微分干涉顯微鏡原理是什么?

2020-09-04 09:33:51

歷史

1952年,Nomarski在相差顯微鏡原理的基礎(chǔ)上發(fā)明了微分干涉差顯微鏡(differential interference contrast microscope)。DIC顯微鏡又稱Nomarski相差顯微鏡(Nomarki contrast microscope),其優(yōu)點(diǎn)是能顯示結(jié)構(gòu)的三維立體投影影像。與相差顯微鏡相比,其標(biāo)本可略厚一點(diǎn),折射率差別更大,故影像的立體感更強(qiáng)。

 

技術(shù)設(shè)計(jì)

DIC顯微鏡的物理原理完全不同于相差顯微鏡,技術(shù)設(shè)計(jì)要復(fù)雜得多。DIC利用的是偏振光,有四個(gè)特殊的光學(xué)組件:偏振器(polarizer)、DIC棱鏡、DIC滑行器和檢偏器(analyzer)。偏振器直接裝在聚光系統(tǒng)的前面,使光線發(fā)生線性偏振。在聚光器中則安裝了石英Wollaston棱鏡,即DIC棱鏡,此棱鏡可將一束光分解成偏振方向不同的兩束光(x和y),二者成一小夾角。聚光器將兩束光調(diào)整成與顯微鏡光軸平行的方向。*初兩束光相位一致,在穿過標(biāo)本相鄰的區(qū)域后,由于標(biāo)本的厚度和折射率不同,引起了兩束光發(fā)生了光程差。在物鏡的后焦面處安裝了第二個(gè)Wollaston棱鏡,即DIC滑行器,它把兩束光波合并成一束。這時(shí)兩束光的偏振面(x和y)仍然存在。*后光束穿過第二個(gè)偏振裝置,即檢偏器。在光束形成目鏡DIC影像之前,檢偏器與偏光器的方向成直角。檢偏器將兩束垂直的光波組合成具有相同偏振面的兩束光,從而使二者發(fā)生干涉。x和y波的光程差決定著透光的多少。光程差值為0時(shí),沒有光穿過檢偏器;光程差值等于波長(zhǎng)一半時(shí),穿過的光達(dá)到*大值。于是在灰色的背景上,標(biāo)本結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出亮暗差。為了使影像的反差達(dá)到*佳狀態(tài),可通過調(diào)節(jié)DIC滑行器的縱行微調(diào)來改變光程差,光程差可改變影像的亮度。調(diào)節(jié)DIC滑行器可使標(biāo)本的細(xì)微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出正或負(fù)的投影形象,通常是一側(cè)亮,而另一側(cè)暗,這便造成了標(biāo)本的人為三維立體感,類似大理石上的浮雕。

 

優(yōu)點(diǎn)

DIC顯微鏡使細(xì)胞的結(jié)構(gòu),特別是一些較大的細(xì)胞器,如核、線粒體等,立體感特別強(qiáng),適合于顯微操作。目前像基因注入、核移植、轉(zhuǎn)基因等的顯微操作常在這種顯微鏡下進(jìn)行。

 

微分干涉顯微鏡原理

當(dāng)兩束光通過光學(xué)系統(tǒng)時(shí)會(huì)發(fā)生相互干涉,如果相位相同,干涉的結(jié)果是亮度增強(qiáng),反之,就會(huì)相互抵消變暗,這就是光波的干涉現(xiàn)象。
微分干涉顯微鏡是以平面偏振光為光源,光線經(jīng)棱鏡折射后分成兩束,在不同時(shí)間經(jīng)過樣品的相鄰部位,然后經(jīng)過另一棱鏡將這兩束光匯合,從而樣品中厚度上的微小差別就會(huì)轉(zhuǎn)化成明暗區(qū)別,增加了樣品反差,造成了標(biāo)本的人為三維立體感,類似大理石上的浮雕。
微分干涉顯微鏡適于研究活細(xì)胞中較大的細(xì)胞器,如果接上錄像裝置可以記錄活細(xì)胞中的顆粒以及細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)。

 

維護(hù)與保養(yǎng)
1微分干涉顯微鏡透鏡的清潔
*好用吹風(fēng)球或者柔軟
的醫(yī)紗布,清潔灰塵
更多的校頑固的污跡如
指紋、油脂等,可以用干凈的軟棉布,鏡頭紙或醫(yī)用紗布澆上無水(純)酒精(乙醇或甲醇)輕輕的插去。
不要用二甲苯清洗雙目
鏡筒底部的入射透鏡或目鏡筒內(nèi)的棱鏡表面。
純酒精和二甲苯均易燃燒,在將電源開關(guān)或關(guān)閉時(shí)特別要當(dāng)心著火。

2 微分干涉顯微鏡油漆或塑料表面的清潔
在清潔產(chǎn)品油漆面、塑料件時(shí)要使用規(guī)定的布料,如果有較頑固的污跡,用濕紗布澆一點(diǎn)無害的清潔劑輕輕的擦試污點(diǎn)。
避免使用有機(jī)易溶劑(譬如酒精、******、或油漆稀釋劑)擦拭儀器的油漆表面,這樣會(huì)導(dǎo)致部分變形和文字脫落,我們建議使用軟性清潔劑清洗。
塑料表面只能用軟布澆上清水來清潔


3 當(dāng)顯微鏡不使用時(shí)
當(dāng)顯微鏡不使用時(shí),請(qǐng)用塑料罩蓋好,并儲(chǔ)放在干燥的地方免生霉
我們特別建議將物鏡和目鏡保存在干燥器一類的容器中,并放干燥劑。

4 微分干涉顯微鏡需防潮、防異物
不要將顯微鏡放在潮濕的埸所,如果水落在顯微鏡上,立即關(guān)閉電源開關(guān),待處理完并確認(rèn)干燥后再使用。

5微分干涉顯微鏡定期檢查:為保持顯微鏡的性能,建議進(jìn)行定期檢查。