一 普通光学显微镜
1. 构成: 照明系统——包括光源和聚光灯,有时加各种滤光片以控制光的波长范围。
光学放大系统——目镜和物镜。
机械装置——镜架及样品调节系统。
2. 性能参数:分辨率
分辨率——区分开两个质点间的最小距离,取决于光源波长λ、物镜镜口角α和介质折射率N
通常α最大值可达140°,空气中N = 1,最短的可见光波长λ= 450 nm,此时D = 292 nm,约0.3μm。若在油 镜下,N 可提高到1.5,D 可达0.2μm。因此,普通光镜的最大分辨率是0.2μm
3. 显微镜的光学特点
制作光学镜头所用的玻璃折射率为1.65~1.78,所用介质的折射率越接近玻璃的越好。
Sinα/2的最大值必然小于1,介质为空气时镜口率(N·Sinα/2)一般为0.05~0.95;油镜头以香柏油为介质,镜口率可接近1.5。
普通光线的波长为400~700nm,因此显微镜的分辨率值不会小于0.2μm,人眼分辨率为0.2mm,所以一般显微镜最大放大倍数通常为1000×。
二 暗视野显微镜(darkfield microscope)
原理:聚光镜中央有档光片,照明光线不直接进入物镜,只允许被标本反射和衍射的光线进入物镜,因而视野的背景是黑的,物体的边缘是亮的。
可观察4~200 nm的微粒子,分辨率可比普通显微镜提高50倍。
三 相差显微镜(phasecontrast microscope)
将透过标本的可见光的光程差变成振幅差,从而提高各种结构间的对比度,构造上的特殊之处:
-环形光阑(condenserannulus)
-相位板(annularphaseplate)
最大的特点是可以观察未经染色的标本和活细胞
四 偏振光显微镜 (polarizingmicroscope)
用于检测具有双折射性的物质,如纤维丝、纺锤体、胶原、染色体等。
其光源前有偏振片(起偏器),使进入显微镜的光线为偏振光,镜筒中有检偏器(一个偏振方向与起偏器垂直的偏振片)。
五 微分干涉差显微镜
1952年,Nomarski在相差显微镜原理的基础上,利用两组平面偏振光的干涉,加强影像的明暗效果,能显示结构的三维立体投影。与相差显微镜相比,其标本可略厚一点,折射率差别更大,故影像的立体感更强
六 荧光显微镜
核心部件:
1 滤光片系统
2 专用物镜镜头
滤光片由激发滤光片和阻断滤光片。
制备技术:免疫荧光技术和荧光素直接标记技术
七 激光共聚焦扫描显微镜
用激光作光源逐点、逐行、逐面快速扫描成像
扫描激光与荧光收集共用一个物镜,物镜焦点即扫描激光的聚焦点,也是瞬时成像的物点——共聚焦
分辨力为普通光镜3倍
能显示样品的立体结构
八 透射电子显微镜
鲁斯卡(1906~1988) ,德国物理学家,1932年研制成功世界上第一台电子显微镜,1986年获诺贝尔物理奖。
用电子束作光源,用电磁场作透镜;
电子束的波长短,与加速电压(通常50~120KV)的平方根成反比,电压越高波长越短;
由电子照明系统、电磁透镜成像系统、真空系统、记录系统、电源系统等5部分构成;
分辨率可达0.2 nm,放大倍数可达近百万倍;
用于观察小于0.2µm的细微结构,称为亚显微结构(submicroscopic structures)或超微结构(ultramicroscopic structures;ultrastructures)。
九 扫描电子显微镜
20世纪60年代问世,用来观察标本的表面结构。
用一束极细的电子束扫描样品,在样品表面激发出次级电子(多少与样品的表面结构有关),由探测体收集后转变为电信号,显示出扫描图像。
标本在固定、脱水后,要喷涂上一层重金属微粒,重金属在电子束的轰击下发出次级电子信号。
目前扫描电镜的分辨力为6~10 nm,人眼能够区别荧光屏上两个相距0.2 mm 的光点,则扫描电镜的有效放大倍率为0.2 mm / 10 nm = 20000 X。
十 显微操作技术
在高倍复式显微镜下,利用显微操作器(micromanipulator) 控制显微注射针进行操作。
包括细胞核移植、显微注射、嵌合体技术、胚胎移植以及显微切割等。
Gordon等1962年对非洲爪蟾进行核移植获得成功,我国学者童第周等在鱼类核移植方面获得许多成果。