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什么是适合我的研究显微镜?

作者:小编 日期:2020-11-26 21:01 点击数:

一种光学显微镜常常是在生命科学领域的研究实验室中心设备之一。它可以用于各种应用,这些应用揭示了许多科学问题。因此,显微镜的配置和功能对其应用范围至关重要,范围从明场到荧光显微镜再到活细胞成像。

本文简要概述了相关显微镜的功能,并总结了选择研究显微镜时应考虑的关键问题。

您使用哪种标本?

载玻片和培养皿
图1:左:载玻片,用于固定固定样品,例如组织切片。右:用于细胞培养的培养皿。

选择研究显微镜时要考虑的第一件事是要探索的标本类型。对于固定在薄载玻片上的固定样品,可以使用立式显微镜活细胞需要显微镜的特殊特征,因为它们被保存在充满细胞培养基的相对较大的细胞培养容器中。

只有倒置的配置,物镜在样品下方,聚光镜在样品上方,才有助于基本的自由空间和物镜与样品所需的接近。同时,倒置显微镜对细胞保持良好的可及性,例如添加微操纵器。

另外,活细胞需要足够的环境才能生存。温度和CO 2浓度必须保持在一定水平。一个气候室与相应的控制器要完成这个任务。

研究显微镜的光路

图2:左:立式显微镜的特征是样品上方的物镜和样品下方的聚光镜。右图:在倒置显微镜上,此设置可以翻转,从而为用户提供了更多的空间,以及物镜与样品所需的距离。

微观样本扩展为三个维度:长度,宽度和高度。尽管某些标本(例如组织切片)仅在xy方向上成像,但还有一些其他应用也要求在z维度上进行采集。要对3D体积(例如活细胞)成像,建议使用电动物镜左轮手枪,它可以逐步引导您的样品通过焦点。成像软件应该能够重建单个图像以进行3D可视化。

图2:自适应聚焦控制

对于活细胞,必须添加维度时间。在这种情况下,例如系统稳定性是另一个关键特征。由于温度变化会影响采集期间的成像系统,因此必须采取有效的对策。诸如自适应焦点控制(AFC)之类的自动焦点调节可抵消这些热影响,并始终找到预定义的焦点。

哪种对比方法最适合您的样品?

用显微镜研究的大多数细胞,特别是动物细胞,没有足够的内在对比度,无法看到细节。研究人员使用对比方法来解决此问题。而相差(PH)和微分干涉对比(DIC)操纵通过试样光通过添加此相反,也可以用它染色的荧光染料免疫荧光)分别使用荧光蛋白

根据对比方法,显微镜需要特定的设备。例如,相衬需要特殊的目的,而DIC使用某些棱镜,这些棱镜必须切换到光路中。对于荧光显微镜,您需要特殊的滤光块,以允许正确的光波长进入和离开样品。

    

光源呢?

对比方法的选择也决定了光源。常规明场显微镜的透射光照明,相衬和DIC可以使用卤素或LED照明进行。荧光显微镜可以在LED照明下或在汞,氙气或汞金属卤化物灯的帮助下进行。

您要记录或发布结果吗?

如果要拍摄标本图像或进行活细胞成像,则需要数码显微镜相机。特别是在荧光活细胞成像的情况下,建议使用灵敏的摄像头以最小化可能伤害细胞的激发光量。除了成熟的CCD和EMDDC相机外,如今sCMOS相机也因其高量子效率和采集速度而得以应用。有关数码显微镜相机的更多信息,请阅读《数码相机技术简介》

此外,大视野(FOV)有助于更快地找到有趣的区域并同时成像更多的细胞。现代研究显微镜的摄像头端口具有19 mm FOV,与19 mm sCMOS摄像头芯片完美匹配。

通常,仅拍摄标本图像,然后分析所获取的数据是不够的。为此,易于使用的成像和分析软件有助于获取定量数据并进行可靠的数据分析。

您是否需要厚样本中的(3D)信息?

厚样品对于显微镜检查是一个挑战。尤其是在宽视野显微镜下,整个样品同时被照亮,通过聚焦区域之外的其他光线可以大大降低识别聚焦的样品特征。

计算清除可以帮助您获得无焦点的图像。该技术既可以应用在单个图像平面上以获得即时结果(ICC:即时计算清除),也可以与其他反卷积步骤(SVCC:小体积计算清除; LVCC:大体积计算清除)结合使用以获得更好的结果。去卷积将光子信息重新分配给它们的原点,从而在焦平面中提供所需结构的更好对比度。与传统的广角图像相比,这可以使用户更轻松地将感兴趣的结构与背景区分开。

您想在显微镜上操作细胞吗?

在最近几年中,对标本的照片处理变得很流行。这意味着研究人员不仅要观察活细胞,还要借助光来操纵它们。光漂白后的荧光恢复(FRAP)是一个有助于解开动态细胞过程的例子。对于这些类型的操纵技术,通常需要其他光源,这些光源必须集成到显微镜的光路中。

这种方法并不简单。Leica Infinity端口是一种通用解决方案,可以将其他光源耦合到显微镜的光路中,而不会影响图像质量,例如FRAP,光开关,消融或光遗传学。有了合适的适配器,研究人员甚至可以耦合他们自己的设备。

你的预算是多少?

一个重要的问题是您可以花多少钱。一些显微镜供应商提供了适合特殊应用的预定义配置。但是,如果您不需要购买所有预配置的组件该怎么办?因此,免费配置组件比购买预定义的显微镜系统便宜。

此外,对显微镜的要求可能会随时间变化。在这种情况下,可升级系统具有某些优势。通过预定义和固定的配置,您可以发现自己受限于有限的应用程序。可升级性使您可以随需求的变化而自由增长。

谁将使用显微镜?

显微镜使用者的范围可能非常不均匀。特别是在大学里,用户可以是非常有经验的或绝对的初学者。因此,由直观软件(例如Leica Application Suite X(LAS X))运行的易于使用的显微镜​​系统有助于使人们快速入门并快速获取数据。例如,面向工作流程的设计,图像分析向导以及将外围设备无缝集成到系统中,可以简化您的工作。

除了宽视野研究显微镜外,立体显微镜还经常用于生命科学研究实验室。

考虑到这些因素,模块化显微镜平台(例如Leica DMi8)使研究人员可以从负担得起的显微镜系统入手,该系统以后可以升级并随其需求而增长。




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