什么是微分干涉差显微镜(DIC显微镜)
发布日期:2022-3-4 16:49:30
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1952年,Nomarski在相差显微镜原理的基础上发明了微分干涉差显微镜(differential interference contrast microscope)。DIC显微镜又称Nomarski相差显微镜(Nomarki contrast microscope),其优点是能显示结构的三维立体投影影像。与相差显微镜相比,其标本可略厚一点,折射率差别更大,故影像的立体感更强。
当两束光通过光学系统时会发生相互干涉,如果相位相同,干涉的结果是亮度增强,反之,就会相互抵消变暗,这就是光波的干涉现象。
微分干涉显微镜是以平面偏振光为光源,光线经棱镜折射后分成两束,在不同时间经过样品的相邻部位,然后经过另一棱镜将这两束光汇合,从而样品中厚度上的微小差别就会转化成明暗区别,增加了样品反差,造成了标本的人为三维立体感,类似大理石上的浮雕。
微分干涉显微镜适于研究活细胞中较大的细胞器,如果接上录像装置可以记录活细胞中的颗粒以及细胞器的运动。
DIC显微镜的优点使细胞的结构,特别是一些较大的细胞器,如核、线粒体等,立体感特别强,适合于显微操作。目前像基因注入、核移植、转基因等的显微操作常在这种显微镜下进行。
▲麦克奥迪MOTIC 偏光显微镜BA310POL
DIC显微镜的物理原理完全不同于相差显微镜,技术设计要复杂得多。
DIC利用的是偏振光,有四个特殊的光学组件:偏振器(polarizer)、DIC棱镜、DIC滑行器和检偏器(analyzer)。
偏振器直接装在聚光系统的前面,使光线发生线性偏振。在聚光器中则安装了石英Wollaston棱镜,即DIC棱镜,此棱镜可将一束光分解成偏振方向不同的两束光(x和y),二者成一小夹角。聚光器将两束光调整成与显微镜光轴平行的方向。最初两束光相位一致,在穿过标本相邻的区域后,由于标本的厚度和折射率不同,引起了两束光发生了光程差。在物镜的后焦面处安装了第二个Wollaston棱镜,即DIC滑行器,它把两束光波合并成一束。这时两束光的偏振面(x和y)仍然存在。最后光束穿过第二个偏振装置,即检偏器。
在光束形成目镜DIC影像之前,检偏器与偏光器的方向成直角。检偏器将两束垂直的光波组合成具有相同偏振面的两束光,从而使二者发生干涉。x和y波的光程差决定着透光的多少。光程差值为0时,没有光穿过检偏器;光程差值等于波长一半时,穿过的光达到最大值。于是在灰色的背景上,标本结构呈现出亮暗差。
为了使影像的反差达到最佳状态,可通过调节DIC滑行器的纵行微调来改变光程差,光程差可改变影像的亮度。调节DIC滑行器可使标本的细微结构呈现出正或负的投影形象,通常是一侧亮,而另一侧暗,这便造成了标本的人为三维立体感,类似大理石上的浮雕。
当两束光通过光学系统时会发生相互干涉,如果相位相同,干涉的结果是亮度增强,反之,就会相互抵消变暗,这就是光波的干涉现象。
微分干涉显微镜是以平面偏振光为光源,光线经棱镜折射后分成两束,在不同时间经过样品的相邻部位,然后经过另一棱镜将这两束光汇合,从而样品中厚度上的微小差别就会转化成明暗区别,增加了样品反差,造成了标本的人为三维立体感,类似大理石上的浮雕。
微分干涉显微镜适于研究活细胞中较大的细胞器,如果接上录像装置可以记录活细胞中的颗粒以及细胞器的运动。
DIC显微镜的优点使细胞的结构,特别是一些较大的细胞器,如核、线粒体等,立体感特别强,适合于显微操作。目前像基因注入、核移植、转基因等的显微操作常在这种显微镜下进行。
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