荧光显微镜的结构

发布时间:2011-10-10

荧光显微镜的构造

    荧光显微镜就其构造来说,同一般显微镜相比具有许多特点,下面按部件分别加以叙述。http://www.cnrico.com
奥林巴斯显微镜

    1。照明器

    在荧光显徽镜中,光在一系列滤光片上的损失是相当大的,只有很少的激发光终变为荧光。在大多数情况下荧光的终产量只占光源发射光量的0.1%或者更低,因此荧光显微镜必须具有很强的光源。所有的白炽灯在光谱的蓝紫范围内只有很少的光产量,而这个范围正是大多数荧光染料被激发的区域,因此白炽灯不适用于荧光显微镜。现在在荧光显徽镜中经常使用100W和200W的高压汞灯或高压氮灯,它们在近紫外和可见光的蓝紫范围内有较强的发射,高压汞灯在光谱的3654n m波长有发射峰;高压汞灯在紫外和可见光范围内有连续发射光谱,尽管这两种气体放电灯需要复杂的附属设备,并且寿命较短、价格昂贵,但是它们在荧光显微镜中已经占有不可替代的位置。

    高压汞灯(或低灯)的灯泡用对紫外光有很好通透性的石英玻璃制作。中间呈球形,内充一定数量的汞(或氙)。工作时两个电极间放电,引起汞(或氙)蒸发,灯内气压迅速上升,可达50-70个标准大气压,灯的亮度可达2万流明。

    由于这种气体放电灯放出大量的热量,因此灯室必须有良好的散热条件,工作室温度也不宜太高。这种灯启动一次,工作时间愈短,灯的寿命则愈短,一般启动后至少20分钟才能关闭,注意尽量减少启动次数。另外由于工作时灯内压力很高,紫外线强烈,因此灯必须置于坚固的灯室之内,以免伤害人的眼睛,另外在万一爆炸时不致伤人。

    在灯室内的反光镜好是镀铝的,因为铝对紫外光和可见光的蓝紫范围光吸收少,反射可达90%以上,而银表面的反射只有70%;另外反射层一般镀在外表面,这样可以减少光通过玻璃层时的吸收损失。

    2.集光器

    在荧光显微镜中,原来使用的是一般的明视野集光器。为了在观察时能把大强度的光聚集在标本上,通常集光器的孔径应尽可能的大。由于物体的荧光在理论上可以被当作自发光体,因此集光器像的质量在荧光显微镜中实际上是不重要的,一个简单的阿贝氏集光器就可以得到良好的效果。当用油浸系观察时,一般使用数值孔径在1.。以上的集光器,同时还必须使用对紫外光吸收很少的特制无荧光浸油,并且使用集光器浸润。此外,这种浸润还可以使用重蒸水或无荧光甘油。

    目前暗视野集光器在荧光显微镜中的应用日益广泛,并有取代明视野集光器的势。这是因为使用暗视野集光器时,激发光不能直接进入物镜。并且除散射光外,激发光也不进入目镜,这就使得激发滤片可以大大减薄,从而显著增大激发光的强度。而且阻断滤片也可以很薄,这就增强了荧光图像的亮度和反差,提高了像的质量,观察也比较方便。

    近年来,已设计出一种特别适用于荧光显微镜的圆环透镜暗视野集光器.使用这种集光器时,来自光源的光通过集光器下面的环形透镜,形成一个环状光束,使之正好落到球面反光镜上,从而使来自光源的大部分光得到利用,显著提高了激发光的强度。而一般的暗视野集光器只利用了光源发出的很少一部分光。

    3.物视

    对于荧光显微镜来说,物镜的矫正程度是无关紧要的,使用低矫正程度的消色差物镜就完全可以了。相反,许多矫正程度较高的物镜(特别是用荧石制造的物镜),不仅吸收紫外光,而且本身就显示相当程度的荧光。现在已制造出专门用于荧光显微镜的无荧光物镜,为了通过尽可能多的光线,这种物镜具有更大的孔径,并且已经设计出用于低达10-30 X放大倍数的油浸物镜。在使用一般物镜时,应尽可能选择孔径大的物镜,在放大倍数相同的情况下,选择数值孔径大的物镜和尽可能低倍的目镜组合,可以得到更明亮的像。

    4.滤片系统

    滤片系统在荧光显微镜中起着非常重要的作用,它主要由激发滤片和阻断滤片所组成。前者提供一定波长范围的激发光,后者提供相应波长范围的荧光。当使用透射光照明时,激发滤片一般放在灯室内或靠近灯室外,而阻断滤片一般放在镜筒的滤片槽内。

    滤片型号的命名主要有两种系统,一种是以基本色调命名,例如BG12,B代表蓝色,G代表玻璃 12代表型号。因此BG:表示蓝色玻璃滤片,它的透光范围是蓝紫光(波长310-570n m )。另一种是以透光分界波长命名的,例如Ksso,表示这个滤片阻挡波长为530nm以下的光,而让波长为530nm以上的光通过。荧光显微镜中常用的激发滤片和阻断滤片的名称型号及透光特性。不同所制造的滤片采用各自的名称型号,表中列了、德国、苏联和日本等国的命名系统,以供使用时对照参考。

    激发光通过阻断滤片能够尽可能多地被除去,于是物体的无荧光部分将显示出实际上的黑暗,使得产生的荧光像比较清楚。当存在能够显示不同的激发和发射光谱的自发荧光时,会降低黑白显微照片中的反差。当在目镜之上还存在剩余的激发光时,会影响和干扰眼睛的观察并降低像的反差。此外,它还能对显微照片带来严重的损害,因为感光材料对于这种富有能量的射线比眼睛的视网膜要敏感得多。这种剩余激发光的存在在很大程度上是因为:具有与荧光相近波长的不需要的激发光除了使用特别高质量的滤片而外很难完全排除,因此在明视野荧光显微镜中的背景经常不是完全黑暗的。当然应该通过选用高质量的滤片以及选用激发滤片和阻断滤片的合适的组合,把这种剩余激发光降低到小程度。

    5.落射光照明装置

    在现代荧光显微镜中广泛采用一种的落射光照明装置—垂直照明器。它的核心部件是双光束分光反射镜,这种反射镜上的干涉膜对于波长较短的激发光(紫外光和蓝紫光)具有高度的反射,通过45“的角度垂直射向物镜,并穿过物镜激发标本。但是这层干涉膜能透过较长波长的光(绿、黄、红等)以及激发光波长以外的其他光,因此这个分光反射镜起着激发滤片和阻断滤片的双重作用。由标本所产生的荧光经物镜到达双光束分光反射镜时,短波光被反射掉而长于一定波长的荧光完全透过,到达目镜以供观察。这种垂直照明器上还有一个反射镜转换台,可以根据所需要的激发光更换不同的分光反射镜,使用非常方便。

    这种的垂直照明器具有一些突出的优点,首先它对于光的利用率大大提高,一般可达到70%以上。其次,由于物镜本身起了集光器的作用,而物镜的数值孔径又随放大倍数而增大,因而使标本的亮度也随着放大倍数的增大而增强。另外,由于激发光不直接进入目镜,仅由标本散射回来的少部分光可进入目镜,这样目镜阻断滤片可以很薄。因此,荧光像的亮度在高放大倍数时比用透射光照明强得多。在这种系统中还可以把落射光荧光显徽镜同常规透射照明器结合起来,于是在两个照明系统正确的平衡中标本完整的像与特殊的荧光像同时可以被看见。 

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