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奧林巴斯微分干涉顯微鏡和相差顯微鏡的區別
發布時間:2021-04-23 14:53:57 | 瀏覽次數:

奧林巴斯微分干涉顯微鏡和相差顯微鏡的區別

相差和微分干涉對比(DIC)顯微鏡是互補技術,能夠產生透明生物相的高對比度圖像,這些圖像通常不會影響穿過樣品的可見光波的振幅。由于相位差是人眼無法察覺的,并且在明場照明下不容易觀察到,因此必須適當修改通過顯微鏡的光路以產生令人滿意的相樣品圖像。許多流行的對比增強技術都依賴于相樣本的能力來改變橫穿生物材料的波與穿過周圍介質的波之間的光程差。

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也許微分干涉對比度和相差顯微鏡之間*根本的區別在于互補技術形成圖像的光學基礎。相位對比產生的圖像強度值作為樣本光程長度大小的函數,非常密集的區域(具有大的路徑長度的區域)比背景更暗。或者,當疊加在中等灰度背景上時,具有相對較低厚度或低于周圍介質的折射率的樣本特征變得更輕。

微分干涉對比的情況非常明顯,其中光路長度梯度(實際上是波前剪切方向的變化率)主要是將對比度引入樣本圖像的原因。路徑長度的陡峭梯度會產生出色的對比度,并且圖像會顯示DIC技術特有的偽三維浮雕陰影。具有非常淺的光路斜率的區域(例如在延伸的平坦樣品中觀察到的區域)產生不顯著的對比度,并且經常以與背景相同的強度級出現在圖像中。

除了造影機制的差異之外,DIC和相襯圖像在許多其他特征方面有所不同。圖1所示為幾種數字圖像,比較DIC中捕獲的樣本和相差。圖1(a)顯示了人頰黏膜上皮(頰)細胞,顯示上表面的細胞核,細胞質內含物和許多細菌,并用微分干涉對比成像。圖1(b)說明了具有相位差照明的相同視場。相襯圖像在細胞周邊和細胞核周圍具有明顯的暈圈,這在微分干涉對比度圖像中不存在。光學切片DIC顯微鏡檢查(未示出)揭示細菌存在(幾乎完全)存在于浸泡在周圍介質中的膜表面上,而不是躺在細胞下側。這一事實不能通過相位對比來明確確定。

在圖1(c)中,用差分干涉對比成像的厚的鼠腎組織部分揭示了封閉在小管內的一束細胞。相同區域的相位對比圖像(圖1(d))混亂并受到聚焦平面外相位暈的干擾。然而,幾個細胞核在相襯圖像中看起來是可見的,這在DIC中是不可區分的。Obelia的放大倍率相對較高圖1(e)和1(f)分別示出了DIC中的息肉狀莖狀莖周圍和相襯。在DIC中(圖1(e)),環形結構呈半球形,內部射線從桿徑向發出。此外,在莖結構內可見粒狀顆粒,但解剖細節大部分未定義。相位差圖像(圖1(f))被環形環周圍和桿內的光暈混淆。

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微分干涉對比相位對比的主要優點是能夠在完全數值孔徑下使用儀器,而沒有相位板或聚光器環的遮蔽效應,這嚴重限制了聚光器和物鏡孔的尺寸。主要優點是提高了軸向分辨率,尤其是DIC顯微鏡在大光圈尺寸下能夠產生出色的高分辨率圖像。圖2所示為采用微分干涉對比(圖2(a))和相襯(圖2(b))顯微鏡的物鏡后孔徑的Bertrand透鏡采集的數字圖像。在這兩種情況下,目標是具有0.75的數值孔徑的40x螢石,并且聚光器孔徑光闌打開到*大直徑尺寸。

定向效果

相差不存在微分干涉對比中固有的顯著方位角效應,其表現為分束Nomarski(或改進的Wollaston)棱鏡相對于顯微鏡光軸和偏振器的不對稱取向。由于相差顯微鏡聚光鏡(圖2(b))中的環形相位板在360度旋轉對稱并從各個角度均勻照射樣品,因此不會出現取向效應。結果,相位對比度圖像與方向無關,并且不受旋轉依賴性對比效應的影響。對于以微分干涉對比度成像的許多樣品,為了獲得*大對比度(平行于或垂直于剪切軸)的先決條件取向限制了樣品旋轉的自由度,

微分干涉對比度中的方位對比效應可以通過為顯微鏡配備360度旋轉圓形樣品臺而獲益。*初設計用于偏振光顯微鏡觀察,圓形平臺使操作員能夠相對于棱鏡剪切軸旋轉樣本,以便*大化或*小化所選樣本特征的對比度效果。在DIC顯微鏡中的對比度達到了沿剪切方向延伸的線性相樣品的*小水平,但是可以通過將該臺旋轉幾度顯著變化。非線性標本,如細胞,組織切片,顆粒和無定形聚合物,在DIC中不顯示明顯的方位角效應,并且通常可以令人滿意地以各種方向成像。

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圖3中顯示了兩個線性標本,其具有在相襯和DIC中成像的顯著量的周期性和不對稱性。在這兩種情況下,從DIC獲得的圖像中的對比度很大程度上取決于樣本相對于顯微鏡剪切軸的方向,而相位對比度圖像特征與圍繞顯微鏡光軸的樣本旋轉無關。圖3(a)和3(b)中的圖像是在DIC中從安裝的雙側對稱伸長的羽狀硅藻體的樣品中獲得的。當硅藻的長軸與Nomarski棱鏡剪切軸平行排列時(圖3(a)),可以容易地觀察到硅藻的脊和孔。圖3(a)右上角的白色箭頭表示圖3所示的DIC圖像的Nomarski棱鏡剪切軸。將硅藻旋轉90度(垂直于剪切軸)減少了平截球體圖像的對比度并且遮蔽了顯微結構中存在的重要細節。例如,在圖3(b)中,在圖3(a)中在硅藻殼的邊緣和中心處容易觀察到的縱向脊不存在。當使用相差光學系統(圖3(c))成像時,同一標本中不存在方位角效應,不管樣本的方向如何,它都顯示出相似的對比度。請注意,圖3(c)中的圖像對比度更類似于圖3(b)中DIC圖像所顯示的對比度,而非圖3(a)中呈現的高對比度圖像。在這種情況下,

DIC中存在的方位效應的第二個例子,但缺乏相位差,如圖3(d)至3(f)所示。該標本是一個半透明的ctenoid魚鱗,其含有嚴重缺乏對比度的菱形包裹體,并且在疊加在鱗片的條紋體刺上時很難區分。當DIC顯微鏡(圖3(d))中,當軀干棘突定向為平行于剪切軸的體刺時,透明矩形內含物變得可見并且掩蓋身體棘。旋轉顯微鏡載物臺90度降低了夾雜物的對比度,并且條紋刺變得清晰可見(圖3(e))。在相襯(圖3(f))中,夾雜物伴隨著暈圈以及條紋刺,

微分干涉對比中的圖像對比度和樣本定向之間的相關性通常可用于擴展線形樣本的研究。例如,硅藻殼和類似標本中的高度有序結構可能重疊,導致在相差和類似對比度增強技術中觀察到的圖像混淆。通過在多個方位捕捉圖像,DIC顯微鏡往往能夠更清楚地了解許多延伸的線形標本中存在的復雜形態。另外,當光學切片方法與方位特定成像耦合時,差分干涉對比顯微鏡常常可以揭示使用替代技術難以或不可能區分的特征。

光暈和陰影偽影

鹵素陰離困擾相差光學系統的偽影在微分干涉對比度圖像中很大程度上不存在。在正相位對比中,具有比周圍介質更高折射率的標本特征被明亮的邊緣(光暈)環繞,這往往掩蓋了邊緣細節。盡管通過對目標相位板設計進行構型修改,可以將暈圈抑制到一定程度,但它們不能完全消除。在一些情況下,差分干涉對比度圖像沿著具有非常陡峭的光學梯度的邊緣受到過度亮度的影響,但是這種效果通常在偏差延遲值太低時發生,并且可以通過適當調整Nomarski棱鏡(或deSénarmont補償偏振器)的位置。

相位差的光暈的存在和嚴重程度部分取決于樣品和周圍介質之間的折射率差異。通常,相差標本包含各種各樣的結構,這些結構顯示出大幅波動的折射率,這些結構一起產生復雜的圖像。具有比周圍介質更低的折射率的區域表現出暗光暈,而不是圍繞更高折射率特征可以觀察到的明亮光暈。由于相差顯微鏡光學系統的配置參數而出現暈圈。由于衍射波前的球形性質,樣品偏離的一小部分入射光通過物鏡相位板。較小的標本特征引起較大的衍射角度,

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圖4顯示了相對于DIC圖像相對于光暈偽影的比較,其中三個通常成像的透明樣品。當在中等和高放大倍數下以正相位對比成像時,人類紅細胞(紅血細胞)在盤形細胞周圍呈現**的暈圈(圖4(a))。請注意,由于該區域的光路長度減少,紅血球盤的中心部分比外圍更輕。當在差分干涉對比中檢查相同的視場時(圖4(b)),細胞周圍的暈圈偽影不存在,但是圖像獲得沿Nomarski棱鏡剪切軸(從西北到東南)取向的陰影投影外觀,

經常觀察到在單層培養中生長的活細胞,并使用相差和微分干涉對比顯微鏡進行成像。在玻璃蓋玻片上培養的幾個貼壁HeLa細胞在圖4(c)中用相差光學器件說明。光暈偽影環繞著細胞膜的外圍,并且在細胞內的一些較大的細胞器上也是明顯的。雖然許多細胞內部細節以高分辨率出現在圖像中,但細胞內合約的信息被相鄰細胞膜之間出現的亮(暈)區抑制。當用微分干涉對比度成像時,在相同視場(圖4(d))中沒有暈圈偽影是明顯的。細胞的內部細節在DIC中不太明顯,但細胞膜的周邊比相襯更清楚地成像。事實上,DIC圖像中相鄰細胞的緊密鄰近非常明顯,這使得該技術更精確地研究細胞間事件,如接觸抑制。

絲狀綠藻類Zygnema的成員呈現出由重復的單個細胞單位組成的拉長的線性結構。在相襯(圖4(e))中,絲狀Zygnema樣品在棒狀藻類細絲外部顯示出明顯的暈圈,但也包含暈圈偽影遮掩的大量內部細節。雙對稱U形重復的內部細胞結構(圖4(e))產生大的暈圈,其顯著降低對比度并掩蓋較小的特征。微分干涉對比消除了Zygnema的相位對比圖像中出現的光暈偽影(圖4(f)),并且顯示出在細絲中心存在的更多內部細節。然而,為了獲得有關Zygnema絲狀結構的*確切的結論,兩種成像技術應該聯合使用(如上述許多樣品的情況)。

如上所述,具有比周圍介質更高的折射率的樣本特征在周邊周圍顯示明亮的暈圈,并且當用正相位對比度光學系統成像時呈現更暗的中心部分。當觀察到具有比介質更低的折射率的特征時(暗光暈和光內部區域),會出現相反的效果。光暈效應隨樣品特征的大小而變化,并且嚴重依賴于樣品與周圍介質之間的折射率差異。折射率差異越大,會產生更明顯的光暈效應,這也取決于儀器參數,如相位板尺寸和中性密度以及客觀放大倍數。此外,

DIC顯微鏡的情況完全不同,其中大的折射率差異和樣品特征尺寸不影響圖像質量。實際上,樣品與其周圍介質之間的明顯折射率差異通常是非常需要的,并且通常在差分干涉對比中導致出色的圖像。特征尺寸通常在DIC顯微鏡中不存在問題。通常可以與微分干涉對比度光學系統同時(并排)對尺寸和折射率波動較大的樣本進行成像,以產生具有優異對比度的結構,這使得甚至可以觀察和識別微小的細節。

相比DIC顯微鏡,光暈偽影和圖像對比度也受到樣品光學厚度的影響,其相差大得多。在較大的光程差(高達半個波長)時,可能會產生模糊的相襯圖像,因為樣本中*厚的特征常常顯示與*薄特征非常接近或相同的對比度級別。這是由光路長度(試樣厚度和折射率),對比度和相角之間的復雜關系引起的。一般而言,理想的相差標本在光程差中不應具有*過十分之一波長的特征。DIC顯微鏡也需要薄樣本,但該技術能夠生成合適的圖像,樣品的厚度值(和光程長度)要比相差較大。然而,非常厚的樣本會對客觀和聚光棱鏡之間的干涉平面重疊產生負面影響,從而降低DIC圖像的質量和對比度。

在均勻光路長度的扁平,延伸樣本中,通常在相差顯微鏡中觀察到稱為遮光的偽影陰影表現為樣本的中心部分顯示對比度逐漸降低,直到強度接近周圍媒介的強度。在極端情況下,由于其暈圈的存在,擴展標本只能在相位對比下看到。在DIC中,圖像強度的變化僅在光程差顯著變化時才會發生,并且擴展標本的邊界通常是這種技術可以識別的唯一特征。

景深和光學切片

因為相位對比圖像在樣本光路長度在大范圍內波動時可能變得模糊(甚至經歷對比度的逆轉),所以該技術應該限于具有十分之一波長或更小的路徑差的樣本,如前所述。換句話說,厚的標本或具有楔形結構的標本通常不適合用相差顯微鏡進行定量研究。薄的標本也傾向于在差分干涉對比中產生出色的圖像,但是使用光學切片技術也可以在較寬的孔徑處拍攝較厚的標本(具有十分之一波長和全波長之間的光程差)。

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相位對比度中的照明孔徑由冷凝器環形的大小固定,并且不能改變以實現增加或減小的景深。這種限制妨礙了觀察含有明顯暈環偽影的樣本,這些樣本有時會遮蔽聚焦樣本的特征,這是由于起源于源自目標焦平面外的過量光的重疊細節造成的。當試圖對相差太大的樣品進行成像時,經常出現這樣的問題。然而,如前所述,微分干涉對比顯微鏡(在寬聚光器孔徑處)的光學切片能力使得能夠用相對厚的樣本獲得優異的圖像。

差分干涉對比中厚試樣的大孔徑光學部分的優點如圖5所示,并與相位對比成像的相同視場相比較。圖5(b)示出了來自Obelia水獺的生殖息肉的美杜莎芽,其在DIC中以高放大倍數成像,其中聚光鏡虹膜光圈開口設定為物鏡孔徑大小的大約95%。由此產生的薄的光學部分顯示了美杜莎特征的清晰聚焦的圖像細節,這些細節僅被源自焦平面的光線*小化地遮蔽。當相位對比檢查相同的視場時(圖5(a)),由于光學系統的光圈受限制,美杜莎圖像被暈圈模糊并且展現出降低的分辨率。

圖5(c)至5(f)中提供了類似的情況。圖5(c)描繪了來自北美*常見的蝴蝶之一的帝王蝶(Danaus plexippus)的重疊翼鱗在圖5(c)中,單個尺度在圖元(c)中是無法區分的,因為光暈偽影和不在焦點平面上的模糊特征。一般來說,圖像被大量的偽影混淆,使得標本特征難以辨認。在微分干涉對比(圖5(d))中對相同樣本進行成像可以消除許多遠離焦平面的干擾偽影,并且清晰地描繪單個翼標中的表面特征。同樣,在一個犬絳蟲腹部的雞蛋包(Dipylidium caninum)顯示在DIC中成像時圍繞單個蛋的銳邊(圖5(f))。然而,集中的雞蛋在相位對比中缺乏**的結構(圖5(e)),主要是由于其他雞蛋發出的暈圈遠離焦平面。

在大的聚光器孔徑尺寸和高數值孔徑下微分干涉對比度的光學切片能力對于在厚相樣品中成像單焦平面是至關重要的。來自位于直接焦平面之外的特征的細節和雜散光不會以與相位對比圖像相同的方式妥協DIC圖像,相位對比圖像通常被暈圈偽影復雜化。結果,即使當大的景深由于重疊的細節而導致在相差顯微術中不可能識別相位結構時,也可以采用微分干涉對比度以在有些不利的條件下(非常厚的樣品)獲得優異的圖像。

雙折射標本

與DIC相比的優點是能夠成功地對二向色和雙折射標本進行成像。由于微分干涉對比度光學系統依賴于偏振光來建立波前場的取向,因此雙折射或二向色樣品對普通和非常規波的差別吸收導致混淆的圖像。相差不需要使用偏振光,并且沒有雙折射標本產生的光學干擾。

微分干涉對比顯微鏡中涉及雙折射偽影的主要問題之一是塑性組織培養容器的廣泛使用。模制聚合物容器結構固有的應力會產生過度的雙折射,使光線去偏振并混淆DIC圖像的解釋。因此,在這些容器中生長的活細胞不能用微分干涉對比令人滿意地成像,而是通常用相差或霍夫曼調制對比度光學系統觀察和拍攝。

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典型的由DIC成像雙折射標本產生的偽影如圖6所示,以及相位對比度相同的視場圖像。淀粉儲存顆粒(出現小球)從四重馬鈴薯薄片(馬鈴薯(Solanum tuberosum))組織,也說明了具有周皮,皮質和減少的維管組織的成熟塊莖的一部分,如圖6(a)和6(b)所示。由于馬鈴薯淀粉顆粒中的碳水化合物顯示出有序的層狀分子結構,因此部分顆粒(以及在某些情況下為整個顆粒本身)具有雙折射性并吸收離開冷凝器Nomarski棱鏡并穿過樣品的偏振波前。結果,在DIC顯微鏡下觀察到的馬鈴薯淀粉顆粒顯示干涉色和具有球形對稱性的雙折射各向異性試樣的典型馬耳他十字型(源自交叉偏光片)(圖6(b))。DIC中的雙折射假象掩蓋了淀粉顆粒的大部分內部結構,

圖6(c)所示的是單根人造絲纖維的相襯圖像,顯示了存在于聚合物表面和內部的凹痕形態。人造絲由纖維素,棉短絨或木屑通過用氫氧化鈉和二硫化碳處理散裝材料,然后將得到的粘稠溶液通過噴絲頭制成。在這個過程中生產的纖維具有長程有序性,并且通常具有非常高的雙折射性。人造絲纖維的DIC檢查(圖6(d))證實了雙折射特性,該特性表現在圖像中存在的牛頓干涉色中。這些顏色雖然美觀,但會模糊標本的細節,并降低DIC用于此類成像材料的實用性。圖6(b)和6(d)中所示的雙折射圖像使用相對較薄(5-20微米)的低放大率(20x)樣本進行記錄,這些樣本在整個視場中保持清晰的焦點。當使用DIC對較厚的雙折射標本進行成像時,源自遠離焦點的平面的干涉顏色傾向于將樣本細節模糊得更大。因此,隨著樣品厚度的增加(對于雙折射樣品),在DIC中產生的結果圖像傾向于失去對比度并且質量迅速惡化。源自遠離焦點的平面的干涉顏色傾向于將樣本細節模糊得更大。因此,隨著樣品厚度的增加(對于雙折射樣品),在DIC中產生的結果圖像傾向于失去對比度并且質量迅速惡化。源自遠離焦點的平面的干涉顏色傾向于將樣本細節模糊得更大。因此,隨著樣品厚度的增加(對于雙折射樣品),在DIC中產生的結果圖像傾向于失去對比度并且質量迅速惡化。

通過比較圖6(e)和6(f),使用微分干涉對比顯微術觀察與塑料組織培養容器中生長的細胞相關的問題是顯而易見的。幾個印度Muntjac(麂屬muntjak)單層培養中的鹿皮膚成纖維細胞在圖6(e)中示出,其使用倒置組織培養顯微鏡上的相位對比的長工作距離物鏡和冷凝器組合成像。將細胞在具有約1.2毫米的上下壁厚度(聚苯乙烯的組合厚度為2.4毫米)的模制聚苯乙烯容器中生長。即使相位對比物具有設計用于通過厚玻璃或塑料進行觀察的校正環,與在薄(170微米)蓋玻片上成像的細胞相比,圖像質量受損(比較圖6(e)至圖4(c) )。然而,大部分細胞內部細節仍然可見,包括細胞核,核仁,空泡和許多較小的顆粒。

在微分干涉對比中,由于雙折射聚苯乙烯容器的吸收和干涉效應,圖6(e)中所示的培養的印度Muntjac成纖維細胞失去了顯著量的對比(圖6(f))。因為容器壁相對較厚,所以應變雙折射在組織培養容器的上壁中的普通和異常波前在穿過細胞之前去極化,并且在離開細胞并穿過下壁之后再次去極化。結果是對比度下降非常嚴重,只有當冷凝器隔膜幾乎完全閉合時才可以成像細胞(類似于使用透明標本的明場技術)。在這些條件下,除了低對比度之外,圖像還顯示許多衍射偽影,

如上所述,利用微分干涉對比顯微術檢查雙折射標本中的主要誤差來源于使用偏振光的必要性。在雙折射標本中,偏振正交(普通和非常規)波前被吸收到不同程度,這取決于它們相對于標本內各向異性分子的取向。因此,當正交波前在目標Nomarski棱鏡中重新組合并通過分析儀時,它們會干擾不同的強度。因此,*終圖像不僅是兩個波前(通常是DIC中的關鍵因素)所經歷的光程差的函數,而且還是由樣本引起的兩個光束的差分振幅。對圖像的影響類似于顯微鏡配置,其中偏振器和分析儀的透射軸不完全垂直(實際上,略微未交叉)。由于相位差不依賴于偏振光,因此該技術大部分沒有由雙折射標本引起的偽影。

染色標本

在相差顯微鏡下,由于吸收可見波長的目標相位板,輕微染色的幅度樣本(不一定是雙折射的但可能保留相當大的相位梯度特征)經歷減弱的強度。然而,當存在大量的光程梯度并且兩個極化波陣面被同等吸收時,這些樣本經常可以在微分干涉對比中產生令人滿意的結果。事實上,細胞內細胞器(例如,完整的細胞核和中期染色體)的選擇性染色可以與DIC顯微鏡成像耦合,以便增強細胞固定時發生的標本細節和分離事件。

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圖7中示出了用常見生物(可見光吸收)發色團染色并用相差和DIC顯微鏡成像的樣品的幾個實例。圖7(a)給出了在微分干涉對比中觀察到的人體脂肪染色脂肪組織的薄切片,圖7(b)給出了相位對比相同的視場。相襯圖像令人困惑,并且缺乏精細細節的分辨率,主要是因為光暈偽影掩蓋了生物染色的優點。相位對比顯然不適合從該樣本中檢索任何重要信息。另一方面,相同樣本的相應DIC圖像(圖7(a))使陰影投影偽三維浮雕中的脂肪球呈現,這使得它們與圖像中的其他特征相區別。

使用圖7(c)中的DIC顯微鏡觀察到相同的效果,其中在高對比度下可觀察到青蛙睪丸薄切片內差異染色的減數分裂核和染色體。該圖像受益于巧妙應用多種染色劑,這有助于將遺傳物質與其他細胞內成分進行色譜分離。實際上,當在DIC中成像時,樣品產生比在明視場照明的目標觀察模式中更明顯的信息。相位對比中的相同視場(圖7(d))被密集染色的細胞內成分周圍的暈圈混淆,在這種成像模式下這更難以區分。對于圖7(e)和7(f)中呈現的哺乳動物牙齒薄切片存在類似情況。在DIC中,(圖7(e)),而不是*佳的光程差耦合到過度掩蓋這些結構的相位對比(圖7(f))。圖7中的例子提供了強有力的證據,即使相同樣品難以在相襯中成像,微分干涉對比也是觀察輕染樣品的合適技術。

結論

DIC和相差顯微鏡之間*明顯的區別是由微分干涉對比光學系統形成的偽三維陰影投影圖像。標本圖像呈現的方式讓人聯想到多年來在電子顯微鏡中使用的陰影技術,這些技術可提供有關標本地形特性的信息。然而,在DIC中,圖像中明顯的山丘和山谷絕不能被誤認為標本中實際地形剖面的標志,因此應始終謹慎解讀。相位對比不會產生具有明顯三維特征的圖像。

表1總結了相差和微分干涉差異顯微鏡之間的許多相似性和差異,包括圖像亮度,分辨率,相移限制,偽影,樣品特性和成本等。總之,相位對比度和DIC的圖像亮度都比普通的明視場觀察少得多(只有百分之幾),但是這些對比度增強技術能夠提供更高度定義的圖像。對于DIC顯微鏡來說,照明比相襯更重要,特別是在高倍率下使用低透射率偏振片時。為了令人滿意的成像,通常需要100瓦的鹵鎢燈或水銀弧放電燈,而相差顯微鏡則可以充分發揮50瓦白熾燈的功效。橫向(xy)和軸向(z)的分辨率顯著地*過了相位對比度,即使在兩種情況下相移檢測極限相似,但在兩個維度中都表現出適度或較差的分辨率。

相位對比度和DIC顯微鏡的特性
特性 相位對比 DIC
圖像亮度
(明視野= 100%)
1.3% 0.36 - 2.3%
Epi-Fluorescence Light Loss 
(明場= 0%)
28% 73%
橫向解決方案 冷凝器
環空
限制
**
軸向分辨率
(深度辨別)
較差的 **
照明孔徑
目標NA的10%
變量
相移
檢測限制
<λ/ 100 <λ/ 100
高相位轉換的效用 沒有用 有用
方位效應 沒有
暈和陰影 沒有
染色標本 沒有用 有用
雙折射標本 有用 沒有用
雙折射標本
容器
沒有
明場圖像
惡化
輕微 沒有
成本 中等
表格1

使用光學切片技術可以在微分干涉對比度下容易地成像具有大光程差的厚相位樣本,但是由于光暈偽影常常難以用相位對比成像。其他因素,例如方位效應和在DIC中對染色標本進行成像的能力,有助于抵消這兩種技術。相位對比對組織培養實驗室的常規觀察來說非常有用,其中塑料培養皿中的活細胞成像是日常活動。或者,高分辨率信息*好使用微分干涉對比方法(通常耦合到時間推移視頻)進行活細胞成像。一般來說,DIC需要更多的技術技能來配置和操作,包括復雜的對齊過程,樣品焦點的連續操作,孔徑光闌光闌調整,樣本定位和目標Nomarski棱鏡的橫向位移以實現*佳對比度。相差顯微鏡比較容易對準和操作,并且可以由相對缺乏經驗的顯微鏡專家相當有效地利用。

相差在通用性方面限于使對比度差的透明相樣品成像。相反,DIC顯微鏡可用于染色和未染色的標本,但遇到雙折射特征時出現偽影。通過平移DIC中的目標棱鏡(或deSénarmont補償器)可以更好地控制樣本對比度,DIC可以在很寬的位置范圍內調整目標棱鏡(或deSénarmont補償器),以實現不同程度的灰度干涉顏色,或在較大路徑上實現多色光學染色效果差異。此外,還可以在DIC中調節聚光器孔徑光闌,以改變樣品的對比度和分辨率。相襯僅限于冷凝器環形隔膜和物鏡中的物鏡相位板所提供的對比度。

在許多實驗室*重要的考慮因素中,比較DIC和相位差時,是附件組件的成本。由于DIC需要幾個昂貴的雙折射Nomarski棱鏡和無應變光學元件(物鏡和聚光鏡),因此儀器比相差元件昂貴得多。在許多情況下,特別是當顯微攝影和/或數字成像不是主要考慮因素時,相襯通常會用于實驗室的目的。然而,當必須從活細胞和組織或類似的脆弱透明相樣品獲得高分辨率圖像時,差異干涉對比是選擇的技術。

一般來說,相襯和微分干涉對比顯微鏡應該被認為是互補(而不是競爭)技術,并且一起用來充分研究樣品的光學性質,動力學和形態。具有較低中性密度的相位板的現代相襯物鏡的引入使得顯微鏡專家能夠在許多情況下針對明場,熒光,相襯和DIC成像利用單組物鏡。


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