全國服務咨詢熱線:
17806260618
17806260618
光學顯微鏡通常是生命科學研究實驗室中的核心設備之一。它可以用于各種應用，揭示許多科學問題。因此，顯微鏡的配置和特征對其應用范圍至關重要，從明場顯微鏡到熒光顯微鏡，再到活細胞成像。
本文提供了相關顯微鏡特征的簡要概述，并總結了選擇科研級顯微鏡時應考慮的關鍵問題。
你使用什么樣的標本？
選擇科研級顯微鏡時要考慮的首要事項之一是你想要探索的標本類型。對于固定在薄玻璃載玻片上的樣本，可以使用立式顯微鏡。活細胞對顯微鏡有特殊要求，因為它們被放置在相對較大的細胞培養容器中，里面裝有細胞培養基。
圖 1：左：用于安裝固定樣本（例如組織切片）的玻璃載玻片。右：用于細胞培養的培養皿。
只有倒置配置，即物鏡在標本下方，冷凝器在標本上方，才能提供必要的自由空間和物鏡與標本的所需接近度。同時，倒置顯微鏡保持了對細胞的良好可及性，例如添加微操縱器。
此外，活細胞需要適當的環境才能生存。溫度和 CO2 濃度必須保持在一定水平。一個氣候箱及相應的控制器是完成此任務所必需的。
圖 2：左：直立顯微鏡的物鏡在標本上方，冷凝器在標本下方。右：在倒置顯微鏡中，這種設置被反轉，給用戶提供了更多空間以及物鏡與標本的所需接近度。
你認為在什么維度上？
顯微鏡標本擴展到三個維度：長度、寬度和高度。雖然一些標本，如組織切片，僅在 xy 方向成像，但還有其他應用需要在 z 維度上進行采集。為了成像例如活細胞的 3D 體積，建議使用能夠逐步引導樣本通過焦點的電動物鏡轉盤。成像軟件應能夠重建單個圖像以進行 3D 可視化。
對于活細胞，您必須添加時間維度。在這種情況下，例如系統 穩定性 是另一個關鍵特征。由于溫度變化會影響成像系統在采集過程中的表現，因此有效的對策至關重要。自動對焦調整，例如 自適應焦點控制 (AFC)，可以抵消這些熱影響，并始終找到預定義的焦點。
圖 3：自適應焦點控制（AFC）在長期時間延遲采集過程中自動穩定顯微鏡的焦點。傳感器檢測 LED 光束（850 nm）的移動，當承載樣本的蓋玻片因熱活動等原因改變位置時，會發生這種移動。
哪種對比方法會適合您的樣本？
大多數細胞——尤其是動物細胞——在顯微鏡下觀察時沒有足夠的內在對比度來看到細節。研究人員使用 對比方法 來解決這個問題。雖然相位對比 (PH) 和差分干涉對比 (DIC) 操控通過標本的光線以增加對比度，但您也可以用熒光染料 （如何準備您的標本以進行免疫熒光顯微鏡觀察）進行染色，或者使用熒光蛋白。
根據對比方法，顯微鏡需要特定的設備；例如，相位對比需要特殊的物鏡，而 DIC 則利用某些 棱鏡，這些棱鏡必須切換到光路中。對于熒光顯微鏡，您需要特殊的濾光塊，以允許正確的光波長進入和離開標本。
圖 4：采用不同對比方法獲得的一系列神經細胞。從左到右：明場，DIC，相位對比，熒光
光源怎么樣呢？
對比方法的選擇也決定了光源。傳統明場顯微鏡、相位對比和 DIC 的透射光照明可以使用 鹵素或 LED 照明。熒光顯微鏡可以使用 LED 照明或借助 汞、氙或汞金屬鹵化物燈進行。
你想記錄或發布你的結果嗎？
如果你想拍攝你的標本或進行活細胞成像，你需要一個數字顯微鏡相機。特別是在熒光活細胞成像的情況下，建議使用靈敏的相機，以最小化可能對細胞造成傷害的激發光量。除了成熟的CCD和EMDDC相機外，如今 sCMOS 相機因其高量子效率和采集速度而受到歡迎。有關數字顯微鏡相機的更多信息，請閱讀文章《數字相機技術簡介》。
此外，較大的 視野 (FOV) 有助于更快地找到有趣的區域，并同時成像更多的細胞。現代研究顯微鏡在相機端口配備了 19 毫米視野，與 19 毫米 sCMOS 相機芯片匹配。
19 毫米視場的優勢
通常，僅僅拍攝樣本的圖像是不夠的，還需要對您獲得的數據進行分析。為此，易于使用的 成像和分析軟件 有助于獲取定量數據并進行可靠的數據分析。
你需要來自厚樣本的（3D）信息嗎？
厚樣本對顯微鏡觀察來說是一個挑戰。尤其是在寬場顯微鏡中，整個樣本同時被照明，識別處于焦點的樣本特征可能會因來自失焦區域的額外光線而顯著降低。
Computational Clearing可以幫助獲得不受失焦光影響的圖像。該技術可以應用于單個圖像平面以獲得即時結果（ICC：即時Computational Clearing），或者可以與額外的去卷積步驟結合使用（SVCC：小體積Computational Clearing；LVCC：大體積Computational Clearing），以獲得更好的結果。去卷積將光子信息重新分配到其來源，從而提供更好的焦平面中所需結構的對比度。這可以使用戶更容易區分感興趣的結構與背景，而不是使用傳統的寬場圖像。
圖 5：癌組織中的單分子 RNA-FISH。RNA-01（綠色），RNA-02（品紅色）左：原始數據。中：使用即時Computational Clearing。右：經過大體積Computational Clearing處理。瑞士蘇黎世大學安德烈亞斯·摩爾教授提供。
你想在顯微鏡下操作細胞嗎？
在過去幾年中，樣本的照片處理變得流行。這意味著研究人員不僅觀察活細胞，還借助光來操控它們。光漂白后的熒光恢復（FRAP）就是一個有助于理清動態細胞過程的例子。對于這些操控技術，通常需要額外的光源，這些光源必須集成到顯微鏡的光路中。
這種方法并不簡單。徠卡無限端口是一種通用解決方案，可以將額外的光源耦合到顯微鏡的光路中，而不影響圖像質量，以進行例如 FRAP、光切換、消融或光遺傳學。只要有合適的適配器，研究人員甚至可以耦合他們自制的設備。
圖 6：徠卡 WF FRAP模塊（左側的黑箱）可以通過無限端口與倒置研究顯微鏡徠卡 DMi8 連接。
你的預算是多少？
一個重要的問題是你能花多少錢。一些顯微鏡供應商提供適合特定應用的預定義配置。但是，如果你不需要你所支付的所有預配置組件呢？這就是為什么自由配置的組件可能比購買預定義顯微鏡系統更便宜。
此外，顯微鏡的要求可能會隨著時間而變化。在這種情況下，可升級系統具有一定的優勢。使用預定義和固定配置，你可能會發現自己被限制在有限的應用范圍內。可升級性讓你有自由隨著需求的變化而成長。
考慮到這些因素，像徠卡顯微系統DMi8 這樣的模塊化顯微鏡平臺使研究人員能夠從一個負擔得起的顯微鏡系統開始，之后可以進行升級，以滿足他的需求
圖 7：得益于其模塊化設計，徠卡 DMi8 可以根據研究人員的需求進行配置。此外，如果需求發生變化，它還可以在后期進行升級。
誰會使用顯微鏡？
顯微鏡用戶的范圍可以非常不均勻。尤其在大學，用戶可能非常有經驗或是初學者。因此，使用由直觀軟件驅動的易用顯微鏡系統，例如徠卡顯微系統應用套件 X（LAS X），有助于快速入門并迅速獲取數據。例如，面向工作流程的設計、圖像分析向導以及外設的無縫集成簡化了您的工作。
除了寬場科研級顯微鏡，體視顯微鏡在生命科學研究實驗室中也經常使用。有關更多信息，請參閱文章“選擇體視顯微鏡時需要考慮的因素"。
相關產品：
DMi8 S 高速成像平臺 倒置顯微鏡成像解決方案
正置雙目生物顯微鏡 正置顯微鏡|復合光學顯微鏡
電話
微信掃一掃
當前位置：
地址：上海市長寧區福泉北路518號2座5樓
郵箱：lmscn.customers@leica-microsystems.com
傳真：