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顯微鏡的出現(xiàn)開(kāi)啟了微觀世界的一扇窗，透過(guò)這扇微妙的小窗，我們才知窗外還有個(gè)如此廣袤的世界：大腸桿菌們小手拉大手積極地游走在污染的水質(zhì)之中；一個(gè)小小的細(xì)胞原來(lái)也是個(gè)精密調(diào)控的帝國(guó)，藍(lán)色的圓鼓鼓的核，綠色的云扇一樣的骨架，自發(fā)熒光的一顆顆葉綠體，喜歡把自己卷成梭子的線粒體，讓這個(gè)帝國(guó)充滿(mǎn)了勃勃生機(jī)；然而，基因的損傷或者病毒的掠奪往往讓一個(gè)正常的細(xì)胞迷失了自己，它不受控制地復(fù)制自己，排擠曾經(jīng)志同道合的伙伴，將所有的營(yíng)養(yǎng)成分據(jù)為已有，病理切片下，顯微鏡足以彰顯它的罪惡。然而，這只是這個(gè)微觀世界的冰山一角，還有很多秘密等著我們?nèi)ヌ剿鳌?/span>

20X物鏡下BPAEC細(xì)胞

孔夫子有言，工欲善其事，必先利其器。若想用好顯微鏡這個(gè)利器，讓我們先看看點(diǎn)亮這一利器的“原力”——顯微鏡的光源。

太陽(yáng)是個(gè)光源，小燈泡也是個(gè)光源，就連草地上的蠢蠢螢火小蟲(chóng)也可以算是個(gè)光源。那么，不同光源之間有什么區(qū)別，顯微鏡的光源又有哪些特殊之處呢？

雨過(guò)天晴之后，美麗的彩虹會(huì)懸在半空，赤橙黃綠青藍(lán)紫，色彩紛呈。之所以會(huì)形成彩虹，主要是由于半空中圓鼓鼓的雨滴對(duì)入射的光線發(fā)生了折射和反射，使得組成白光的不同波段的單色光分散開(kāi)來(lái)，所以我們可以看到不同色彩的光。通常，小雨滴越大，所形成的彩虹就越鮮亮飽滿(mǎn)。入射的光是一條白色的光線，經(jīng)過(guò)小雨滴的分光，色彩就絢麗起來(lái)。

在光學(xué)上，人們把白光定義為復(fù)合光。通常我們見(jiàn)到的光大多是復(fù)合光，比如太陽(yáng)公公發(fā)出的光，鹵素?zé)舻墓猓谉霟舻墓狻Ｈ鐖D二所示，人們?nèi)庋劭梢?jiàn)的光位于400~780nm之間，赤橙黃綠青藍(lán)紫七兄弟在這個(gè)波段分屬不同的地盤(pán)。紫光之外，是紫外，再往下是X射線，γ射線等；紅光之外是紅外，再往上是微波，無(wú)線電波等。

圖片來(lái)自百度文庫(kù)

不同光源之間的差異，除了其內(nèi)在復(fù)雜而迥異的發(fā)光原理之外，在表型上，則是組成其單色光的強(qiáng)度和頻率的差異。顯微鏡的鹵素?zé)艄庾V在紫外、可見(jiàn)光以及近紅外區(qū)域均有分布，光譜特征是在短波段較弱，長(zhǎng)波段較強(qiáng)。目前鹵素?zé)艄庠创笥斜籐ED取代的趨勢(shì)。LED燈又稱(chēng)之為發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)半導(dǎo)體器件。鹵素?zé)羰菍㈦娔苻D(zhuǎn)化為熱能，由熱能進(jìn)而生成光能，LED就克服了這種限制，可由電能直接轉(zhuǎn)化為光能，所以更為節(jié)能。

傳統(tǒng)的熒光光源大多是高壓汞燈，汞燈工作時(shí)需要其內(nèi)部的汞全部蒸汽化之后才能穩(wěn)定，汞燈作為激發(fā)光源，可以輻射400~700nm的光譜，此外還輻射較強(qiáng)的340nm的長(zhǎng)波紫外線。但汞燈的壽命一般較短，數(shù)百小時(shí)左右，之后整體光強(qiáng)會(huì)有所減弱。為了避免頻繁的更換，后來(lái)又推出了以光纖導(dǎo)入為主的金屬短弧燈，發(fā)光原理與汞燈類(lèi)似，但是使用壽命是汞燈的10倍。

汞燈和金屬短弧燈均屬于氣體放電光源，目前一些LED光源也開(kāi)始逐步占領(lǐng)熒光光源市場(chǎng)。例如Lumencor公司的MIRA，SOLA，SPECTRA X等，下圖是SOLA SE與SE FISH的波譜圖，在常用生物熒光染料的激發(fā)波譜區(qū)段均有比較強(qiáng)的熒光輸出。

LumencorLED熒光光源使用壽命可以*過(guò)20000個(gè)小時(shí)，操作簡(jiǎn)單，不像汞燈有開(kāi)關(guān)時(shí)間的限制，無(wú)需預(yù)熱，清潔環(huán)保。

接下來(lái)我們看一下在高端成像產(chǎn)品中嶄露頭角的單色光——激光。激光是利用激發(fā)態(tài)粒子在受激輻射作用下發(fā)光的電光源，是一種相干光源。激光的單色性好，顏色很純，光的亮度也很強(qiáng)。那么，這些特點(diǎn)使其在成像方面具有哪些**的優(yōu)勢(shì)呢？

普通光學(xué)顯微鏡是利用可見(jiàn)光對(duì)全視野進(jìn)行照明，即場(chǎng)光源，也就是說(shuō)它只能對(duì)標(biāo)本局部厚度作平面成像，這樣就要求標(biāo)本要薄，一般是幾微米的厚度，而且標(biāo)本上任何一點(diǎn)的圖像都會(huì)受到鄰近點(diǎn)的衍射光和散色光的影響，所以圖像的對(duì)比度和分辨率會(huì)受到影響。而如果以單色激光作為光源，并用顯微鏡附設(shè)的小孔光闌——針孔使光源成為點(diǎn)光源，與場(chǎng)光源相比，點(diǎn)光源的光源方向性強(qiáng)、發(fā)散小、亮度高，可對(duì)標(biāo)本進(jìn)行左右、上下的掃描來(lái)獲得厚標(biāo)本不同層面的圖像，可達(dá)數(shù)百微米。像尼康的激光共聚焦顯微鏡通常會(huì)配備四種常見(jiàn)的激光器405nm，488nm，561nm，和640nm，當(dāng)然也有其他波段的激光器可以選配。

從明場(chǎng)光到熒光，從復(fù)合光到單色光，科技引領(lǐng)進(jìn)步。與此同時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)我們對(duì)這一“原力”——光，知道的越多，才會(huì)發(fā)現(xiàn)自己知道的其實(shí)很少。