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熒光顯微觀察方式

發布時間:2020-07-08 16:07:39 瀏覽量:4230

摘要

顯微鏡技術隨著多年的發展已經相當成熟,熒光顯微觀察是七種顯微觀察方式之一,而近些年激光技術的發展極大的提升了熒光顯微鏡

的成像效果。

正文


現在大家所常見的普通光學顯微鏡是在16世紀末期在荷蘭(lan) 發明的,當時的顯微鏡非常的簡陋,隻是由兩(liang) 片凸透鏡組合而成的,在幾十

年之後意大利科學家伽利略才真正意義(yi) 上第一次在科學上使用顯微鏡,隨著光學顯微鏡的發展,顯微鏡的組成結構越來越複雜,顯微鏡

的功能越來越強大,顯微鏡的分辨率也越來越高,隨之顯微鏡也有了多種觀察方式。


在現在成熟的商業(ye) 顯微鏡上,分別有七種顯微觀察方式來對應不同類型的顯微鏡,並且同一台顯微鏡也可以配備多種顯微觀察方式,顯

微鏡的七種觀察方式分別是,明視野觀察(Bright Field BF)也叫明場,暗視野觀察(Dark Field)也叫暗場,相差檢測法(Phase 

contrast PH),偏光顯微鏡(Polarizing,micoscope),浮雕相稱顯微鏡(RC HMC)也叫霍夫曼(Hoffman)顯微鏡,微分幹涉

檢測(Differential interference contrast DIC),以及今天我們(men) 要說的熒光觀察(fluorescence Microscope)

要介紹熒光顯微鏡,我們(men) 需要先簡單介紹一下熒光原理:

在光的照射下,具有熒光特性的物質的電子在吸收能量後,可由低能級電子層躍遷到高能級電子層。高能態的電子是不穩定的,它會(hui) 在

極短的時間內(nei) (10-8s),以輻射光的形式釋放能量後,回到原來的能態。這時發出的光即為(wei) 熒光(fluorescence),其波長比激發

的波長要長,原理如圖2-6所示。利用物質對光吸收的高度選擇性,可製成各種濾片,吸收一定波長範圍的光或允許特定波長的光通

過,用來激發不同的熒光素,產(chan) 生不同顏色的熒光。

對於(yu) 熒光的激發波長一般都在紫外和可見波段,而對於(yu) 熒光的發射波段一般都在可見光波段 


觀察熒光一般都采用落射熒光觀察方式,就是激發光是由顯微物鏡照射到樣品上,而不是大家常見的在樣品下方進行透射照明的方式,

當然也存在一些使用透射熒光的觀察方式,但是一般來說熒光的發射光是在樣品360度方向都有發射光,而且發射光的強度隻有激發光

強度的千分之一到百萬(wan) 分之一的量級,如果跟激發光同方向檢測的話,會(hui) 很大程度上幹擾檢測,成像的信噪比很差,甚至噪聲幹擾信號

會(hui) 強於(yu) 有效信號。

 圖中就是落射熒光顯微鏡的示意圖


在熒光激發方麵,我們(men) 可以使用汞燈LED燈等這類常見的照明光源來進行熒光激發,但此類照明方式有著明顯的缺點,在使用第一濾

光片濾出單色光之後,其光強度非常的低,使得熒光信號強度也大幅降低,並且此類光源強度隨著使用時間會(hui) 有非常明顯的功率下降,

此類光源一般使用壽命也都不長,現如今隨著激光技術發展成熟,現在的熒光顯微成像大都會(hui) 使用激光作為(wei) 激發光源,使用Oxxius

波長合束激光器來進行熒光激發,使用多波長合束激光器來進行熒光熒光激發會(hui) 有非常好的激發光強度,激發光功率連續可調,不需要

加減光片來調節光強度,並且可以對激光進行高達兆赫茲(zi) 級別的高速調製,這一點在某些超分辨顯微成像方式裏有著顯著的優(you) 勢,而且

因為(wei) oxxius合束激光器是線偏振激光,還可以進行某些熒光材料的偏振熒光分析。


在落射熒光顯微鏡中,除了光源,還有一個(ge) 比較重要的組成部分就是熒光濾色塊,它是由一片激發濾色片(一般是帶通濾色片),一片

二向色鏡和一片發射濾色片(一般是長通濾色片)組成的,如圖所示:



在使用不同的熒光染料時,需要配和不同的熒光濾色塊去使用,但如果使用激光就可以去除激發濾色片,隻需要二向色鏡和發射濾色片。