顯微鏡結(jié)構(gòu)和分類
微生物個(gè)體微小，用肉眼直接觀察不到，必須借助顯微鏡才能觀察到他的個(gè)體形態(tài)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)等所需對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察的研究中也都會用到各種顯微鏡?，F(xiàn)有的各種顯微鏡基本上都是由物鏡和目鏡組成，目鏡的焦距很短，目鏡的焦距很長，目鏡的作用是得到物體放大的實(shí)像，目鏡的作用是將物鏡放大的實(shí)像作為物體，進(jìn)一步放大成虛像。顯微鏡將物體放大的總倍數(shù)是物鏡放大倍數(shù)乘以目鏡放大的倍數(shù)。這樣雖然目鏡和物鏡放大的倍數(shù)有限，但是顯微鏡總放大倍數(shù)就非?？捎^。 普通光學(xué)顯微鏡是一種精密的光學(xué)儀器。早期的顯微物鏡僅由少數(shù)幾塊透鏡組成，難于消除物像的像差和色差。近代的顯微物鏡已由一套精密磨制的透鏡組成，已能較好地消除像差和色差，并能將物體放大1500～2000倍。普通光學(xué)顯微鏡的構(gòu)造可分為兩大部分：即機(jī)械裝置和光學(xué)系統(tǒng)。這兩部分很好地配合，才能充分發(fā)揮顯微鏡的作用。
1.顯微鏡的機(jī)械裝置顯微鏡的機(jī)械裝置包括鏡座、鏡筒、物鏡轉(zhuǎn)換器、載物臺、推動(dòng)器、粗動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋等部件。
(1)鏡座鏡座是顯微鏡的基本支架，由底座和鏡臂兩部分組成。在其上部連接有載物臺和鏡筒，是用于安裝光學(xué)放大系統(tǒng)部件的基礎(chǔ)。
(2)鏡筒鏡筒上接接目鏡，下接轉(zhuǎn)換器。形成接目鏡與接物鏡(裝在轉(zhuǎn)換器下)間的暗室。從鏡筒的上緣到物鏡轉(zhuǎn)換器螺旋口之間的距離稱為機(jī)械筒長。因?yàn)槲镧R的放大率是對一定的鏡筒長度而言的。鏡筒長度的變化，不僅放大倍率隨之變化，而且成像質(zhì)量也受到影響。因此，使用顯微鏡時(shí)，不能任意改變鏡筒長度。國際上將顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)筒長定為160mm，此數(shù)字標(biāo)在物鏡的外殼上。
(3)物鏡轉(zhuǎn)換器物鏡轉(zhuǎn)換器上可安裝3～4個(gè)物鏡，一般是3個(gè)物鏡(低倍、高倍、油鏡)，Nikon顯微鏡裝有4個(gè)物鏡。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，可以按需要將其中的任何一個(gè)接物鏡和鏡筒接通，與鏡筒上面的目鏡構(gòu)成一個(gè)放大系統(tǒng)。
(4)載物臺載物臺中央有一孔，為光線通路。在臺上裝有彈簧標(biāo)本夾和推動(dòng)器。
(5)推動(dòng)器是移動(dòng)標(biāo)本的機(jī)械裝置，由一橫一縱兩個(gè)推進(jìn)齒軸和齒條構(gòu)成。研究顯微鏡的縱橫架桿上刻有刻度標(biāo)尺，構(gòu)成精密的平面坐標(biāo)系。如需要重復(fù)觀察已檢查標(biāo)本的某一物像時(shí)，可在**次檢查時(shí)記下縱橫標(biāo)尺的數(shù)值，下次按數(shù)值移動(dòng)推動(dòng)器，就可以找到原來標(biāo)本的位置。
(6)粗調(diào)螺旋粗調(diào)螺旋用于粗放調(diào)節(jié)物鏡和標(biāo)本的距離，老式顯微鏡粗調(diào)螺旋向前扭，鏡頭下降接近標(biāo)本。新近出產(chǎn)的顯微鏡(如Nikon顯微鏡)鏡檢時(shí)，右手向前扭動(dòng)使載物臺上升，讓標(biāo)本接近物鏡，反之則下降，標(biāo)本遠(yuǎn)離物鏡。
(7)微調(diào)螺旋用粗調(diào)螺旋只能粗放地調(diào)節(jié)焦距，難于觀察到清晰的物像，因而需要用微調(diào)螺旋做進(jìn)一步調(diào)節(jié)。微調(diào)螺旋每轉(zhuǎn)一圈鏡筒僅移動(dòng)0.1 mm(100μm)。新近出產(chǎn)的研究顯微鏡的粗調(diào)螺旋和微調(diào)螺旋是共軸的。
2.顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)由反光鏡，聚光器，物鏡，目鏡等組成，光學(xué)系統(tǒng)使標(biāo)本物像放大，形成倒立的放大物像。
(1)反光鏡早期的普通光學(xué)顯微鏡常用自然光檢視標(biāo)本，在鏡座上裝有反光鏡。反光鏡是由一平面和另一凹面的鏡子組成，可以將投射在它上面的光線反射到聚光器透鏡的中央，照明標(biāo)本。不用聚光器時(shí)用凹面鏡也能起匯聚光線的作用。用聚光器時(shí)，一般都用平面鏡。新近出產(chǎn)的研究顯微鏡鏡座上裝有光源，并有電流調(diào)節(jié)螺旋，可通過調(diào)節(jié)電流大小來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。
(2)聚光器聚光器在載物臺下面。一般由聚光透鏡、虹彩光圈和升降螺旋組成。聚光器可分為明視場聚光器和暗視場聚光器。普通光學(xué)顯微鏡配置的都是明視場聚光器，明視場聚光器有阿貝聚光器、齊明聚光器和搖出聚光器。阿貝聚光器在物鏡數(shù)值孔徑高于0.6時(shí)會顯示出色差和球差。齊明聚光器對色差、球差和慧差的校正程度較高，是明視場鏡檢中質(zhì)量*好的聚光器，但它不適于4倍以下的物鏡。搖出聚光器能將聚光器上透鏡從光路中搖出滿足低倍物鏡(4×)大視場照明的需要。聚光器安裝在載物臺下，其作用是將光源經(jīng)反光鏡反射來的光線聚焦于樣品上，以得到*強(qiáng)的照明，使物像獲得明亮清晰的效果。聚光器在光學(xué)系統(tǒng)??的位置可以通過其上的兩個(gè)調(diào)節(jié)螺桿將光圈調(diào)小后進(jìn)行聚中調(diào)節(jié)。其高低也可以調(diào)節(jié)，使焦點(diǎn)落在被檢物體上，以得到*大亮度。一般聚光器的焦點(diǎn)在其上方1.25mm處，而其上升限度為載物臺平面下方0.1mm。因此，要求使用的載玻片厚度應(yīng)在0.8～1.2mm之間，否則被檢樣品不在焦點(diǎn)上，影響鏡檢效果。聚光器前透鏡組前面還裝有虹彩光圈，它可以開大和縮小，影響成像的分辨力和反差，若將虹彩光圈開放過大，超過物鏡的數(shù)值孔徑時(shí)，便產(chǎn)生光斑；若收縮虹彩光圈過小，雖反差增大，但分辨力下降。因此，在觀察時(shí)一般應(yīng)將虹彩光圈調(diào)節(jié)開啟到視場周緣的外切處，使不在視場內(nèi)的物體得不到任何光線的照明，以避免散射光的干擾。
(3)物鏡安裝在鏡筒前端轉(zhuǎn)換器上的物鏡利用入射光線時(shí)被檢物像進(jìn)行**次造像，物鏡成像的質(zhì)量對分辨力有著決定性的影響。物鏡的性能取決于物鏡的數(shù)值孔徑(numerical apeature簡寫為NA)，每個(gè)物鏡的數(shù)值孔徑都標(biāo)在物鏡的外殼上，數(shù)值孔徑越大，物鏡的性能越好。物鏡的種類很多，可從不同角度來分類：根據(jù)物鏡前透鏡與被檢物體之間的介質(zhì)不同，可分為：1)干燥系物鏡以空氣為介質(zhì)，如常用的40×以下的物鏡，數(shù)值孔徑均小于1。2)油浸系物鏡常以香柏油為介質(zhì)，此物鏡又叫油鏡頭，其放大率為90×～100×，數(shù)值孔值大于1。根據(jù)物鏡放大率的高低，可分為：1)低倍物鏡指1×～6×，NA值為0.04～0.15； 2)中倍物鏡指6×～25×，NA值為0.15～0.40； 3)高倍物鏡指25×～63×，NA值為0.35～0.95； 4)油浸物鏡指90×～100×，NA值為1.25～1.40。根據(jù)物鏡對像差和色差校正的程度來分類，可分為：1)消色差物鏡是*常用的物鏡，外殼上標(biāo)有"Ach"字樣，該物鏡可消除紅光和青光形成的色差。鏡檢時(shí)通常與惠更斯目鏡(Huygens eyepiece)配合使用。 2)復(fù)消色差物鏡物鏡外殼上標(biāo)有“Apo”字樣，除能校正紅、藍(lán)、綠三色光的色差外，還能校正黃色光造成的像差，通常與補(bǔ)償目鏡配合使用。3)特種物鏡在上述物鏡基礎(chǔ)上，為達(dá)到某些特定觀察效果而制造的物鏡。如帶校正環(huán)物鏡、帶視場光闌的物鏡、相差物鏡、熒光物鏡、無應(yīng)變物鏡、無罩物鏡、長工作距離物鏡等。目前研究顯微鏡常用的物鏡還有：半復(fù)消色差物鏡(semi-APO)、平場物鏡(Plan)、平場復(fù)消色差物鏡(Plan Apo)、超平場物鏡(Splan)、超平場復(fù)消色差物鏡(Splan Apo)等。
(4)目鏡目鏡的作用是把物鏡放大了的實(shí)像進(jìn)行**次放大，并把物像映入觀察者的眼中。目鏡的結(jié)構(gòu)較物鏡簡單，普通光學(xué)顯微鏡的目鏡通常由兩組透鏡組成，上端的一組透鏡又稱為“接目鏡”，下端的則稱為“場鏡”。上下透鏡之間或在兩組透鏡的下方，裝有由金屬制的環(huán)狀光闌或叫“視場光闌”，物鏡放大后的中間像就落在視場光闌平面處，所以其上可安置目鏡測微尺。普通光學(xué)顯微鏡常用的目鏡主要是惠更斯目鏡，研究顯微鏡配有性能更好的目鏡，如補(bǔ)償目鏡(K)、平場目鏡(P)和廣視場目鏡(WF)等。照相時(shí)選用照相目鏡
照明方式： 顯微鏡根據(jù)照明方法分類，有透射型與反射(落射)型二種。透射型顯微鏡是應(yīng)用透射照明通過透明物體的打光方法。反射型顯微鏡是以物鏡上方打光到(落射照明)不透明的物體上。顯微鏡根據(jù)觀察方法的差異分類，分為明視野顯微鏡、暗視野顯微鏡、相位差顯微鏡、偏光顯微鏡、干涉相位差顯微鏡、熒光顯微鏡等。每種顯微鏡一般又各有透射型和反射型二種。在這些顯微鏡中，特別是明視野顯微鏡是構(gòu)成所有顯微鏡中組成*基本的基礎(chǔ)。通過這種顯微鏡觀察的物體，穿過透過(吸收)率、反射率，因場所不同而各不相同，這種物體被稱為隨照明光強(qiáng)度(振幅)變化振幅物體，無色透明物體只有在照明相位改變時(shí)，才能被肉眼觀察到，由于明視野顯微鏡不能改變相位，所以對透明不染色標(biāo)本不能被觀察到。顯微鏡根據(jù)成像原理不同，可以分為光學(xué)顯微鏡(OM)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、高壓電子顯微鏡(HVEM)、分析電子顯微鏡(AEM)、場離子顯微鏡(FIM)、場發(fā)射電子顯微鏡(FEEM)、聲學(xué)顯微鏡(AM)、掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡（AFM）等。