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熒光顯微鏡
研究細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)吸收的儀器
基本信息
| 中文名 | 熒光顯微鏡 |
| 外文名 | Fluorescence microscope |
| 用途 | 研究細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸?shù)?/div> |
| 注意事項(xiàng) | 在暗室中檢查，按照說明書使用等 |
| 釋義 | 物質(zhì)進(jìn)行定性和定量研究工具之一 |
| 光源 | 紫外線 |
收起
鑒別
熒光顯微鏡
1.照明方式通常為落射式，即光源通過物鏡投射于樣品上；
2.光源為紫外光，波長(zhǎng)較短，分辨力率高于普通顯微鏡；
3.有兩個(gè)特殊的濾光片，光源前的用以濾除可見光，目鏡和物鏡之間的用于濾除紫外線，用以保護(hù)人眼。
熒光顯微鏡是免疫熒光細(xì)胞化學(xué)的基本工具。它是由光源、濾板系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)等主要部件組成。是利用一定波長(zhǎng)的光激發(fā)標(biāo)本發(fā)射熒光，通過物鏡和目鏡系統(tǒng)放大以觀察標(biāo)本的熒光圖像。
工作原理
光源
熒光顯微鏡工作原理
超高壓汞燈也散發(fā)大量熱能。因此，燈室必須有良好的散熱條件，工作環(huán)境溫度不宜太高。
新型超高壓汞燈在使用初期不需高電壓即可引燃，使用一些時(shí)間后，則需要高壓?jiǎn)?dòng)（約為15000V），啟動(dòng)后，維持工作電壓一般為50～60V，工作電流約4A左右。200W超高壓汞燈的平均壽命，在每次使用2h的情況下約為200h，開動(dòng)一次工作時(shí)間愈短，則壽命愈短，如開一次只工作20min，則壽命降低50%。因此，使用時(shí)盡量減少啟動(dòng)次數(shù)。燈泡在使用過程中，其光效是逐漸降低的。燈熄滅后要等待冷卻才能重新啟動(dòng)。點(diǎn)燃燈泡后不可立即關(guān)閉，以免水銀蒸發(fā)不完全而損壞電極，一般需要等15min。由于超高壓汞燈壓力很高，紫外線強(qiáng)烈，因此燈泡必須置燈室中方可點(diǎn)燃，以免傷害眼睛和發(fā)生爆炸時(shí)造成操作。
超高壓汞燈（100W或200W）光源的電路和包括變壓、鎮(zhèn)流、啟動(dòng)幾個(gè)部分。在燈室上有調(diào)節(jié)燈泡發(fā)光中心的系統(tǒng)，燈泡球部后面安裝有鍍鋁的凹面反射鏡，前面安裝有集光透鏡。
國產(chǎn)超高壓汞燈GCQ-200型性能良好，可以代替HBO-200等型的進(jìn)口燈泡，平均壽命在200h以上，價(jià)格也比較低。
中國研制的一種簡(jiǎn)易輕便型高色溫溴鎢熒光光源裝置，體積小，重量輕，功率小，交、直流兩用（自帶直流電源），易于攜帶，使用方便，已推廣應(yīng)用。
濾色系統(tǒng)
濾色系統(tǒng)是熒光顯微鏡的重要部位，由激發(fā)濾板和壓制濾板組成。濾板型號(hào)，各廠家名稱常不統(tǒng)一。濾板一般都以基本色調(diào)命名，前面字母代表色調(diào)，后面字母代表玻璃，數(shù)字代表型號(hào)特點(diǎn)。如德國產(chǎn)品（Schott）BG12，就是種藍(lán)色玻璃，B是藍(lán)色的第一個(gè)字母，G是玻璃的第一個(gè)字母；中國產(chǎn)品的名稱已統(tǒng)一用拼音字母表示，如相當(dāng)于BG12的藍(lán)色濾板名為QB24，Q是青色（藍(lán)色）拼音的第一個(gè)字母，B是玻璃拼音的第一個(gè)字母。不過有的濾板也可以透光分界濾長(zhǎng)命名，如K530，就是表示壓制濾長(zhǎng)530nm以下的光而透過530nm以上的光。還有的廠家的濾板完全以數(shù)字命名，如美國Corning廠的NO：5-58，即相當(dāng)于BG12。
1．激發(fā)濾板 根據(jù)光源和熒光色素的特點(diǎn)，可選用以下三類激發(fā)濾板，提供一定波長(zhǎng)范圍的激發(fā)光。
紫外光激發(fā)濾板：此濾板可使400nm以下的紫外光透過，阻擋400nm以上的可見光通過。常用型號(hào)為UG-1或UG-5，外加一塊BG-38，以除去紅色尾波。
紫外藍(lán)光激發(fā)濾板：此濾板可使300～450nm范圍內(nèi)的光通過。常用型號(hào)為ZB-2或ZB-3，外加BG-38。
紫藍(lán)光激發(fā)濾板：它可使350～490nm的光通過。常用型號(hào)為QB24（BG12）。
開始采用金屬膜干涉濾板，由于針對(duì)性強(qiáng)，波長(zhǎng)適當(dāng)，因而激發(fā)效果比較玻璃濾更好。如西德Leitz廠的FITC專用KP490濾板和羅達(dá)明的S546綠色濾板，均遠(yuǎn)比玻璃濾板效果好。
激發(fā)濾板分薄厚兩種，一般暗視野選用薄濾板，亮視野熒光顯微鏡可選用厚一些。基本要求是以獲得最明亮的熒光和最好的背景為準(zhǔn)。
2．壓制濾板 壓制濾板的作用是完全阻擋激發(fā)光通過，提供相應(yīng)波長(zhǎng)范圍的熒光。與激發(fā)濾板相對(duì)應(yīng)，常用以下3種壓制濾板：
紫外光壓制濾板：可通過可見光、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(lán)光壓制濾板：能通過510nm以上波長(zhǎng)的光（綠到紅），能與BG-12組合。通常用OG-4K510或OG-1K530。
紫外紫光壓制濾板：能通過460nm以上波長(zhǎng)的光（藍(lán)到紅），可與BG-3組合，常用OG-11K470AK 490，K510。
反光鏡
反光鏡的反光層一般是鍍鋁的，因?yàn)殇X對(duì)紫外光和可見光的藍(lán)紫區(qū)吸收少，反射達(dá)90%以上，而銀的反射只有70%；一般使用平面反光鏡。
聚光鏡
1．明視野聚光器 在一般熒光顯微鏡上多用明視野聚光器，它具有聚光力強(qiáng)，使用方便，特別適于低、中倍放大的標(biāo)本觀察。
2．暗視野聚光器 暗視野聚光器在熒光顯微鏡中的應(yīng)用日益廣泛。因?yàn)榧ぐl(fā)光不直接進(jìn)入物鏡，因而除散射光外，激發(fā)光也不進(jìn)入目鏡，可以使用薄的激發(fā)濾板，增強(qiáng)激發(fā)光的強(qiáng)度，壓制濾板也可以很薄，因紫外光激發(fā)時(shí)，可用無色濾板（不透過紫外）而仍然產(chǎn)生黑暗的背景。從而增強(qiáng)了熒光圖像的亮度和反襯度，提高了圖像的質(zhì)量，觀察舒適，可能發(fā)現(xiàn)亮視野難以分辨的細(xì)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，可同時(shí)進(jìn)行相差和熒光聯(lián)合觀察，既能看到熒光圖像，又能看到相差圖像，有助于熒光的定位準(zhǔn)確。一般熒光觀察很少需要這種聚光器。
物鏡
各種物鏡均可應(yīng)用，但最好用消色差的物鏡，因其自體熒光極微且透光性能（波長(zhǎng)范圍）適合于熒光。由于圖像在顯微鏡視野中的熒光亮度與物鏡鏡口率的平方成正比，而與其放大倍數(shù)成反比，所以為了提高熒光圖像的亮度，應(yīng)使用鏡口率大的物鏡。尤其在高倍放大 時(shí)其影響非常明顯。因此對(duì)熒光不夠強(qiáng)的標(biāo)本，應(yīng)使用鏡口率大的物鏡，配合以盡可能低的目鏡（4×,5×，6.3×等）。
目鏡
在熒光顯微鏡中多用低倍目鏡，如5×和6.3×。過去多用單筒目鏡，因?yàn)槠淞炼缺入p筒目鏡高一倍以上，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
新型的落射光裝置是從光源來的光射到干涉分光濾鏡后，波長(zhǎng)短的部分（紫外和紫藍(lán)）由于濾鏡上鍍膜的性質(zhì)而反射，當(dāng)濾鏡對(duì)向光源呈45。傾斜時(shí)，則垂直射向物鏡，經(jīng)物鏡射向標(biāo)本，使標(biāo)本受到激發(fā)，這時(shí)物鏡直接起聚光器的作用。同時(shí)，濾長(zhǎng)長(zhǎng)的部分（綠、黃、紅等），對(duì)濾鏡是可透的，因此，不向物鏡方向反射，濾鏡起了激發(fā)濾板作用，由于標(biāo)本的熒光處在可見光長(zhǎng)波區(qū)，可透過濾鏡而到達(dá)目鏡觀察，熒光圖像的亮度隨著放大倍數(shù)增大而提高，在高放大時(shí)比透射光源強(qiáng)。它除具有透射式光源的功能外，更適用于不透明及半透明標(biāo)本，如厚片、濾膜、菌落、組織培養(yǎng)標(biāo)本等的直接觀察。研制的新型熒光顯微鏡多采用落射光裝置，稱之為落射熒光顯微鏡。
CCD
使用范圍
一般情況下，單獨(dú)使用熒光顯微鏡即可以達(dá)到想要的成像效果，但在某些情況下，比如說當(dāng)熒光比較微弱的情況下，僅僅通過熒光顯微鏡并不能達(dá)到理想的拍攝效果，或者大家希望可以將拍攝的熒光圖片上傳的電腦生面預(yù)覽，修改甚至發(fā)表學(xué)術(shù)論文，這時(shí)候沒有熒光顯微鏡CCD是不能達(dá)到要求的。
產(chǎn)品特點(diǎn)
熒光顯微鏡CCD一般具有良好的弱光捕捉能力，能夠捕捉到極其微弱的熒光，因此成像能力好，此外，很多熒光冷CCD生產(chǎn)上搜對(duì)此類CCD作了制冷處理，使得此類CCD的噪音大大降低，信噪比得以很大的提高。由于其方便應(yīng)用效果，此類CCD相機(jī)被廣泛應(yīng)用于熒光顯微鏡。
標(biāo)本制作要求
熒光顯微鏡的標(biāo)本制作要求
1、載玻片
載玻片厚度應(yīng)在0.8～1.2mm之間，太厚的坡片，一方面光吸收多，另一方面不能使激發(fā)光在標(biāo)本上聚集。載玻片必須光潔，厚度均勻，無明顯自發(fā)熒光。有時(shí)需用石英玻璃載玻片。
2、蓋玻片
蓋玻片厚度在0.17mm左右，光潔。為了加強(qiáng)激發(fā)光，也可用于涉蓋玻片，這是一種特制的表面鍍有若干層對(duì)不同波長(zhǎng)的光起到不同干涉作用的物質(zhì)（如氟化鎂）的蓋玻片，它可以使熒光順利通過，而反射激發(fā)光，這種反射的激發(fā)光可激發(fā)標(biāo)本。
3、標(biāo)本
組織切片或其他標(biāo)本不能太厚，若太厚激發(fā)光大部分消耗在標(biāo)本下部，而物鏡直接觀察到的上部不充分激發(fā)。另外，細(xì)胞重疊或雜質(zhì)掩蓋，影響判斷。
4、封裱劑
封裱劑常用甘油，必須無自發(fā)熒光，無色透明，熒光的亮度在pH8.5～9.5時(shí)較亮，不易很快褪去。
5、鏡油
一般暗視野熒光顯微鏡和用油鏡觀察標(biāo)本時(shí)，必須使用鏡油，最好使用特制的無熒光鏡油，也可用上述甘油代替，液體石蠟也可用，只是折光率較低，對(duì)圖像質(zhì)量略有影響。
使用方法
（1）打開燈源，超高壓汞燈要預(yù)熱15min才能達(dá)到最亮點(diǎn)。
（2）透射式熒光顯微鏡需在光源與暗視野聚光器之間裝上所要求的激發(fā)濾片，在物鏡的后面裝上相應(yīng)的壓制濾片。落射式熒光顯微鏡需在光路的插槽中插入所要求的激發(fā)濾片、雙色束分離器、壓制濾片的插塊。
（3）用低倍鏡觀察，根據(jù)不同型號(hào)熒光顯微鏡的調(diào)節(jié)裝置，調(diào)整光源中心，使其位于整個(gè)照明光斑的中央。
（4）放置標(biāo)本片，調(diào)焦后即可觀察。使用中應(yīng)注意：未裝濾光片不要用眼直接觀察，以免引起眼的損傷；用油鏡觀察標(biāo)本時(shí)，必須用無熒光的特殊鏡油；高壓汞燈關(guān)閉后不能立即重新打開，需待汞燈完全冷卻后才能再啟動(dòng)，否則會(huì)不穩(wěn)定，影響汞燈壽命。
（5）觀察。例如：在熒光顯微鏡下用藍(lán)紫光濾光片，觀察到經(jīng)0.01%吖啶橙熒光染料染色的細(xì)胞，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)被激發(fā)產(chǎn)生兩種不同顏色的熒光(暗綠色和橙紅色)。
注意事項(xiàng)
（1）嚴(yán)格按照熒光顯微鏡出廠說明書要求進(jìn)行操作，不要隨意改變程序。
（2）應(yīng)在暗室中進(jìn)行檢查。進(jìn)入暗室后，接上電源，點(diǎn)燃超高壓汞燈5～15min，待光源發(fā)出強(qiáng)光穩(wěn)定后，眼睛完全適應(yīng)暗室，再開始觀察標(biāo)本。
（3）防止紫外線對(duì)眼睛的損害，在調(diào)整光源時(shí)應(yīng)戴上防護(hù)眼鏡。
（4）檢查時(shí)間每次以1～2h為宜，超過90min，超高壓汞燈發(fā)光強(qiáng)度逐漸下降，熒光減弱；標(biāo)本受紫外線照射3～5min后，熒光也明顯減弱；所以，最多不得超過2～3h。
（5）熒光顯微鏡光源壽命有限，標(biāo)本應(yīng)集中檢查，以節(jié)省時(shí)間，保護(hù)光源。天熱時(shí)，應(yīng)加電扇散熱降溫，新?lián)Q燈泡應(yīng)從開始就記錄使用時(shí)間。燈熄滅后欲再用時(shí)，須待燈泡充分冷卻后才能點(diǎn)燃。一天中應(yīng)避免數(shù)次點(diǎn)燃光源。
（6）標(biāo)本染色后立即觀察，因時(shí)間久了熒光會(huì)逐漸減弱。若將標(biāo)本放在聚乙烯塑料袋中4℃保存，可延緩熒光減弱時(shí)間，防止封裱劑蒸發(fā)。長(zhǎng)時(shí)間的激發(fā)光照射標(biāo)本，會(huì)使得熒光衰減和消失現(xiàn)象，故應(yīng)盡可能縮短照射時(shí)間。暫時(shí)不觀察時(shí)可用擋光板遮蓋激發(fā)光。
（7）標(biāo)本觀察時(shí)候應(yīng)采用無熒光油，應(yīng)避免眼睛直視紫外光源。
研究發(fā)現(xiàn)
參考資料
[1]
國際最新研發(fā)出一低成本裝置 可將智能手機(jī)轉(zhuǎn)化成熒光顯微鏡 · 環(huán)球網(wǎng)[引用日期2023-03-10]
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