顯微鏡在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
光學(xué)顯微鏡基本結(jié)構(gòu)包括光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)兩大部分。光學(xué)系統(tǒng)是顯微鏡的主體部分,包括物鏡、目鏡、聚光鏡及反光鏡等組成的照明裝置。機(jī)械系統(tǒng)是為了保證光學(xué)系統(tǒng)的成像而配置的,包括調(diào)焦系統(tǒng)、載物臺和物鏡轉(zhuǎn)換器等運(yùn)動夾持部件以及底座、鏡臂、鏡筒等支持部件。照明設(shè)置的主要部件有光源、濾光器、聚光鏡和玻片等。
顯微鏡是由兩組會聚透鏡組成的光學(xué)折射成像系統(tǒng),是利用光學(xué)原理,把人眼所不能分辨的微小物體放大成像,供人們提取物質(zhì)微細(xì)結(jié)構(gòu)信息的光學(xué)儀器。把焦距較短、靠近觀察物、成實(shí)像的透鏡組稱為物鏡,而焦距較長,靠近眼睛、成虛像的透鏡組稱為目鏡。被觀察物體位于物鏡的前方,被物鏡作第一級放大后成一倒立的實(shí)像,然后此實(shí)像再被目鏡作第二級放大,得到最大放大效果的倒立的虛像,位于人眼的明視距離處。
一、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中常用的熒光顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)及用途?
熒光顯微鏡是以紫外線為光源來激發(fā)生物標(biāo)本中的熒光物質(zhì),產(chǎn)生能觀察到的各種顏色熒光的一種光學(xué)顯微鏡。
熒光顯微鏡是由光源、濾色系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)等主要部件組成。熒光顯微鏡與普通光學(xué)顯微鏡主要區(qū)別在于光源和濾光片不同。通常用高壓汞燈作為光源,可發(fā)出紫外線和短波長的可見光;濾光片有二組,第一組稱激發(fā)濾片,位于光源和標(biāo)本之間,僅允許能激發(fā)標(biāo)本產(chǎn)生熒光的光通過(如紫外線);第二組是阻斷濾片,位于標(biāo)本與目鏡之間,可把剩余的紫外線吸收掉,只讓激發(fā)出的熒光通過,這樣既有利于增強(qiáng)反差,又可保護(hù)眼睛免受紫外線的損傷。光學(xué)系統(tǒng)主要有反光鏡、聚光鏡、目鏡、物鏡、照明系統(tǒng)等組成。
熒光顯微鏡可用于觀察檢測細(xì)胞中能與熒光染料特異結(jié)合的特殊蛋白、核酸等,其標(biāo)本染色簡便、熒光圖像色彩鮮亮,而且敏感度較高。
*熒光顯微鏡的使用注意事項(xiàng):
①觀察對象必須是可自發(fā)熒光或已被熒光染料染色的標(biāo)本;
②載玻片、蓋玻片及鏡油應(yīng)不含自發(fā)熒光雜質(zhì);
③選用最好的濾片組;
④熒光標(biāo)本一般不能長久保存,若持續(xù)長霎時間照射(尤其是紫外線)易很快褪色。因此,如有條件則應(yīng)先照相存檔,再仔細(xì)觀察標(biāo)本;
⑤啟動高壓汞燈后,不得在15分鐘內(nèi)將其關(guān)閉,一經(jīng)關(guān)閉,必須待汞燈冷卻后方可再開啟。嚴(yán)禁頻繁開閉,否則,會大大降低汞燈的壽命;
⑥若暫不觀察標(biāo)本時,可拉過阻光光簾阻擋光線。這樣,即可避免對標(biāo)本不必要的長時間照射,又減少了開閉汞燈的頻率和次數(shù);
⑦較長時間觀察熒光標(biāo)本時,最好戴能阻擋紫外光的護(hù)目鏡,加強(qiáng)對眼睛的保護(hù)。
二、激光掃描共聚焦顯微鏡的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要用途
激光共聚焦顯微鏡是在熒光顯微鏡成像基礎(chǔ)上加裝了激光掃描裝置,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理,使用紫外或可見光激發(fā)熒光探針,從而得到細(xì)胞或組織內(nèi)部微細(xì)結(jié)構(gòu)的熒光圖像。另外在其載物臺上加一個微量步進(jìn)馬達(dá),可使載物臺沿著Z軸上下移動,將樣品各個層面移到照明針孔和檢測針孔的共焦面上,樣品的不同層面的圖像都能清楚地顯示,成為連續(xù)的光切圖像。?
激光掃描共聚焦顯微鏡(Laser?Scanning?Confocal?Microscope,LSCM)具有高靈敏度、高分辨率、高放大率等特點(diǎn)。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域主要用于細(xì)胞三維重建、細(xì)胞定量熒光測定、細(xì)胞內(nèi)鈣離子、pH值和其它離子的動態(tài)分析、細(xì)胞間通訊和膜的流動性等過程的研究。??
三、相襯顯微鏡的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其主要用途?
相襯顯微鏡的基本原理是把透過標(biāo)本的可見光的光程差變成振幅差,從而提高了各種結(jié)構(gòu)間的對比度,使各種結(jié)構(gòu)變得清晰可見。光線透過標(biāo)本后發(fā)生折射,偏離了原來的光路,同時被延遲了1/4λ(波長),如果再增加或減少1/4λ,則光程差變?yōu)?/2λ,兩束光合軸后干涉加強(qiáng),振幅增大或減小,提高反差。
相襯顯微鏡的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
①環(huán)形光闌(annular?diaphragm):位于光源與聚光鏡之間,作用是使透過聚光鏡的光線形成空心光錐,聚焦到標(biāo)本上;
②相位板(annular?phaseplate):在物鏡中加了涂有氟化鎂的相位板,可將直射光或衍射光的相位推遲1/4λ,并能吸收直射光(背景光)的光強(qiáng),使直射光與衍射光的光強(qiáng)趨于一致,能更好地突出干涉的效果。?
相襯顯微鏡主要用于觀察活細(xì)胞和未染色的標(biāo)本。
四、偏光顯微鏡的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理及其主要用途
偏光顯微鏡是利用光的偏掁特性,對具有雙折射性(即可以使一束入射光經(jīng)折射后分成兩束折射光)的晶態(tài)、液晶態(tài)物質(zhì)進(jìn)行觀察和研究的重要光學(xué)儀器。?
偏光顯微鏡是在一般顯微鏡的基礎(chǔ)上增添了使普通光線轉(zhuǎn)變成偏振光和檢測偏振光的裝置或觀察干涉圖樣的特殊透鏡,即光源前有偏振片(起偏器),使進(jìn)入顯微鏡的光線為偏振光,鏡筒中有檢偏器(一個偏振方向與起偏器垂直的起偏器),這種顯微鏡的載物臺是可以旋轉(zhuǎn)的。當(dāng)載物臺無樣品時,無論如何旋轉(zhuǎn)載物臺,由于兩個偏振片是垂直的,顯微鏡里看不到光線。而放入旋光性物質(zhì)后,由于光線通過這類物質(zhì)時發(fā)生偏轉(zhuǎn),因此旋轉(zhuǎn)載物臺便能檢測到這種物體。移相裝置是偏光顯微鏡在使用過程中不可缺少的附件。全波片、半波片及1/4波片可以使通過波片的偏振光分別延遲2π、π和π/2的相位。而補(bǔ)償器則可連續(xù)調(diào)節(jié)使通過的偏振光相位發(fā)生連續(xù)改變。移相裝置對觀察光的偏振性質(zhì)是十分必要的。
五、微分干涉差顯微鏡原理及其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要用途
微分干涉差顯微鏡(DIC):又稱干擾或干涉顯微鏡。能看到和測定微小的位相變化,與位相顯微鏡相似,使無色透明的標(biāo)本具有明暗和顏色的變化,從而增強(qiáng)反差。從起偏鏡片出來的直線偏振光通過光束分解棱鏡后,分成互相垂直振動的兩條直線偏振光。兩條光線經(jīng)聚光器折射后射向樣品。因樣品內(nèi)各個質(zhì)點(diǎn)的折射率不同,部分光波的位相改變及因干涉而發(fā)生橫向偏移。兩條光線通過物鏡后經(jīng)第二組光束分解棱鏡相合并,由檢偏鏡發(fā)生干涉。終末像的每一個點(diǎn)是由物體上同一點(diǎn)的兩個互相重疊的不同圖像構(gòu)成的一種混合像,從而使肉眼得以辨識。??
微分干涉差顯微鏡可以觀察細(xì)胞、細(xì)菌等活體,而且影像呈立體感,較位相顯微鏡的影像更細(xì)致、更逼真??捎盟鼘?a href="/solutions/cell-mb/" title="細(xì)胞" target="_blank" >細(xì)胞的各個部位作更精細(xì)的研究。
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