1.13: 光学显微镜的介绍

光学显微镜是一种用于放大研究标本的仪器。光学显微镜是一种非常有价值的分析工具，有可能让科学研究人员观察其原始大小的 1000 倍的物体。正如您将看到的，光学显微镜的工作原理非常基本，但在实验室中可视化标本的应用几乎是无限的。

顾名思义，光学显微镜需要一个光源，它产生的光可以通过聚光镜聚焦到样品上。

照亮标本的光线到达一个称为物镜的透镜，该透镜产生倒置或颠倒的放大图像。目镜或目镜进一步放大图像，然后眼睛接收到图像。可以在光路中引入额外的光学元件以校正图像，以便眼睛以正确的方向看到图像。使用多个镜头的显微镜（如您在此处看到的显微镜）称为复合显微镜。

在复式显微镜中，总放大倍率的计算方法是将物镜的放大倍率乘以目镜或目镜的放大倍率。使用 40 倍物镜和 10 倍目镜，总放大倍数为 400 倍。

为了帮助估计显微镜下物体的大小，可以使用目镜标线，即投射在图像上的刻度。在较高的放大倍率下，目镜标线中的刻度线将代表比以较低放大倍率查看时更小的距离。

除了放大倍率之外，显微镜光学元件的另一个方面是分辨率。分辨率是指范围内两个对象之间的最短可解析距离。随着这些字符的头部变得越来越清晰，分辨率提高，它们之间的最短可观察距离会减小。

光学显微镜的主要部件包括物镜、目镜、标本台和标本架、光源、视场光阑、聚光镜和孔径以及粗调和细调焦旋钮。

物镜负责显微镜的大部分放大倍率和分辨率。它们安装在旋转物镜转盘上，这样当物镜发生变化时，焦平面保持不变？一种称为近焦性的属性。物镜可以用放大倍率、数值孔径或 N.A.、所需的浸没介质类型、安装样品时应使用的盖玻片厚度以及工作距离（从透镜元件尖端到样品焦平面的距离）来标记。

数值孔径再次被定义为 N.A.，是衡量显微镜物镜收集光线能力的指标。高 N.A. 物镜允许倾斜角度的光线通过，而低 N.A. 物镜需要更多的直射光。给定光的波长，可以根据数值孔径计算物镜的分辨率。

光源、视场光阑、孔径和聚光镜都负责产生光并将其传送到样品中。

光源通常是低压卤素灯泡，可以调节以控制光强度。

然后，光线通过各种滤光片进入视场光阑，视场光阑控制要照射的样品区域。

接下来是聚光镜，它将明亮的光线聚焦在标本上，标本周围的照明锥由聚光镜控制，必须根据所使用的物镜进行调整。

要开始使用光学显微镜，请将包含感兴趣区域的样品放在显微镜载物台上，将其直接置于物镜的中心，然后使用载物台夹将其固定到位。

接下来，打开光源并切换到最低功率的物镜。

接下来，使用粗调旋钮的初始调整沿 z 方向移动低倍物镜，然后旋转微调旋钮使物体清晰聚焦。注意不要用物镜撞击载玻片或载物台，因为这可能会损坏镜头。

然后，通过目镜观察来定位感兴趣区域，同时调整旋钮以沿 x 和 y 方向移动载玻片。当您从低放大倍率移动到较高放大倍率时，视野的大小将急剧减小。

在移动到较高倍率之前，将最低倍率物镜对准感兴趣区域，可以大大增加找到所需标本的机会。

一旦样品以低倍率定位并聚焦，就移动到将用于采集图像的更高倍率物镜。

通过首先调整视场光阑，使光阑本身刚好位于视场之外，从而优化照明质量。

接下来，调整聚光镜光阑，使设置与所用物镜的数值孔径相匹配。

最后，再次调整焦距。这次只使用微调旋钮。

您现在可以拍摄标本的图像了。

光学显微镜有可能使各种标本可视化，并且存在各种复合显微镜配置以适应许多不同的应用。

在这里，您看到一名研究人员准备在手术显微镜下工作。这些显微镜通常悬挂在可移动的臂上，并且是立体的，这意味着它们允许光线通过观察者以及安装在显微镜上的摄像头。这种手术显微镜正在小鼠的肾移植手术中使用。

在这个剪辑中，你看到一位研究人员通过解剖显微镜观察，同时挑选出完美的果蝇幼虫进行进一步解剖，以暴露体壁肌肉，以便研究神经肌肉接头。

在这里，您可以看到一个倒置的复合显微镜，它在载物台下方有一个物镜，正在为显微注射技术做准备。这个过程被称为体细胞核移植，是产生转基因动物和产生克隆的重要方法。

您刚刚看了 JoVE？光学显微镜简介。

在本视频中，我们回顾了：什么是显微镜及其工作原理、显微镜的许多组件、如何对其进行调整以及如何获得高质量的图像。感谢观看！