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熒光顯微鏡簡述

文章(zhāng)出處: 人氣:發表時間:2020-07-16 18:03

          熒光顯微鏡(Fluorescence microscope) : 熒光顯微鏡是以紫外線為(wèi)光源, 用以照射被檢物體, 使之發出熒光, 然後在顯微鏡下觀察物體的(de)形狀及其所在位置。熒光顯微鏡用于研究細胞內(nèi)物質的(de)吸收、運輸、化學(xué)物質的(de)分布及定位等。 細胞中有些物質,如(rú)葉綠(lǜ)素等,受紫外線照射後可(kě)發熒光;另有一(yī)些物質本身雖不能發熒光,但如(rú)果用熒光染料或熒光抗體染色後,經紫外線照射亦可(kě)發熒光,熒光顯微鏡就是對這類物質進行定性和(hé)定量研究的(de)工具之一(yī)。

工作原理(lǐ):

多采用200W的(de)超高(gāo)壓汞燈作光源,它是用石英玻璃制作,中間呈球形,內(nèi)充一(yī)定數量的(de)汞,工作時由兩個電極間放電,引起水銀蒸發,球內(nèi)氣壓迅速升高(gāo),當水銀完全蒸發時,可(kě)達50~70個标準大氣壓力,這一(yī)過程一(yī)般約需5~15min。超高(gāo)壓汞燈的(de)發光是電極間放電使水銀分子(zǐ)不斷解離(lí)和(hé)還原過程中發射光量子(zǐ)的(de)結果。它發射很強的(de)紫外和(hé)藍紫光,足以激發各類熒光物質,因此,為(wèi)熒光顯微鏡普遍采用。

超高(gāo)壓汞燈也散發大量熱能。因此,燈室必須有良好的(de)散熱條件,工作環境溫度不宜太高(gāo)。

新型超高(gāo)壓汞燈在使用初期不需高(gāo)電壓即可(kě)引燃,使用一(yī)些時間後,則需要高(gāo)壓啓動(約為(wèi)15000V),啓動後,維持工作電壓一(yī)般為(wèi)50~60V,工作電流約4A左右。200W超高(gāo)壓汞燈的(de)平均壽命,在每次使用2h的(de)情況下約為(wèi)200h,開動一(yī)次工作時間愈短(duǎn),則壽命愈短(duǎn),如(rú)開一(yī)次隻工作20min,則壽命降低(dī)50%。因此,使用時盡量減少啓動次數。燈泡在使用過程中,其光效是逐漸降低(dī)的(de)。燈熄滅後要等待冷卻才能重新啓動。點燃燈泡後不可(kě)立即關閉,以免水銀蒸發不完全而損壞電極,一(yī)般需要等15min。由于超高(gāo)壓汞燈壓力很高(gāo),紫外線強烈,因此燈泡必須置燈室中方可(kě)點燃,以免傷害眼睛和(hé)發生爆炸時造成操作。

超高(gāo)壓汞燈(100W或200W)光源的(de)電路和(hé)包括變壓、鎮流、啓動幾個部分。在燈室上有調節燈泡發光中心的(de)系統,燈泡球部後面安裝有鍍鋁的(de)凹面反射鏡,前面安裝有集光透鏡。

國(guó)産超高(gāo)壓汞燈GCQ-200型性能良好,可(kě)以代替HBO-200等型的(de)進口燈泡,平均壽命在200h以上,價格也比較低(dī)。

我國(guó)研制的(de)一(yī)種簡易輕便型高(gāo)色溫溴鎢熒光光源裝置,體積小,重量輕,功率小,交、直流兩用(自(zì)帶直流電源),易于攜帶,使用方便,已推廣應用。

濾色系統

濾色系統是熒光顯微鏡的(de)重要部位,由激發濾闆和(hé)壓制濾闆組成。濾闆型号,各廠家名稱常不統一(yī)。濾闆一(yī)般都以基本色調命名,前面字母代表色調,後面字母代表玻璃,數字代表型号特點。如(rú)德國(guó)産品(Schott)BG12,就是種藍色玻璃,B是藍色的(de)第一(yī)個字母,G是玻璃的(de)第一(yī)個字母;我國(guó)産品的(de)名稱已統一(yī)用拼音字母表示,如(rú)相當于BG12的(de)藍色濾闆名為(wèi)QB24,Q是青色(藍色)拼音的(de)第一(yī)個字母,B是玻璃拼音的(de)第一(yī)個字母。不過有的(de)濾闆也可(kě)以透光分界濾長(cháng)命名,如(rú)K530,就是表示壓制濾長(cháng)530nm以下的(de)光而透過530nm以上的(de)光。還有的(de)廠家的(de)濾闆完全以數字命名,如(rú)美國(guó)Corning廠的(de)NO:5-58,即相當于BG12。

1.激發濾闆 根據光源和(hé)熒光色素的(de)特點,可(kě)選用以下三類激發濾闆,提供一(yī)定波長(cháng)範圍的(de)激發光。

紫外光激發濾闆:此濾闆可(kě)使400nm以下的(de)紫外光透過,阻擋400nm以上的(de)可(kě)見光通過。常用型号為(wèi)UG-1或UG-5,外加一(yī)塊BG-38,以除去(qù)紅(hóng)色尾波。

紫外藍光激發濾闆:此濾闆可(kě)使300~450nm範圍內(nèi)的(de)光通過。常用型号為(wèi)ZB-2或ZB-3,外加BG-38。

紫藍光激發濾闆:它可(kě)使350~490nm的(de)光通過。常用型号為(wèi)QB24(BG12)。

最大吸收峰在500nm以上者的(de)熒光素(如(rú)羅達明色素)可(kě)用藍綠(lǜ)濾闆(如(rú)B-7)激發。

開始采用金屬膜幹涉濾闆,由于針對性強,波長(cháng)适當,因而激發效果比較玻璃濾更好。如(rú)西德Leitz廠的(de)FITC專用KP490濾闆和(hé)羅達明的(de)S546綠(lǜ)色濾闆,均遠比玻璃濾闆效果好。

激發濾闆分薄厚兩種,一(yī)般暗視(shì)野選用薄濾闆,亮(liàng)視(shì)野熒光顯微鏡可(kě)選用厚一(yī)些。基本要求是以獲得最明亮(liàng)的(de)熒光和(hé)最好的(de)背景為(wèi)準。

2.壓制濾闆 壓制濾闆的(de)作用是完全阻擋激發光通過,提供相應波長(cháng)範圍的(de)熒光。與激發濾闆相對應,常用以下3種壓制濾闆:

紫外光壓制濾闆:可(kě)通過可(kě)見光、阻擋紫外光通過。能與UG-1或UG-5組合。常用GG-3K430或GG-6K460。

紫藍光壓制濾闆:能通過510nm以上波長(cháng)的(de)光(綠(lǜ)到紅(hóng)),能與BG-12組合。通常用OG-4K510或OG-1K530。

紫外紫光壓制濾闆:能通過460nm以上波長(cháng)的(de)光(藍到紅(hóng)),可(kě)與BG-3組合,常用OG-11K470AK 490,K510。

反光鏡

反光鏡的(de)反光層一(yī)般是鍍鋁的(de),因為(wèi)鋁對紫外光和(hé)可(kě)見光的(de)藍紫區吸收少,反射達90%以上,而銀的(de)反射隻有70%;一(yī)般使用平面反光鏡。

聚光鏡

專為(wèi)熒光顯微鏡設計制作的(de)聚光器是用石英玻璃或其他透紫外光的(de)玻璃制成。分明視(shì)野聚光器和(hé)暗視(shì)野聚光器兩種。還有相差熒光聚光器。

1.明視(shì)野聚光器 在一(yī)般熒光顯微鏡上多用明視(shì)野聚光器,它具有聚光力強,使用方便,特别适于低(dī)、中倍放大的(de)标本觀察。

2.暗視(shì)野聚光器 暗視(shì)野聚光器在熒光顯微鏡中的(de)應用日益廣泛。因為(wèi)激發光不直接進入物鏡,因而除散射光外,激發光也不進入目鏡,可(kě)以使用薄的(de)激發濾闆,增強激發光的(de)強度,壓制濾闆也可(kě)以很薄,因紫外光激發時,可(kě)用無色濾闆(不透過紫外)而仍然産生黑暗的(de)背景。從而增強了熒光圖像的(de)亮(liàng)度和(hé)反襯度,提高(gāo)了圖像的(de)質量,觀察舒适,可(kě)能發現亮(liàng)視(shì)野難以分辨的(de)細微熒光顆粒。

3.相差熒光聚光器 相差聚光器與相差物鏡配合使用,可(kě)同時進行相差和(hé)熒光聯合觀察,既能看到熒光圖像,又能看到相差圖像,有助于熒光的(de)定位準确。一(yī)般熒光觀察很少需要這種聚光器。

物鏡

各種物鏡均可(kě)應用,但最好用消色差的(de)物鏡,因其自(zì)體熒光極微且透光性能(波長(cháng)範圍)适合于熒光。由于圖像在顯微鏡視(shì)野中的(de)熒光亮(liàng)度與物鏡鏡口率的(de)平方成正比,而與其放大倍數成反比,所以為(wèi)了提高(gāo)熒光圖像的(de)亮(liàng)度,應使用鏡口率大的(de)物鏡。尤其在高(gāo)倍放大 時其影響非常明顯。因此對熒光不夠強的(de)标本,應使用鏡口率大的(de)物鏡,配合以盡可(kě)能低(dī)的(de)目鏡(4×,5×,6.3×等)。

目鏡

在熒光顯微鏡中多用低(dī)倍目鏡,如(rú)5×和(hé)6.3×。過去(qù)多用單筒目鏡,因為(wèi)其亮(liàng)度比雙筒目鏡高(gāo)一(yī)倍以上,但研究型熒光顯微鏡多用雙筒目鏡,觀察很方便。

落射光裝置

新型的(de)落射光裝置是從光源來的(de)光射到幹涉分光濾鏡後,波長(cháng)短(duǎn)的(de)部分(紫外和(hé)紫藍)由于濾鏡上鍍膜的(de)性質而反射,當濾鏡對向光源呈45。傾斜時,則垂直射向物鏡,經物鏡射向标本,使标本受到激發,這時物鏡直接起聚光器的(de)作用。同時,濾長(cháng)長(cháng)的(de)部分(綠(lǜ)、黃、紅(hóng)等),對濾鏡是可(kě)透的(de),因此,不向物鏡方向反射,濾鏡起了激發濾闆作用,由于标本的(de)熒光處在可(kě)見光長(cháng)波區,可(kě)透過濾鏡而到達目鏡觀察,熒光圖像的(de)亮(liàng)度随着放大倍數增大而提高(gāo),在高(gāo)放大時比透射光源強。它除具有透射式光源的(de)功能外,更适用于不透明及半透明标本,如(rú)厚片、濾膜、菌落、組織培養标本等的(de)直接觀察。研制的(de)新型熒光顯微鏡多采用落射光裝置,稱之為(wèi)落射熒光顯微鏡。


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