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宽场显微镜成像原理(显微镜三种成像模式)

宽场显微镜成像原理(显微镜三种成像模式)

更新时间:2024-01-31 09:13:32

宽场显微镜成像原理

如下图所示为宽场显微镜光路图。

由光源发出的激励光首先经过一个激励光滤波片(Filter),这个滤波片仅允许荧光体所需波长部分的激励光光通过,除去其他波段的杂波。经过输入滤波片后的激励光由二向色镜(Dichroic Mirror)反射进入物镜后聚焦于样本处。当激励光照射到样本后,荧光体会产生波长更长的荧光信号。一部分进入物镜的荧光信号会穿过二向色镜,再经过一个滤光片后,滤除含有的激励光杂波,将经过滤波后的荧光信号输入至目镜或相机并成像。在这个成像系统中,激励光和荧光均经过同一个物镜,称为“Epifluorescence”。系统中两个滤波片和二向色镜的作用是滤除各个光路中的杂波,提高荧光成像清晰度。

现阶段在宽场荧光显微镜中最常用的光源是发光二极管(Light Emitted Diodes,LED),LED光源可以精确控制输出激励光的波长和强度,成本低,寿命长,产热低,结构紧凑,光路准直性要求低。这些特性使得LED成为宽场荧光显微镜中最常用的光源。相比之下,水银汞灯(Mercury arc-lamp)光源在一些给定波长具有更高的输出功率,但是使用寿命较短,在发光时会产生额外热量,输出强度较高更容易产生光漂白(Photobleaching)和光毒性(Photoxicity),同时还存在重金属泄露的风险。

成像时,可以通过目镜肉眼直接观察样本的荧光成像,也可使用相机进行图像采集。相机中的光电传感器由光电二极管阵列组成,这些光电二极管可以将光信号转换电流信号。最常用的两种光电传感器为CCD(Charge Coupled Devices)和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductors),根据不同的帧率、噪声和灵敏度要求选择不同的光电传感器。

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