第二章显微镜及其附加设备

1、泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院第二章第二章 显微镜及其附加设备显微镜及其附加设备泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院第一节第一节 显微镜的光学原理显微镜的光学原理第二节第二节 显微镜的基本构造显微镜的基本构造第三节第三节 生物光学显微镜的种类生物光学显微镜的种类第四节第四节 电子显微镜电子显微镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院第一节第一节 显微镜的光学原理显微镜的光学原理一、显微镜的光学原理一、显微镜的光学原理二、显微镜的光学性能二、显微镜的光学性能三、复式显微镜的光学原理三、复式显微镜的光学原理泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与

2、酿酒工程学院一、显微镜的光学原理一、显微镜的光学原理 成像原理成像原理 光射到物体上，再从物体射入物镜、目光射到物体上，再从物体射入物镜、目镜，最后射入观察者的眼睛，在此过镜，最后射入观察者的眼睛，在此过程中成像并放大。程中成像并放大。 泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院二、显微镜的光学性能二、显微镜的光学性能 分辨率分辨率 放大率放大率 镜口角镜口角 焦点深度焦点深度 镜像亮度镜像亮度 视场直径视场直径 覆盖度覆盖度 工作距离工作距离泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物

3、与酿酒工程学院分辨率分辨率 分辨率是指能区分两个物点间最小距离的分辨率是指能区分两个物点间最小距离的能力。两物点间的最小距离称为分辨距离。能力。两物点间的最小距离称为分辨距离。分辨距离越小，分辨率越高，也就是分辨分辨距离越小，分辨率越高，也就是分辨细微结构的能力越大。细微结构的能力越大。 普通光学显微镜分辨率的极限是普通光学显微镜分辨率的极限是0.2m。可。可把物体放大把物体放大1500倍倍 。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院放大率放大率 放大率就是放大倍数，是指被检验物放大率就是放大倍数，是指被检验物体经物镜放大再经目镜放大后，人眼体经物镜放大再经目镜放大后，人眼所看到的

4、最终图象的大小对原物体大所看到的最终图象的大小对原物体大小的比值，是物镜和目镜放大倍数的小的比值，是物镜和目镜放大倍数的乘积。乘积。 总放大率总放大率=物镜放大率物镜放大率目镜放大率目镜放大率泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院镜口角镜口角 孔径角又称孔径角又称“镜口角镜口角”，是物镜光轴，是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。所形成的角度。 孔径角越大，进入物镜的光通亮就越孔径角越大，进入物镜的光通亮就越大，它与物镜的有效直径成正比，与大，它与物镜的有效直径成正比，与焦点的距离成反比。焦点的距离成反比。 泰山学院生物与酿酒工程

5、学院泰山学院生物与酿酒工程学院数值孔径数值孔径 数值孔径（数值孔径（NA）：是物镜前透镜与被）：是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率和孔径角半检物体之间介质的折射率和孔径角半数的正玄之乘积。用公式表示如下：数的正玄之乘积。用公式表示如下：NA=hsinu/2 。 它与分辨率成正比，与放大率成正比，它与分辨率成正比，与放大率成正比，与焦深成反比，与焦深成反比，NA值增大，视场宽度值增大，视场宽度与工作距离都会相应地变小。与工作距离都会相应地变小。 泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院提高分辨率提高分辨率降低波长降低波长值，使用短波长光源。值，使用短波长光源。增大介质增大介质n值

6、和提高值和提高NA值。值。增大孔径角。增大孔径角。增加明暗反差。增加明暗反差。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院焦深焦深 焦深焦深为焦点深度的简称，即在使用显微镜时，为焦点深度的简称，即在使用显微镜时，当焦点对准某一物体时，不仅位于该点平面当焦点对准某一物体时，不仅位于该点平面上的各点都可以看清楚，而且在此平面的上上的各点都可以看清楚，而且在此平面的上下一定厚度内，也能看得清楚，这个清楚部下一定厚度内，也能看得清楚，这个清楚部分的厚度就是焦深。分的厚度就是焦深。 焦深与总放大倍数及物镜的数值孔镜成反比。焦深与总放大倍数及物镜的数值孔镜成反比。焦深大，分辨率降低。焦深大，分辨率

7、降低。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院镜像亮度镜像亮度 镜像亮度是指显微镜观察中的图像明暗程镜像亮度是指显微镜观察中的图像明暗程度。度。 NA值越大，镜像的亮度就越大，总放大倍值越大，镜像的亮度就越大，总放大倍数就越好。数就越好。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院视场亮度视场亮度 视场亮度是显微镜所观察的整个视场视场亮度是显微镜所观察的整个视场（或视野）的明暗程度。（或视野）的明暗程度。 它与物镜、目镜、聚光镜、视场光阑、它与物镜、目镜、聚光镜、视场光阑、光源等因素有关。光源等因素有关。 视场亮度大，镜像亮度大。视场亮度大，镜像亮度大。泰山学院生物与酿酒工

8、程学院泰山学院生物与酿酒工程学院视场直径视场直径 视场直径也称视场宽度，是指在显微镜下视场直径也称视场宽度，是指在显微镜下看到的圆形视场内所能容纳被检物体的实看到的圆形视场内所能容纳被检物体的实际范围。际范围。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院覆盖度覆盖度 覆盖度：显微镜的光学系统也包括盖玻片覆盖度：显微镜的光学系统也包括盖玻片在内。由于盖玻片的厚度不标准，光线从在内。由于盖玻片的厚度不标准，光线从盖玻片进入空气产生折射后的光路发生了盖玻片进入空气产生折射后的光路发生了改变，从而产生了相差，这就是覆盖差。改变，从而产生了相差，这就是覆盖差。 国际上规定，盖玻片的标准厚度为国际

9、上规定，盖玻片的标准厚度为0.17mm, 许可范围在许可范围在0.16-0.18mm., 泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院工作距离工作距离 工作距离也叫物距，即指物镜前透镜的表工作距离也叫物距，即指物镜前透镜的表面到被检物体之间的距离面到被检物体之间的距离 。 平时习惯所说的调焦？平时习惯所说的调焦？泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院机械筒长机械筒长 从镜筒的肩部（目镜下缘）到物镜螺旋肩从镜筒的肩部（目镜下缘）到物镜螺旋肩部之间的长度叫机械筒长，一般它的长度部之间的长度叫机械筒长，一般它的长度为为160mm。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程

10、学院三、复式显微镜的光学原理三、复式显微镜的光学原理 显微镜一般分为光学显微镜和非光学显微镜显微镜一般分为光学显微镜和非光学显微镜 光学显微镜又可分为单式显微镜和复式显微光学显微镜又可分为单式显微镜和复式显微镜。镜。 非光学显微镜为电子显微镜。非光学显微镜为电子显微镜。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院明视距离明视距离 从眼球的水晶体到放大的虚像之间的距离从眼球的水晶体到放大的虚像之间的距离叫明视距离叫明视距离 ，它的长度为它的长度为250mm，这是观这是观察显微镜中物像最适宜的距离。察显微镜中物像最适宜的距离。泰山学院生物

11、与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院第二节第二节 显微镜的基本构造显微镜的基本构造一、物镜一、物镜二、目镜二、目镜三、聚光器三、聚光器四、载物台和光源四、载物台和光源泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院一、物镜一、物镜 物镜分前透镜和后透镜。物镜分前透镜和后透镜。 高倍镜为弹簧物镜。高倍镜为弹簧物镜。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院一、物镜一、物镜（一）几个概念（一）几个概念（二）物镜的种类（二）物镜的种类泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院（一）（一）几个概念几个概念 齐焦齐焦 色差色差 球差球差 场曲场曲泰山学院生物与酿酒工程学院泰山

12、学院生物与酿酒工程学院齐焦齐焦 反映某一倍数的物镜观察图像清晰后，反映某一倍数的物镜观察图像清晰后，在转换至另一倍率的物镜时，其成像在转换至另一倍率的物镜时，其成像亦应基本清晰，且物镜光路也基本合亦应基本清晰，且物镜光路也基本合轴，中心不偏离。轴，中心不偏离。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院色差色差 色差是指光线通过一个透镜后，不能使所色差是指光线通过一个透镜后，不能使所有颜色的光都聚在一个焦点上，而是残次有颜色的光都聚在一个焦点上，而是残次不齐的。不齐的。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院球差球差 球差也称球面差、球面像差，指透过透镜球差也称球面差、球面

13、像差，指透过透镜边缘的光线曲折度大于透过中央部分的现边缘的光线曲折度大于透过中央部分的现象，会聚的焦点参差不齐，使成像不清晰，象，会聚的焦点参差不齐，使成像不清晰，有时变形。有时变形。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院场曲场曲 场曲也称像场弯曲，指整个像平面是一个场曲也称像场弯曲，指整个像平面是一个曲面，这样的像平面是不清晰地。曲面，这样的像平面是不清晰地。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院物镜种类物镜种类l干燥系物镜干燥系物镜l油浸系物镜油浸系物镜l水浸系物镜水浸系物镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院功能功能：a 产生物体的第一次倒立实

14、像。产生物体的第一次倒立实像。 b 放大作用放大作用泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院油镜的使用方法油镜的使用方法(1)首先用低倍干系物镜找出要观察的区域。首先用低倍干系物镜找出要观察的区域。(2)当标本被照明时，把一滴当标本被照明时，把一滴(不要多于一滴不要多于一滴)浸油准确地滴到盖玻片上的照明区域，并浸油准确地滴到盖玻片上的照明区域，并注意不要在滴入的浸油里混有气泡。注意不要在滴入的浸油里混有气泡。(3)在现代显微镜中，用干系物镜聚焦标本在现代显微镜中，用干系物镜聚焦标本后可以在不改变粗调和细调的情况下转动后可以在不改变

15、粗调和细调的情况下转动物镜转换台直接把油浸物镜浸到油里。物镜转换台直接把油浸物镜浸到油里。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院油镜的使用方法油镜的使用方法(4)当油浸物镜已经浸入浸油之后，用细调进当油浸物镜已经浸入浸油之后，用细调进行进一步的调节直到像被清晰地聚焦，并行进一步的调节直到像被清晰地聚焦，并在细调旋钮的刻度尺上记下所转动的刻度。在细调旋钮的刻度尺上记下所转动的刻度。当第一次聚焦使用固定的低倍干系物镜时，当第一次聚焦使用固定的低倍干系物镜时，每次使用油浸物镜的聚焦都需要相同的调每次使用油浸物镜的聚焦都需要相同的调节，即沿着同样的方向使细调转动相同的节，即沿着同样的方向

16、使细调转动相同的刻度。刻度。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院物镜种类物镜种类 消色差物镜消色差物镜 复消色差物镜复消色差物镜 半复消色差物镜半复消色差物镜 平场物镜平场物镜 特种物镜特种物镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院消色差物镜消色差物镜 Ach 消除红蓝光的色差消除红蓝光的色差 由含铅的火石玻璃单凹透镜粘合成由含铅的火石玻璃单凹透镜粘合成泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院复消色差物镜复消色差物镜 APO 能消除红、绿、蓝光的色差，校正红蓝二能消除红、绿、蓝光的色差，校正红蓝二色光

17、的球差。色光的球差。 特种玻璃或萤石、氟石等材料制成。特种玻璃或萤石、氟石等材料制成。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院半复消色差物镜半复消色差物镜 FL 校正红蓝二色光的色差和球差校正红蓝二色光的色差和球差 氟石等材料制成氟石等材料制成泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院平场物镜平场物镜 Plan 增加一块半月形的厚透镜增加一块半月形的厚透镜 视场平坦，视场较大，工作距离也增大。视场平坦，视场较大，工作距离也增大。 Plan Ach、Plan APO、S Plan、 S PLan APO泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院特种物镜特种物镜 带

18、校正环物镜带校正环物镜 带彩虹光阑的物镜带彩虹光阑的物镜 相衬显微镜（相衬显微镜（ph） 无应变物镜（无应变物镜（PO或或POL） 无荧光显微镜（无荧光显微镜（UVFL） 无罩物镜（无罩物镜（NC） 长工作距离物镜（倒置）长工作距离物镜（倒置）泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院 170；表示所适用的显微镜机械筒长，即从物镜的；表示所适用的显微镜机械筒长，即从物镜的肩部到目镜上缘的距离为肩部到目镜上缘的距离为170mm。 0.17：表示物镜所要求的盖玻片厚度为：表示物镜所要求的盖玻片厚度为0.17mm。 PL APo；表示物镜

19、的矫正程度为平面复消色差，；表示物镜的矫正程度为平面复消色差，NPL表示标准平面消色差。表示标准平面消色差。 100(或或40)：表示物镜的放大倍数为：表示物镜的放大倍数为100(或或40)倍。倍。 Oil；表示物镜的浸润介质为油浸。物镜没有标记；表示物镜的浸润介质为油浸。物镜没有标记这种字母，表示介质为空气的干系物镜。这种字母，表示介质为空气的干系物镜。 0.65：表示物镜的数值孔径：表示物镜的数值孔径(即镜口率即镜口率)为为0.65，这，这是决定物镜性能的非常重要的参数。是决定物镜性能的非常重要的参数。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院二、目镜二、目镜 目镜分接目镜和场目

20、镜目镜分接目镜和场目镜 眼点：从目镜透射出来的光线，在目镜的眼点：从目镜透射出来的光线，在目镜的接目镜以上形成的交叉点。接目镜以上形成的交叉点。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院作用作用a 、将物镜形成的倒立实像变成正立的、将物镜形成的倒立实像变成正立的虚像。虚像。 b、将像再放大、将像再放大4-16倍。倍。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院目镜的种类目镜的种类 惠更斯目镜（平凸同向）惠更斯目镜（平凸同向） 冉姆斯登目镜（平凸相对）冉姆斯登目镜（平凸相对） 凯尔勒目镜（目镜胶合）凯尔勒目镜（目镜胶合） 补偿目镜（补偿色差，高倍镜使用）补偿目镜（补偿色差，高倍

21、镜使用） 照相目镜（负焦点目镜）照相目镜（负焦点目镜） 平场目镜（增加一块负透镜，平场目镜（增加一块负透镜，p或或plan） 广视野目镜（广视野目镜（W或或WF或或WHF）泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院对于一个戴眼镜的工作者来说，在进行显微对于一个戴眼镜的工作者来说，在进行显微观察时应该戴着眼镜还是应该摘去眼镜呢？观察时应该戴着眼镜还是应该摘去眼镜呢？ 一般说来摘去比较合适。一般说来摘去比较合适。 大多数标准目镜的出瞳高度为大多数标准目镜的出瞳高度为6-12mm，而眼，而眼睛的瞳孔一般距眼镜玻璃片睛的瞳孔一般距眼镜玻璃片12-14mm，再加，再加上镜片的厚度，这就大大地超

22、过了显微镜的上镜片的厚度，这就大大地超过了显微镜的出瞳高度，使得眼睛错过了整个视场。此外，出瞳高度，使得眼睛错过了整个视场。此外，当眼镜尽可能地贴近目镜时，由于眼镜与目当眼镜尽可能地贴近目镜时，由于眼镜与目镜的相互接触和摩擦，就会损伤目镜前透镜镜的相互接触和摩擦，就会损伤目镜前透镜和眼镜镜片。和眼镜镜片。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院三、聚光器三、聚光器 透镜组和孔径光阑装置组成透镜组和孔径光阑装置组成 可调焦可调焦 暗场、偏光、相衬、微分干涉、长工作距暗场、偏光、相衬、微分干涉、长工作距离聚光器离聚光器泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿

23、酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院相衬显微镜相衬显微镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院四、载物台和光源四、载物台和光源1、载物台、载物台2、光源、光源泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1 1、载物台、载物台泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院2、光源光源 人工光源人工光源 自然光源自然光源泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院 自然光源自然光源 人工光源：具有足够的照明亮度和足够的单色人工光源：具有足够的照明亮度和足够的单色光照明亮度；具有足够大的发光表面。光照明亮度；具有

24、足够大的发光表面。 光源是光源是40一一60w的高压白炽钨灯。的高压白炽钨灯。 现在经常用于显微镜的是现在经常用于显微镜的是12v或或6v的低电压的低电压灯泡，这种灯泡具有灯泡，这种灯泡具有1560w或更高的功率。或更高的功率。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院 在使用高倍观察当像的亮度不足的在使用高倍观察当像的亮度不足的情况，应该使用情况，应该使用40w的高压灯泡还的高压灯泡还是是100w的高压灯泡？的高压灯泡？泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院照明方式照明方式 透射式照明透射式照明 落射式照明落射式照明泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院

25、照明方法照明方法临界照明临界照明科勒照明科勒照明泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院临界照明临界照明临界照明是通过乳白灯泡的照明表面或场玻璃屏临界照明是通过乳白灯泡的照明表面或场玻璃屏直接照明物体，照明的光锥可以通过在集光器入直接照明物体，照明的光锥可以通过在集光器入瞳处的孔径光阑而控制，照明区域的大小是通过瞳处的孔径光阑而控制，照明区域的大小是通过视场光阐来调节的。视场光阐来调节的。 缺点：（缺点：（1）物场上光的强度不均匀；）物场上光的强度不均匀； （2）当使用低放大倍数时像的亮度太强。）当使用低放大倍数时像的亮度太强。泰

26、山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院科勒照明科勒照明 把一个弱的正透镜即聚光透镜或一个附加集光器放在把一个弱的正透镜即聚光透镜或一个附加集光器放在照明光源的前面，于是光源的像就被聚焦在集光器照明光源的前面，于是光源的像就被聚焦在集光器的后焦面上（即孔径光阑的平面上），附加集光器的后焦面上（即孔径光阑的平面上），附加集光器表面的像就被聚焦在标本平面上。表面的像就被聚焦在标本平面上。优点优点：（：（1）用在光学上制作的单色场作为光源。限制用在光学上制作的单色场作为光源。限制了在像的形成中不起作用的物场外照明区域，减少了在像的形成中不起作用的物场外照明区域，减少了散射光和闪光，其结果可

27、以形成高反差的像。了散射光和闪光，其结果可以形成高反差的像。（2）它可以使用具有密集灯丝和高亮度的低压小灯泡，）它可以使用具有密集灯丝和高亮度的低压小灯泡，它特别适用于内阻照明。它特别适用于内阻照明。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院滤光片滤光片泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院显微镜的使用与维护显微镜的使用与维护(1)工作间不应该太亮，如果可能的话应该避工作间不应该太亮，如果可能的话应该避免任何直射的阳光，面朝北的房间是最适免任何直射的阳光，面朝北的房间是最适合的。合的。(2)显微镜应避免放在具有腐蚀性挥发气体的显微镜应避免放在具有腐蚀性挥发气体的实验室内

28、，如果在工作间内必须使用冰醋实验室内，如果在工作间内必须使用冰醋酸等具有腐蚀性气体的药品，应该安装上酸等具有腐蚀性气体的药品，应该安装上通风设备。通风设备。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院显微镜的使用与维护显微镜的使用与维护(3)工作间应具有良好的防尘条件，并应经常保工作间应具有良好的防尘条件，并应经常保持清洁。显微镜在使用之后应盖上防尘罩，持清洁。显微镜在使用之后应盖上防尘罩，尽量避免灰尘落入镜台及透镜上，否则会严尽量避免灰尘落入镜台及透镜上，否则会严重地影响显微镜的机械功能和像的质量。重地影响显微镜的机械功能和像的质量。(4)工作间的室温应保持相对稳定，防止较大的工作间

29、的室温应保持相对稳定，防止较大的温度变化；显微镜应有固定的工作间，避免温度变化；显微镜应有固定的工作间，避免经常搬动；如果显微镜从一个热的房间搬到经常搬动；如果显微镜从一个热的房间搬到一个冷的房间，应待透镜上的凝结水蒸发以一个冷的房间，应待透镜上的凝结水蒸发以后方可使用。后方可使用。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院显微镜的维护显微镜的维护微调是显微镜机械装置中较精细而又容易损坏的微调是显微镜机械装置中较精细而又容易损坏的元件，拧到了限位以后，拧不动时决不能强拧。元件，拧到了限位以后，拧不动时决不能强拧。遇到这样情况，应将微调退回遇到这样情况，应将微调退回35圈，重用粗调调圈

30、，重用粗调调焦，待初见物像后，在改用微调。焦，待初见物像后，在改用微调。使用高倍镜观察液体标本时，一定要加盖玻片。使用高倍镜观察液体标本时，一定要加盖玻片。油镜使用后，一定要擦拭干净。油镜使用后，一定要擦拭干净。仪器出了故障，不要勉强使用。否则，可能引起仪器出了故障，不要勉强使用。否则，可能引起更大的故障和不良后果。更大的故障和不良后果。 泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院光学表面的维护光学表面的维护(1)对于光学表面上的灰尘最好用一个干而柔软对于光学表面上的灰尘最好用一个干而柔软的毛刷除去。的毛刷除去。(2)对于光学表面上的指纹汗迹和其他污点，可对于光学表面上的指纹汗迹和其

31、他污点，可以用一块柔软的干布或蘸有二甲苯、汽油的以用一块柔软的干布或蘸有二甲苯、汽油的镜纸擦拭，但不能用二甲苯弄湿透镜或直接镜纸擦拭，但不能用二甲苯弄湿透镜或直接将透镜浸在二甲苯中。将透镜浸在二甲苯中。(3)对于边缘突出的镜头或凹面前透镜，用擦镜对于边缘突出的镜头或凹面前透镜，用擦镜纸或布很难擦到整个透镜表面，这时可以把纸或布很难擦到整个透镜表面，这时可以把棉球缠在火柴杆上并蘸上二甲苯清擦。棉球缠在火柴杆上并蘸上二甲苯清擦。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院光学表面的维护光学表面的维护(4)油浸物镜在使用后应该及时消擦，既油浸物镜在使用后应该及时消擦，既使是使用非树脂性浸油，

32、经过较长时间使是使用非树脂性浸油，经过较长时间它们也会对透镜产生不利影响。应该先它们也会对透镜产生不利影响。应该先用干擦镜纸擦，然后用蘸有二甲苯的擦用干擦镜纸擦，然后用蘸有二甲苯的擦镜纸或柔软的布擦。镜纸或柔软的布擦。(5)在任何情况下决不能把物镜拆卸开来在任何情况下决不能把物镜拆卸开来进行擦洗，这不仅因为物镜筒是作为一进行擦洗，这不仅因为物镜筒是作为一个整体制造的，而且它的内表面膜很软，个整体制造的，而且它的内表面膜很软，很容易损坏。很容易损坏。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院透镜产生的疵病及其原因透镜产生的疵病及其原因 生霉生霉 起雾起雾 脱胶脱胶 膜损伤膜损伤 光学玻

33、璃损伤光学玻璃损伤泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院第三节第三节 生物光学显微镜的种类生物光学显微镜的种类泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院属性属性 光学显微镜：光学显微镜： 单式显微镜：扩大镜、双目解剖镜单式显微镜：扩大镜、双目解剖镜 复式显微镜：研究、实验、教学、旅行用显微镜复式显微镜：研究、实验、教学、旅行用显微镜 特式显微镜：红外、荧光、离心、比较、落射、偏特式显微镜：红外、荧光、离心、比较、落射、偏光、相差、干涉、摄影、读数显微镜光、相差、干涉、摄影、读数显微镜 非光学显微镜：非光学显微镜： 电子

34、显微镜电子显微镜 电视录像显微镜电视录像显微镜 超声波显微镜超声波显微镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院用途用途 生物显微镜：生物显微镜： 普通、研究型、照相、联合观察、相差、暗室普通、研究型、照相、联合观察、相差、暗室野、荧光、投影、倒置、电视录像、微分干涉野、荧光、投影、倒置、电视录像、微分干涉差、激光共聚焦显微镜差、激光共聚焦显微镜 体视显微镜：体视显微镜： 普通体视镜、体视摄影显微镜普通体视镜、体视摄影显微镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院用途用途 偏光显微镜：偏光显微镜： 透射式、反射式偏光显微镜透射式、反射式偏光显微镜 电子显微镜：电子显微镜

35、： 透射式、反射式电子显微镜透射式、反射式电子显微镜 特种显微镜特种显微镜: 显微光度计、扫描显微光度计显微光度计、扫描显微光度计泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院荧光显微镜荧光显微镜特点：光源为紫外特点：光源为紫外线，波长较短，分线，波长较短，分辨力高于普通显微辨力高于普通显微镜；镜；用于观察能激发出用于观察能激发出荧光的结构。荧光的结构。用途：免疫荧光观用途：免疫荧光观察、基因定位、疾察、基因定位、疾病诊断。病诊断。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院采取措施：第一，落在采取措施：第一，落在标本上的光应该尽可能标本上的光应该尽可能多地包含具有一定波长多地包

36、含具有一定波长的激发光，而避免对荧的激发光，而避免对荧光的产生无用的其他波光的产生无用的其他波长的光，这必须使用一长的光，这必须使用一种只允许一定波长和带种只允许一定波长和带宽的光通过的宽的光通过的激发滤片激发滤片，或一个只能发出具有一或一个只能发出具有一定波长和带宽光的定波长和带宽光的单色单色仪仪；第二，对于从标本；第二，对于从标本发出的光，必须使用发出的光，必须使用阻阻断滤片断滤片把没有通过荧光把没有通过荧光效应而改变的激发光过效应而改变的激发光过滤掉，于是只有发射的滤掉，于是只有发射的荧光能够到达眼睛或照荧光能够到达眼睛或照相材料。相材料。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程

37、学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院相差显微镜相差显微镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院倒置显微镜倒置显微镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院体视显微镜体视显微镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院第四节第四节 电子显微镜电子显微镜泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院电子显微镜的发展史电子显微镜的发展史Max Knoll(1897-1969) Ernst Ruska(1906-1988) 电子显微镜的分辨率可以达到纳米级电子显微镜的分辨率可以达到纳米级(

38、10-9nm)。可以用来观察很多在可见光下看不见的物。可以用来观察很多在可见光下看不见的物体体,例如病毒。例如病毒。 1938年，德国工年，德国工程师程师Max Knoll和和Ernst Ruska制造出了制造出了世界上第一台世界上第一台透射电透射电子显微镜子显微镜(TEM)。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院电子显微镜下的蚊子电子显微镜下的蚊子Charles Oatley 1952年，英国工程师年，英国工程师Charles Oatley制造出了第一制造出了第一台台扫描电子显微镜扫描电子显微镜(SEM)。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院 巨噬细胞吞噬细菌的

39、电子显微镜图像巨噬细胞吞噬细菌的电子显微镜图像图1泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院 透射电镜透射电镜 （transmission electron microscope ） 扫描电镜（扫描电镜（scanning electron microscope ） 超高压电镜（超高压电镜（High voltage electronic microscope ）泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院电子光学系统（镜筒）泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院

40、透射电镜简化剖面围透射电镜简化剖面围泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院透射电镜（TEM）透射电镜即透射电子显微镜（透射电镜即透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称，简称TEM），通常称作电子显），通常称作电子显微镜或电镜（微镜或电镜（EM），是使用最为广泛的一类电镜。），是使用最为广泛的一类电镜。泰山学院生物与酿酒工程学院泰

41、山学院生物与酿酒工程学院透射电镜 成像原理 热阴极发射电子热阴极发射电子 经聚光镜聚焦成束经聚光镜聚焦成束 投射到样品投射到样品 ，电子路径发生改变，电子路径发生改变 收集透射电子，形成图象收集透射电子，形成图象泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院电子波长与加速电压的关系电子波长与加速电压的关系泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院根据加速电压的大小分为以下根据加速电压的大小分为以下3种：种：（1）一般）一般TEM。最常用的是。最常用的是100KV电镜。这种电电镜。这种电镜分辨率高（点镜分辨率高（点0.3nm，晶格，晶格0.14nm），但穿透本领小），但穿透本领小

42、，观察样品必须很薄，约为，观察样品必须很薄，约为30100nm，如细胞和组，如细胞和组织的超薄切片、复型膜和负染样品等。织的超薄切片、复型膜和负染样品等。（2）高压）高压TEM。目前常用的是。目前常用的是200KV电镜。这种电镜。这种电镜对样品的穿透本领约为电镜对样品的穿透本领约为100KV电镜的电镜的1.6倍，可以倍，可以在观察较厚样品时获得很好的分辨本领，从而可以对在观察较厚样品时获得很好的分辨本领，从而可以对细胞结构进行三维观察。细胞结构进行三维观察。（3）超高压）超高压TEM。目前已有。目前已有500KV、1000KV和和3000KV的超高压的超高压TEM。这类电镜具有穿透本领强、辐。

43、这类电镜具有穿透本领强、辐射损伤小、可以配备环境样品室及进行各种动态观察射损伤小、可以配备环境样品室及进行各种动态观察等优点，分辨率也已达到或超过等优点，分辨率也已达到或超过100KV电镜的水平。电镜的水平。在超高压电镜上附加充气样品室，使人们可以观察活在超高压电镜上附加充气样品室，使人们可以观察活细胞内的超微结构动态变化。细胞内的超微结构动态变化。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院 现代透射电镜整体包括：电子光学系统、现代透射电镜整体包括：电子光学系统、真空系统、电器系统真空系统、电器系统(高压电源、透镜电源、高压电源、透镜电源、控制电路、微机等电子学线路控制电路、微机等电

44、子学线路)、水冷却循、水冷却循环系统和压缩气流系统。环系统和压缩气流系统。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院提高电子显微镜衬度的方法提高电子显微镜衬度的方法(1)用重金属盐类染色增加散射；用重金属盐类染色增加散射；(2)减小物镜光阑尺寸；减小物镜光阑尺寸；(3)降低电子能量降低电子能量降低加速电压。降低加速电压。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院透射电镜特点 必须制作超薄切片必须制作超薄切片 7.5-15nm 在真空中进行观察，标本不是生活状态。在真空中进行观察，标本不是生活状态。 电子的穿透能力有限。电子的穿透能力有限。 与其他分析方法比较，穿透式电子显微

45、与其他分析方法比较，穿透式电子显微镜分析是一种破坏性分析。镜分析是一种破坏性分析。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院光学显微镜与电子显微镜的区别光学显微镜与电子显微镜的区别项目项目 电子显微镜电子显微镜 光学显微镜光学显微镜 照明光源照明光源 电子束电子束 可见光可见光照明波长照明波长 加速电压加速电压80kV时，波长为时，波长为0.0042nm 其中紫色光波长其中紫色光波长400nm 分辨率分辨率 0.2nm 0.2m（肉眼分辨（肉眼分辨0.2mm）放大倍数放大倍数 100万倍万倍 1000倍倍 成像透镜成像透镜 电磁透镜电磁透镜 玻璃透镜玻璃透镜照明介质照明介质 1.33

46、 x 10-4Pa 以上真空度以上真空度 空气、玻璃、油空气、玻璃、油焦距调整焦距调整 调整物镜电流，改变磁场调整物镜电流，改变磁场 改变物镜与样品之间距改变物镜与样品之间距离离 强度调整焦距强度调整焦距 调焦调焦 样样 品品 50100nm超薄切片超薄切片 厚切片厚切片样品载体样品载体 具有支持膜载网具有支持膜载网 载玻片载玻片 泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院超高压电镜 优点：优点： 可观察厚的切片可观察厚的切片 提高分辨率提高分辨率 减少辐射损伤减少辐射损伤 缺点：缺点： 使标本发生严重变化。使标本发生严重变化。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1与

47、与TEM有关的电子显微术有关的电子显微术（1）超薄切片技术）超薄切片技术。超薄切片技术就是通过固定、脱水、包。超薄切片技术就是通过固定、脱水、包埋、切片和染色等步骤，将生物标本切成薄于埋、切片和染色等步骤，将生物标本切成薄于0.1m的超薄切片的的超薄切片的样品制备技术，用于生物组织的内部超微结构研究。样品制备技术，用于生物组织的内部超微结构研究。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院上图超薄切片机局部下图玻璃刀制作仪泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院超薄切片技术主要包括取材、固定、包埋、切片、染色等步骤。超薄切片技术主要包括取材、固定、包埋、切片、染色等步骤。泰

48、山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院（2）负染色技术。利用电子密度比标本高的重金属盐（如磷钨酸钠、醋酸铀等）将生物标本包围起来，增强背景散射电子的能力以提高反差，在黑暗的背景下显示标本的形态结构，称负染色技术。这一技术操作简便，主要用于颗粒状标本（如细菌、病毒、分离细胞器等）的研究。（3）冷冻蚀刻技术。在快速冷冻下对生物样品进行断裂、蚀刻和复型，制备生物样品复型膜的技术称冷冻蚀刻技术。在电镜下观察复型膜可获得立体感强的超微结构图像，主要用于生物膜结构的研究。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院（4）电镜细胞化学技术。在超微结构水平上，通过电镜细胞化学反应来研究细胞

49、成分的分布和变化的方法称电镜细胞化学技术。这一技术把细胞超微结构与其化学组成有机地结合起来，目前主要用于研究细胞内各种大分子物质和酶的定位等。（5）免疫电镜技术。这是一种使抗原在超微结构水平上定位的技术，应用与抗原相应的标记抗体，在电镜下观察标记物的位置，从而定位相应抗原。这一技术具有灵敏度高、特异性强的特点。（6）电镜放射自显影技术。这是电镜技术与放射自显影技术相结合，观察放射性物质在超微结构水平上的定位和变化，从而了解细胞的各种代谢活动。这一技术使结构与功能的研究结合起来，是一种动态的研究方法。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院扫描电镜 原理：泰山学院生物与酿酒工程学院泰

50、山学院生物与酿酒工程学院扫描电镜（扫描电镜（SEM）扫描电镜即扫描电子显微镜（扫描电镜即扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，简称，简称SEM）。主要用于观察样品的表）。主要用于观察样品的表面形貌、割裂面结构、管腔内表面的结构等。面形貌、割裂面结构、管腔内表面的结构等。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院扫扫描描电电镜镜原原理理 泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院工作原理：利用电子射线轰击样品表面，引起二次电子等信号的发射，经检测装置接收后成像的一类电镜。主要优点：景深长，所获得的图像立体感强，可用来观察生物样品的各种形貌特

51、征。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院依据性能不同主要分为：（1）一般）一般SEM。目前一般扫描电镜采用热发射电子枪。目前一般扫描电镜采用热发射电子枪，分辨率为，分辨率为6nm左右，若采用六硼化镧电子枪，分辨率可提左右，若采用六硼化镧电子枪，分辨率可提高到高到45nm。（2）场发射电子枪）场发射电子枪SEM。由于场发射电子枪具有亮度。由于场发射电子枪具有亮度高、能量分散少，阴极源尺寸小等优点，这种电镜的分辨率高、能量分散少，阴极源尺寸小等优点，这种电镜的分辨率已达到已达到3nm。场发射电子枪。场发射电子枪SEM的另一个优点是可以在低加的另一个优点是可以在低加速电压下进行高分辨

52、率观察，因此可以直接观察绝缘体而不速电压下进行高分辨率观察，因此可以直接观察绝缘体而不发生充、放电现象。发生充、放电现象。（3）生物用）生物用SEM。这种。这种SEM备有冰冻冷热样品台，可备有冰冻冷热样品台，可把含水生物样品迅速冷冻并对冰冻样品进行观察，可以减少把含水生物样品迅速冷冻并对冰冻样品进行观察，可以减少化学处理引起的人为变化，使观察样品更接近于自然状态。化学处理引起的人为变化，使观察样品更接近于自然状态。如要观察内部结构，还可用冷刀把样品进行切开，加温使冰如要观察内部结构，还可用冷刀把样品进行切开，加温使冰升华，并在其上喷镀一层金属再进行观察，所有这些过程都升华，并在其上喷镀一层金属

53、再进行观察，所有这些过程都在在SEM中不破坏真空的状态下进行。中不破坏真空的状态下进行。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院扫描电镜的特点扫描电镜的特点可以观察样品表面的立体结构。可以观察样品表面的立体结构。试样制备相对简单。试样制备相对简单。 用于扫描电镜观察的样用于扫描电镜观察的样品一般需要经过干燥处理，确保在真空中观察品一般需要经过干燥处理，确保在真空中观察不变形。另外，为了防止电子在标本上聚集，不变形。另外，为了防止电子在标本上聚集，需要进行镀膜处理，使样品导电。需要进行镀膜处理，使样品导电。目前扫描电镜的分辨力为目前

54、扫描电镜的分辨力为610nm，扫描电镜，扫描电镜的最大有效放大倍率为的最大有效放大倍率为200000X。20-20万倍之万倍之间连续可调。间连续可调。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院一些电镜图片染色体 染色体 被精子包围的卵子骨髓细胞 SARS AIDS泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院SEMSEM与与TEMTEM的主要区别的主要区别在原理上，在原理上，SEM不是用透射电子成像，不是用透射电子成像，而是用二次电子加背景散射电子成像。而是用二次电子加背景散

55、射电子成像。在仪器构造上，除了光源、真空系统相似在仪器构造上，除了光源、真空系统相似外，检测系统完全不同。外，检测系统完全不同。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院电子显微镜在生物学中的应用 目前，与电子显微镜相适应，产生了很多衍生技术，如负染技术、胶体金免疫标记技术、大分子（核酸）电镜技术、复型和冷冻蚀刻技术、电镜放射自显影技术及电镜酶细胞化学技术等。这就推进了电子显微镜对细胞超微结构和分子结构的研究。电子显微镜在细胞超微结构研究、病毒结构研究、生物大分子结构研究、超微病理学研究等生命科学、生物医学等领域有广泛的应用。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院当代显

56、微镜的发展趋势 采用组合方式，集普通光镜加相差、荧光、暗视野、摄影装置于一体。 自动化与电子化。泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院1982年，研制成功了世界第一台新型的表面分析仪器扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope,以下简称STM）。1986年，发明者宾尼和罗雷尔被授予诺贝尔物理学奖原子力显微镜（Atomic Force Microscope, AFM）横向力显微镜（Lateral Force Microscope, LFM）统称为扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscope, SPM）。扫描隧道显微镜扫描隧道显微

57、镜 (Scanning Tunneling Microscope, STM）泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院扫描隧道显微镜及原理泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院扫描隧道显微镜图片硅表面 纳米算盘由单个原子构成 的“IBM”泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院隧道效应: 当具有电位势差的两个导体之间的距离小到一定程度时，电子将存在一定的几率穿透两导体之间的势垒从一端向另一端跃迁，这种电子跃迁的现象在量子力学中被称为隧道效应，而跃迁形成的电流叫做隧道电流。隧道电流有一种特殊的性质，既对两导体之间的距离非常敏感，如果把距离减少0.1纳米，隧道电流就会增大一个数量级。 STM的工作原理的工作原理泰山学院生物与酿酒工程学院泰山学院生物与酿酒工程学院扫描隧道显微镜工作工作过程扫描隧道显微镜工作工作过程 我们可以把扫描隧道显微镜的工作过程总结为：利用探针针尖扫描样品，通过隧道电流获取信息，经计