等功率鏡頭，使用微調(diào)旋鈕重新調(diào)整焦距。

第 10 步：對(duì)焦后，切換到高倍鏡。

三、生物學(xué)中的光學(xué)顯微鏡用途

顯微鏡是微生物學(xué)家的首選武器。微生物學(xué)家通常使用光學(xué)顯微鏡來研究細(xì)菌或真菌菌落等微觀生物。它們與更先進(jìn)的電子顯微鏡和圖像處理軟件一起，揭開了人眼所見之外的生命奧秘。

生物化學(xué)家和生物物理學(xué)家專門研究生物體內(nèi)發(fā)生的過程。他們每天都在研究酶等生物成分，以了解它們之間的相互作用如何解答實(shí)際問題。這項(xiàng)工作使用光學(xué)顯微鏡或光學(xué)顯微鏡，以及功能強(qiáng)大的電子顯微鏡和計(jì)算機(jī)程序。生物技術(shù)人員在實(shí)驗(yàn)室制備血液和細(xì)菌培養(yǎng)物等生物樣本進(jìn)行分析時(shí)，必須全面掌握顯微鏡的使用。

四、光學(xué)顯微鏡的類型

1.明視野顯微鏡(最適合學(xué)生使用)

課堂上使用的大多數(shù)顯微鏡都是明視野顯微鏡。明視野顯微鏡是最簡單的光學(xué)顯微鏡照明技術(shù)。該術(shù)語源于這樣一個(gè)事實(shí)，即與明亮的背景相比，標(biāo)本看起來很暗。聚光器收集來自照明器的光線，并將其聚焦到安裝在室內(nèi)的物體上。光線通過透鏡穿過物體，最后通過目鏡。物體可以是有色或無色的。色素形成對(duì)比，使觀察者能夠看到被觀察物體的圖像。這種傳統(tǒng)技術(shù)最適合觀察樣品的本色。不過，使用這種技術(shù)不易看到細(xì)胞器。

2.相差顯微鏡

相襯顯微鏡用于觀察活細(xì)胞中的結(jié)構(gòu)(如細(xì)胞器)。這種對(duì)比增強(qiáng)光學(xué)技術(shù)利用微小的相位差來生成未染色樣本的高對(duì)比度圖像。在相差顯微鏡中，使用特殊的相位對(duì)比物鏡和聚光器來利用折射率的變化。因此，觀察到的樣品圖像會(huì)比背景圖像更亮或更暗。

3.紫外顯微鏡

紫外顯微鏡使用紫外光來觀察樣品，其分辨率是傳統(tǒng)明視野顯微鏡無法達(dá)到的;它使用紫外光學(xué)器件、光源和照相機(jī)。由于波長較短(180-400 納米)，紫外光可提供比可見光(400-700 納米)放大約兩倍的清晰圖像。

4.熒光顯微鏡

在熒光顯微鏡中，熒光物質(zhì)(如熒光染料或熒光團(tuán)塊)被用來標(biāo)記相關(guān)樣品。在熒光顯微鏡中，使用高強(qiáng)度照明設(shè)備來激發(fā)熒光染料。因此，被激發(fā)的區(qū)域會(huì)發(fā)出波長較長的光，以便觀察。濾光片有助于生成最終圖像。由于成本較高，熒光顯微鏡通常僅限于對(duì)低濃度物質(zhì)進(jìn)行檢查的關(guān)鍵研究。實(shí)際上，熒光顯微鏡可用于研究陶瓷、半導(dǎo)體和神經(jīng)細(xì)胞等的孔隙率。

5.共聚焦顯微鏡

共聚焦顯微鏡被認(rèn)為是一種出色的成像技術(shù)，可提供高分辨率和高對(duì)比度的圖像。它利用熒光，將激光聚焦在樣品上，然后收集發(fā)射數(shù)據(jù)，重建最終圖像。

傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡觀察生物樣本的常見問題是眩光，眩光是從多個(gè)焦平面捕捉到的，會(huì)產(chǎn)生光學(xué)噪聲，使圖像失真，尤其是當(dāng)樣本比焦平面厚時(shí)。

在共聚焦顯微鏡中，空間濾波技術(shù)通過將光線聚焦在確定焦平面內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)上，來消除這種眩光。這可以產(chǎn)生非常清晰的圖像。

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