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微分干涉显微镜原理是什么?

2013-10-16  发布者:admin 

历史

1952年,Nomarski在相差显微镜原理的基础上发明了微分干涉差显微镜(differential interference contrast microscope)。DIC显微镜又称Nomarski相差显微镜(Nomarki contrast microscope),其优点是能显示结构的三维立体投影影像。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。

 

技术设计

DIC显微镜的物理原理完全不同于相差显微镜,技术设计要复杂得多。DIC利用的是偏振光,有四个特殊的光学组件:偏振器(polarizer)、DIC棱镜、DIC滑行器和检偏器(analyzer)。偏振器直接装在聚光系统的前面,使光线发生线性偏振。在聚光器中则安装了石英Wollaston棱镜,即DIC棱镜,此棱镜可将一束光分解成偏振方向不同的两束光(x和y),二者成一小夹角。聚光器将两束光调整成与显微镜光轴平行的方向。最初两束光相位一致,在穿过标本相邻的区域后,由于标本的厚度和折射率不同,引起了两束光发生了光程差。在物镜的后焦面处安装了第二个Wollaston棱镜,即DIC滑行器,它把两束光波合并成一束。这时两束光的偏振面(x和y)仍然存在。最后光束穿过第二个偏振装置,即检偏器。在光束形成目镜DIC影像之前,检偏器与偏光器的方向成直角。检偏器将两束垂直的光波组合成具有相同偏振面的两束光,从而使二者发生干涉。x和y波的光程差决定着透光的多少。光程差值为0时,没有光穿过检偏器;光程差值等于波长一半时,穿过的光达到最大值。于是在灰色的背景上,标本结构呈现出亮暗差。为了使影像的反差达到最佳状态,可通过调节DIC滑行器的纵行微调来改变光程差,光程差可改变影像的亮度。调节DIC滑行器可使标本的细微结构呈现出正或负的投影形象,通常是一侧亮,而另一侧暗,这便造成了标本的人为三维立体感,类似大理石上的浮雕。

 

优点

DIC显微镜使细胞的结构,特别是一些较大的细胞器,如核、线粒体等,立体感特别强,适合于显微操作。目前像基因注入、核移植、转基因等的显微操作常在这种显微镜下进行。

 

微分干涉显微镜原理

当两束光通过光学系统时会发生相互干涉,如果相位相同,干涉的结果是亮度增强,反之,就会相互抵消变暗,这就是光波的干涉现象。
微分干涉显微镜是以平面偏振光为光源,光线经棱镜折射后分成两束,在不同时间经过样品的相邻部位,然后经过另一棱镜将这两束光汇合,从而样品中厚度上的微小差别就会转化成明暗区别,增加了样品反差,造成了标本的人为三维立体感,类似大理石上的浮雕。
微分干涉显微镜适于研究活细胞中较大的细胞器,如果接上录像装置可以记录活细胞中的颗粒以及细胞器的运动。

 

维护与保养
1微分干涉显微镜透镜的清洁
最好用吹风球或者柔软
的医纱布,清洁灰尘
更多的校顽固的污迹如
指纹、油脂等,可以用干净的软棉布,镜头纸或医用纱布浇上无水(纯)酒精(乙醇或甲醇)轻轻的插去。
不要用二甲苯清洗双目
镜筒底部的入射透镜或目镜筒内的棱镜表面。
纯酒精和二甲苯均易燃烧,在将电源开关或关闭时特别要当心着火。

2 微分干涉显微镜油漆或塑料表面的清洁
在清洁产品油漆面、塑料件时要使用规定的布料,如果有较顽固的污迹,用湿纱布浇一点无害的清洁剂轻轻的擦试污点。
避免使用有机易溶剂(譬如酒精、乙醚、或油漆稀释剂)擦拭仪器的油漆表面,这样会导致部分变形和文字脱落,我们建议使用软性清洁剂清洗。
塑料表面只能用软布浇上清水来清洁


3 当显微镜不使用时
当显微镜不使用时,请用塑料罩盖好,并储放在干燥的地方免生霉
我们特别建议将物镜和目镜保存在干燥器一类的容器中,并放干燥剂。

4 微分干涉显微镜需防潮、防异物
不要将显微镜放在潮湿的埸所,如果水落在显微镜上,立即关闭电源开关,待处理完并确认干燥后再使用。

5微分干涉显微镜定期检查:为保持显微镜的性能,建议进行定期检查。