光學(xué)顯微鏡的相差觀察方式(Phase Contrast,簡稱PC)是一種利用光的干涉原理來增強(qiáng)樣品與背景之間對比度的觀察方法。這種方式特別適用于觀察無色透明的樣品,如活細(xì)胞、微生物等。以下是對相差觀察方式的詳細(xì)介紹:
一、相差成像原理
相差觀察方法利用樣品的厚度和折射率引起的相位差,通過光學(xué)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換,將這個相位差轉(zhuǎn)換成振幅差(即亮度差),從而提高樣品的可見度和對比度。具體來說,當(dāng)光線通過樣品時,由于樣品不同部分的折射率不同,光線會發(fā)生不同程度的折射和相位延遲。這些相位差異在通過相差物鏡和相差聚光鏡時,會被轉(zhuǎn)換成振幅差異,使得樣品的不同部分在視野中呈現(xiàn)出不同的亮度,從而提高了樣品的清晰度和可見度。
二、相差顯微鏡的構(gòu)造特點(diǎn)
相差顯微鏡在構(gòu)造上有兩個主要特點(diǎn):
相差聚光鏡:在聚光鏡的下方裝有環(huán)形光闌(Annular Diaphragm),形成環(huán)形光照明。這個環(huán)形光闌的直徑和孔寬與物鏡內(nèi)的相位環(huán)板匹配,使得光線在通過樣品后能夠形成特定的相位差。
相差物鏡:相差物鏡的鏡片中裝有相位板(Phase Plate),這個相位板通常由氟化鎂等材料制成,能夠?qū)⒅鄙涔饣蜓苌涔獾南辔煌七t1/4波長。根據(jù)相位板的不同設(shè)計,相差可以分為正相差和負(fù)相差兩種類型。
三、相差觀察的特點(diǎn)
無需染色:相差觀察方法Z大的優(yōu)點(diǎn)是不需要對樣品進(jìn)行染色處理,就可以直接觀察到無色透明的樣品,如活細(xì)胞等。
高對比度:通過相位差轉(zhuǎn)換成振幅差的方式,相差觀察能夠顯著提高樣品與背景之間的對比度,使得樣品的細(xì)節(jié)更加清晰可見。
廣泛應(yīng)用:相差觀察方法在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,特別是在細(xì)胞生物學(xué)和微生物學(xué)研究中,相差顯微鏡是不能缺少的工具之一。
四、相差觀察的操作步驟
準(zhǔn)備樣品:將待觀察的樣品放置在載物臺上,并用壓片夾固定好。
對光:打開顯微鏡的電源開關(guān),調(diào)節(jié)光源和聚光鏡,使光線形成環(huán)形光照明。
放置相差物鏡:將相差物鏡安裝在物鏡轉(zhuǎn)換器上,并旋轉(zhuǎn)到工作狀態(tài)。
調(diào)節(jié)焦距:使用粗調(diào)和細(xì)調(diào)螺旋調(diào)節(jié)焦距,使樣品在視野中清晰可見。
觀察:通過目鏡觀察樣品,并調(diào)整光源強(qiáng)度和光圈大小以獲得Z佳的觀察效果。
五、注意事項(xiàng)
選擇合適的物鏡和聚光鏡:不同倍數(shù)的物鏡需要配合相應(yīng)倍數(shù)的相差聚光鏡使用,以確保獲得Z佳的相差效果。
保持樣品清潔:樣品表面B須清潔無塵,否則會影響觀察效果。
調(diào)節(jié)光源強(qiáng)度:光源強(qiáng)度應(yīng)適中,過強(qiáng)或過弱都會影響觀察效果。
避免震動:在觀察過程中應(yīng)避免顯微鏡受到震動或沖擊,以免影響成像質(zhì)量。
總之,相差觀察方式是光學(xué)顯微鏡中一種重要的觀察方法,它利用光的干涉原理提高了樣品與背景之間的對比度,使得無色透明的樣品也能夠清晰可見。在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮著重要作用。