测量工业显微镜下如何测量大小，请问，可以应用在哪些领域？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2024-01-09 01:30 标签： 工业显微镜
原创凯视迈出品光学显微镜，一直是研究微观领域不可或缺的基础设备，即便是在有更高放大倍率的扫描电子显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜的今天，光学显微镜仍然凭借其操作方便迅速、无需对样品做过多处理、成像模式丰富、且支持图像分析处理、价格更低的特点而稳据科研一席之地。在高中、大学，科学研究所常常都有它们的身影。小到微观世界的入门，大到生物分子、工业材料的科研工作，显微镜都是必备的一款基础且重要的仪器。这样一款几乎科研人员必备的仪器，自诞生发展到如今，不过400多年的时间。大约在500年之前，简单的玻璃放大镜被发明出来。这种简易的放大镜即是大家小时候都玩儿过的、汇聚阳光、中间比边缘厚的玻璃凸透镜。将放大镜放于标本与眼睛之间即可进行调焦。这种“简单显微镜”可通过增加视角将图像放大并成于视网膜上。1600年，通过Anton vonLeeuwenhoek（即高中生物课本上提及的安东·冯·列文虎克）的努力使该类简单显微镜（或称之为放大玻璃）的性能达到了最完善的状态。这种简单显微镜可用来观单细胞的动物及一些较大的细菌。由一个十分靠近人眼的放大镜将标本成像成与标本同一边，该图像看起来距人眼大约为10英寸远。该像为虚像，不能被胶片捕获。自1600年以后，借荷兰Janssen兄弟及意大利伽利略的努力，复式显微镜被发明出来。这种显微镜最简单的形式由两片凸透镜组成，一片为物镜，靠近标本，一片为目镜，靠近使用者的眼睛。复式显微镜分两步放大。物镜将一放大的图象成于镜体筒中，目镜将物镜投入的图象再放大，最终成像于我们的视网膜上。但是早期影像技术还未起步,使得显微镜下的微观世界只能即时观察,若想把看到的微观世界呈现出来,与他人进行沟通交流,就需通过笔、纸把观察到的影像,以临摹的方式绘画出来,因此绘画就成了当时微观学工作者的一项必备技能。而如何能将显微镜更方便的呈现出来，也成了显微镜在接下来的发展中必须要解决的一个问题。同时，因为单目显微镜仅支持单眼对准目镜观察，观察者容易眼睛疲劳，这也成为了显微镜发展面临的第二个问题。300年后，1879年，爱迪生发明了电灯。电灯的出现使得显微镜的照明得到大幅度改善,特别是光源的亮度可以灵活调节。新型光源的发明刺激了显微镜的发展，几年之后，德国蔡司光学显微镜厂中的一位叫柯勒的工程师，发明了柯勒照明-利用分光棱镜将物镜上传来的光信号一分为二，使用者可以通过两只眼睛进行观察,这样便大幅减轻了眼睛负担,提高了观察的舒适度。同年，德国蔡司公司便发明了双目显微镜，并逐渐代单目显微的使用。显微镜在20世纪70年代获得广泛应用。至21世纪初期，进入了使用高峰。光学成像效果取得重大进展之后,人们将显微镜改善的重点放在了显微图像的获取技术上。人们把双目显微镜的光路信号进行再次分光,形成三目观察筒,然后将摄像采集装置安装于三目观察筒上以获得显微图像。此后显微影像照片逐渐成人们获取原始信息的重要手段。相比之前提及的显微绘画,这种获取显微图像的方式更精准、更高效、更先进。我国制造光学显微镜的历史有近70年，最早生产的时间是在抗战时期，由严济慈、钱临照、林友苞等人在云南建立了一小型光学车间，生产显微镜分送抗日后方教学、医学和工程建设单位使用。解放后，国内的重庆光学厂技术实力雄厚且鉴于社会主义制度的优越性，光学显微镜国营大小厂之间无技术或是生产的秘密性，很快国内便涌现除了诸多优越的光学厂，诸如上海光学厂、南京江南光学厂、重庆光学仪器厂等最有实力，广州光学厂、桂林光学厂等也有一定的知名度。光学显微镜可粗分为生物显微镜与工业非活体显微镜，前者在生物、药学领域应用较多，主要有正置生物显微镜、倒置生物显微镜，通过增加一些其他的功能模块，还可以升级为正置荧光显微镜和倒置荧光显微镜。而工业非活体显微镜，其分类多一些，诸如正置金相显微镜、倒置金相显微镜、专业型偏光显微镜、体视显微镜等等。因为体视显微镜的放大倍率低但景深大且成像富有立体感，体视显微镜又被称之为低倍显微镜或是宏观显微镜。金相显微镜主要是用来看不透明的样品，比如金属组织（铜、铸铁、合金等）、芯片半导体行业的高倍检测、光伏产品或其他不透明的材料。分正置金相显微镜和倒置金相显微镜，区分依据主要是根据不同的样品，一般来讲做金属组织的金相分析用倒置金相显微镜；看芯片半导体之类（形状相对规整）的用正置金相显微镜。偏光显微镜特殊用途的显微镜，主要是用是来观察液晶、纤维等自身具有单折射性或双折性的物体，比如岩石矿石、高分子材料、淀粉偏光特性、液晶的偏光特性等。专业的偏光显微镜只有正置型的。而且专业的偏光显微镜有一个比较显著的特征就是工作台是圆形的，可转动的。体视显微镜因为倍数比较低（可视范围较大），成像比较有立体感，工作距离长（可进行镜下操作）的特点，所以经常被用作生物解剖、晶体挑选或宏观低倍观察、种子观察、植物病虫害防治、产品表面外观加工情况观察、电子行业等，用于观察体积相对大的物体。其观察的样品，大都具有共同的特点是：样品表面不平整，倍数要求不高。主要有两种光学系统：中央主物镜光学系统和格林诺夫光学系统。中央主物镜光学系统优势：光路系统中支持加一些其他的模块，如偏光模块/荧光模块（支持多种观察方式），该光学系统，分辨率高（约0.5微米，放大倍数能达到300倍）。缺点：景深不高。格林诺夫光学系统优势：景深大，观察图像立体感强。缺点：属于中低端产品，适用于宏观观察。还有一些更为高端的显微镜，诸如超景深显微镜、超高分辨率显微镜、共聚焦显微镜等等，或是在保证放大倍数的基础上具备更大的景深，或是支持更高的分辨率（高于光学显微镜的理论分辨率极限200nm）等等。目镜组/物镜组，放大倍数范围；转换器孔数、物镜转换模式；载物台移动模式；物镜工作环境（干洗物镜OR油系物镜或其他）物镜工作距离；显微镜成像分辨率；显微镜支持观察模式，诸如明场、暗场、偏光、荧光、微分干涉等等；显微镜的成像质量、目标细节衬度等等；图：金相组织观察图：电子元器件观察图：多折射性晶体观察图：线路板观察图：生物组织观察图：荧光观察
科研小伙伴们，大家好！为了解决大家在激光共聚焦显微镜的问题，e测试服务平台为大家梳理了激光共聚焦显微镜相关的问题及解析~。希望能在科研中对大家有所帮助！激光扫描共聚焦显微镜技术的主要应用范围是什么？激光扫描共聚焦显微镜（Confocal laser scanning microscope，CLSM)是近代最先进的细胞生物医学分析仪器之一。目前，激光扫描共聚焦显微技术已用于细胞形态定位、立体结构重组、动态变化过程等研究，并提供定量荧光测定、定量图像分析等实用研究手段，结合其他相关生物技术，在形态学、生理学、免疫学、遗传学等分子细胞生物学领域得到广泛应用。1. 组织和细胞中的定量荧光测定激光扫描共聚焦显微镜可以从固定和荧光染色的标本以单波长、双波长或多波长模式，对单标记或多标记的细胞及组织标本的共聚焦荧光进行数据采集和定量分析,同时还可以利用沿纵轴上移动标本进行多个光学切片的叠加， 形成组织或细胞中荧光标记结构的总体图像,以显示荧光在形态结构上的精确定位。 常用于原位分子杂交、肿瘤细胞凋亡观察、单个活细胞水平的 DNA 损伤及修复等定量分析。2. 细胞间通讯的研究动物和植物细胞中缝隙连接介导的胞间通信在细胞增殖和分化中起着重要作用。 激光扫描共聚焦显微镜可通过观察细胞缝隙连接分子的转移来测量传递细胞调控信息的一些离子、小分子物质。 该技术可以用于研究胚胎发生、生殖发育、神经生物学、肿瘤发生等过程中缝隙连接通讯的基本机制和作用，也可用于鉴别对缝隙连接作用有潜在毒性的化学物质。3. 细胞物理化学测定激光扫描共聚焦显微镜可对细胞形状、周长、面积、平均荧光强度及细胞内颗粒数等参数进行自动测定。 能对细胞的溶酶体、线粒体、内质网、细胞骨架、结构性蛋白质、DNA、RNA、酶和受体分子等细胞内特异结构的含量、组分及分布进行定量、定性、定时及定位测定。4. 细胞内钙离子和 pH 值动态分析激光扫描共聚焦显微镜技术是测量若干种离子浓度并显示其分布的有效工具，对焦点信息的有效辨别使在亚细胞水平显示离子分布成为可能。 利用荧光探针，激光扫描共聚焦显微镜可以测量单个细胞内 pH 和多种离子(Ca2+、K+、Na+、Mg2+)在活细胞内的浓度及变化。 一般来说，电生理记录装置加摄像技术检测细胞内离子量变化的速度相对较快,但其图像本身的价值较低,而激光扫描共聚焦显微镜可以提供更好的亚细胞结构中钙离子浓度动态变化的图像,这对于研究钙等离子细胞内动力学有意义。4. 三维图像的重建传统的显微镜只能形成二维图像，激光扫描共聚焦显微镜通过对同一样品不同层面的实时扫描成像，进行图像叠加可构成样品的三维结构图像。 它的优点是可以对样品的立体结构分析，能十分灵活、直观地进行形态学观察,并揭示亚细胞结构的空间关系。5. 荧光漂白恢复技术该方法的原理是一个细胞内的荧光分子被激光漂白或淬灭，失去发光能力，而邻近未被漂白细胞中的荧光分子可通过缝隙连接扩散到已被漂白的细胞中，荧光可逐渐恢复。 可通过观察已发生荧光漂白细胞其荧光恢复过程的变化量来分析细胞内蛋白质运输、受体在细胞膜上的流动和大分子组装等细胞生物学过程。6. 长时程观察细胞迁移和生长活细胞观察通常需要一定的加热装置及灌注室，以保持培养液的适宜温度及 CO2 浓度的恒定。 目前的激光扫描共聚焦显微镜，其光子产生效率已大大改善，与更亮的物镜和更小光毒性的染料结合后可以减小每次扫描时激光束对细胞的损伤,用于数小时的长时程定时扫描,记录细胞迁移和生长等细胞生物学现象。7. 在细胞及分子生物学基础研究中的应用激光扫描共聚焦显微镜应用照明针与检测孔共轭成像，有效抑制了焦外模糊成像并可对标本各层分别成像，对活细胞行无损伤的“光学切片”这种功能也被形象的称为“显微 CT”。CLSM 还可以对贴壁的单个细胞或细胞群的胞内、胞外荧光作定位、定性、定量及实时分析，并对胞内成分如线粒体、内质网、高尔基体、DNA、RNA、Ca2+、Mg2+、Na+ 等的分布、含量等进行测定及动态观察，使细胞结构和功能方面的研究达到分子水平。8. 在肿瘤和抗癌药物筛选研究中的应用普通显微镜及电子显微镜，仅能对肿瘤相关抗原进行定性分析，而 CLSM 则可对单标记或者多标记细胞、组织标本及活细胞进行重复性极佳的荧光定量分析，从而对肿瘤细胞的抗原表达、细胞结构特征，抗肿瘤药物的作用及机制等方面定量化。9. 在血液病学和医学免疫学研究中的应用激光扫描共聚焦显微镜观察免疫细胞和系统，如树突状细胞、单核-吞噬细胞系统、自然杀伤细胞、淋巴细胞时，在准确细胞定位的同时有效鉴定免疫细胞的性质。10. 在大脑和神经科学中的应用激光扫描共聚焦显微镜分层扫描发现神经轴突的内部结构连续性好。用激光扫描共聚焦显微镜能观察到脑干组织中神经轴突的正常走向，可排除在荧光显微镜下由此造成的一些病理假象。并且激光扫描共聚焦显微镜能观察神经轴突的三维结构，因此应用 CLSM 有可能观察到普通光镜下未能发现的神经组织的细微病变。11. 在眼科研究中的应用利用激光扫描共聚焦显微镜可以观察晶状体，角膜、视网膜、虹膜和睫状体的结构和病理变化。12. 在骨科研究领域中的应用激光扫描共聚焦显微镜在骨科研究领域的应用现状表明，CLSM在观测骨细胞形态学研究、骨细胞特异性蛋白（骨钙素）以及骨细胞之间的相互作用具有显著的优势。重磅推荐“硕博测试圈”，后台回复关键词，可领取各种干货大礼包和期刊解读的文献原文！回复“857”，可免费领取常见仪器基础知识干货大礼包！回复“176”，可免费领取BET干货大礼包！回复“968”，可免费领取红外、紫外、质谱、NMR干货大礼包！回复“359”，可免费领取Raman干货大礼包！回复“485”，可免费领取TEM干货大礼包！回复“125”，可免费领取XRD干货大礼包！回复“362”，可免费领取论文技巧大礼包！回复“666”，可免费领取XPS干货大礼包！回复“888”，可免费领取同步辐射干货大礼包！回复“852”，可免费领取理论计算案例干货大礼包！

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