暗场显微镜

科技工作者之家  |   2020-11-17 18:10

暗场显微(英文:Dark-field microscopy)或称暗视野显微(英文:Dark ground microscopy)描述光学显微和电子显微中的一种特殊显微手法,除去观测物体以外的光线或电子进入物镜,使目镜中观测到的视野背景是黑的,只有物体的边缘是亮的。利用这个方法能见到小至 4~200nm的微粒子,分辨率可比普通显微法高50倍。

简介暗场显微(英文:Dark-field microscopy)或称暗视野显微(英文:Dark ground microscopy)描述光学显微和电子显微中的一种特殊显微手法,除去观测物体以外的光线或电子进入物镜,使目镜中观测到的视野背景是黑的,只有物体的边缘是亮的。利用这个方法能见到小至 4~200nm的微粒子,分辨率可比普通显微法高50倍。1

光学显微镜光学显微镜是一种利用光学透镜产生影像放大效应的显微镜。由物体入射的光被至少两个光学系统(物镜和目镜)放大。首先物镜产生一个被放大实像,人眼通过作用相当于放大镜的目镜观察这个已经被放大了的实像。一般的光学显微镜有多个可以替换的物镜,这样观察者可以按需要更换放大倍数。这些物镜一般被安置在一个可以转动的物镜盘上,转动物镜盘就可以使不同的物镜方便地进入光路,物镜盘的英文是Nosepiece,又译作鼻轮

十八世纪,光学显微镜的放大倍率已经提高到了1000倍,使人们能用眼睛看清微生物体的形态、大小和一些内部结构。直到物理学家发现了放大倍率与分辨率之间的规律,人们才知道光学显微镜的分辨率是有极限的,分辨率的这一极限限制了放大倍率的无限提高,1600倍成了光学显微镜放大倍率的最高极限,使得形态学的应用在许多领域受到了很大限制。

光学显微镜的分辨率受到光波长的限制,一般不超过0.3微米。假如显微镜使用紫外线作为光源或物体被放在油中的话,分辨率还可以得到提高。光学显微镜依样品的不同可分为反射式透射式。反射显微镜的物体一般是不透明的,光从上面照在物体上,被物体反射的光进入显微镜。这种显微镜经常被用来观察固体等,多应用在工学、材料领域,在正立显微镜中,此类显微镜又称作金相显微镜。透射显微镜的物体是透明的或非常薄,光从可透过它进入显微镜。这种显微镜常被用来观察生物组织。

光学显微镜依其聚光镜(condenser)和物镜(Objective)的设计,可用来观察不同的样品。明视野(Brightfield)用来观察薄的染色生物组织样品,暗视野(Darkfield)功能的视野下,背景为黑色,能突显样品的细微面貌,观察未染色样品时,如活细胞,可利用相位差(Phase)功能。另外还有微分干涉差(differential interference contrast,DIC)功能,都常搭配在光学显微镜上。

依光源的不同,还有萤光显微镜、共聚焦显微镜等类别。2014年10月8日,诺贝尔化学奖颁给了艾力克·贝齐格(Eric Betzig),W·E·莫尔纳尔(William Moerner)和斯特凡·W·赫尔(Stefan Hell),奖励其发展超分辨荧光显微镜(Super-Resolved Fluorescence Microscopy),这将带来光学显微镜进入纳米级尺度中。1

电子显微镜电子显微镜(英语:electron microscope,简称电镜电显)是使用电子来展示物件的内部或表面的显微镜。

高速的电子的波长比可见光的波长短(波粒二象性),而显微镜的分辨率受其使用的波长的限制,因此电子显微镜的分辨率(约0.2纳米)远高于光学显微镜的分辨率(约200纳米)。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所