书城医学动物疫病实验室检验技术
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第5章 常用器械及仪器设备(4)

荧光方法是利用波长较短的紫外光、紫光、蓝紫光、蓝光及绿光等去激发样品,只要样品中含有可产生荧光的成分,它便吸收短波的激发光而释放出波长较长的荧光。不同物质只能吸收特定波长的激发光,而释放的荧光也会有特定的波长,因而用作特异性的鉴定十分有效,如某些致病的细菌和螺旋体,受紫外光激发后能发出它们特有的荧光,很容易作出鉴定,这种利用物质吸收激发光后放出特有荧光的方法称为自发荧光法。某些物质自身不会吸收激发光,或吸收后不能释放荧光,但可以吸收或吸附特定的荧光色素或染料,而这些特定的荧光色素或染料也只能吸收特定的激发光,再释放出特定的荧光,从而间接地鉴别出某种物质,这称为间接荧光法。上述荧光方法广泛应用于医学、生物学及工业的特异性研究和鉴别上。

调整方法:荧光显微镜或附有荧光部件的显微镜,调整的方法大致相同。

①汞灯的安装:a打开包装,取出汞灯将其小心安装在上电极散热帽上,安装时注意手指不能直接接触管灯和散热帽的正面,汞灯的封气口要对向散热帽的左侧或右侧;b把汞灯的上电极引线安装并固定在散热帽底面的小孔上,再把汞灯的下电极及上电极引线另一端,分别安装在灯座上各自的插孔中并固定;c锁紧散热片上的螺丝后,把汞灯连同灯座及散热帽小心装入灯室中,锁紧相应的螺丝,再把灯座上的连线和插座插到汞灯电源后部专用的插座上。详细的安装方法请参照有关说明书。

②汞灯灯室在显微镜外的初步调整:a接通汞灯电源,让汞灯预热10—15min;b把汞灯灯室摆放在桌面上,让汞弧投影到2-3m外的墙上,划一条与灯室窗口中心线对地高度一样的水平线作为参考线;c转动灯室调焦旋钮,使汞弧的像清晰地投影于墙上;d分别调节灯室外壳上的5个调节螺丝孔,把汞弧的像及其反射像调成并排且尽量靠近,但不要重叠在一起。

③汞灯汞弧在显微镜内位置的检验:a将汞灯照明光路系统中的视场光阑开到最大;b把荧光滤光片组推到蓝光激发的位置上,以避免汞灯中的蓝光太刺眼;c把观察的样品或一块载玻片放在物台上,盖上一张比盖玻片稍大且洁白的薄纸;d取下一个物镜,使激发的蓝光经物镜转换器的空档照在白纸上,白纸上会有一蓝色的圆形照明区域,汞弧的像及其反射像都应该出现在这区域的中央部位,否则,可调节灯室调焦旋钮至最清晰,然后分别调节灯室外壳上的5个调节螺丝孔,直至汞弧的像及其反射像并排在照明区域的中央位置。e调好之后,乎物镜装回去,通过目镜可见白纸被蓝光激发后发射出的黄绿色荧光;f仔细调焦,可看清白纸的纤维;取去白纸,样品上的荧光细节隐约可见而很容易调焦清晰。

④汞灯使用注意事项目前通常使用的为50W超高气压汞灯,灯管内通有一对钨电极和液态汞(室温下附在管壁上),未点燃时,管内气压很低,在灯管的两电极间施加电压触发点燃后,汞气化为汞蒸气形成汞弧而产生强光,温度升高,管内气压迅速升到10个大气压。由于是高气压的气体放电,必须了解其特性才能安全地使用汞灯。a汞灯接通电源后需要10--15min预热时间,汞才能充分汽化并形成汞弧,产生高亮度而稳定的激发光。因此,观察前要提早通电;b汞灯在使用过程中,不要随意开关汞灯的电源;c关掉汞灯电源后,必须等待15--20min,待汞灯自燃冷却后才可再次接通电源,违反这一操作规定时,将会造成严重后果!由于汞灯内的汞蒸气未完全液化,汞蒸气内阻很小,一旦通电在两电极间施加电压,汞灯内形成强大的电流,轻则烧断保险丝或烧毁汞灯电源中的扼流圈,重则汞灯爆炸,汞蒸气弥漫整个实验室,造成工作人员中毒,不仅损失了汞灯,还会炸毁灯室内的集光一聚光部件。d汞灯的使用寿命一般只有300h,使用得当可达600h,使用寿命与开关的次数成反比,应集中一批样品作2-3h的观察。汞灯价格及昂贵,应珍惜使用。e汞灯寿命终结的标志是点燃困难,灯管发黑。

2.2.5暗视野法(dark field):许多透明或半透明的样品,如细菌、微生物、细胞内的精细结构及结晶体的内含物等,在明视野显微镜中不容易看清楚,如采用暗视野法就可大大提高样品的可见度。以暗视野法所看到的是衬托在黑暗视野背景中发亮的样品轮廓及其细节。

普遍光学显微镜的最高分辨率为0.2um,而暗视野显微镜虽然对样品的细节构造分辨不清楚,但却可看到0.004um以上微细颗粒的存在,即可以看到亚显微结构,特别适合用来观察微细的颗粒与细菌等。

调整方法:暗视野法的主要必需部件是暗视野聚光镜。使用时须先用明视野聚光镜把库勒照明系统调整好。换上暗视野聚光镜时,要把载玻片(样品)移开,将浸没油滴在聚光镜顶部,再把样品载玻片搁在物台上,浸没油便充填在两者之间,这种聚光镜须与装有可变光阑的100×油镜配用,另一种中倍率干式暗视野聚光镜可与中倍率的物镜配用,这种聚光镜具有中央光挡,照明光只能透过光挡与聚光镜边缘之间的透光环才能进入聚光镜内。

对于配备齐全的相差显微镜:与编号为Ph3物镜配用的相差聚光镜相差环,可以和10×及10×以下的相差物镜配用而形成低倍率的暗视野效果。

3.光学显微镜的保养显微镜是一种精密的光学仪器,价格普遍较高。从结构上看,显微镜由许多光学部件和较精密的金属零件组成,在使用过程中应特别注意做好保养工作。

3.1严格按照有关操作规则使用显微镜,避免因使用不当造成损毁。

3.2显微镜在储存和使用过程中,普遍存在着生霉起雾问题,霉和雾会使显微镜的视场模糊,分辨率下降。为了使显微镜保持良好的工作状态,延长使用寿命,显微镜的工作环境应保持清洁、干燥、防尘。

3.3显微镜在每次使用完毕后应及时做好清洁工作,特别是目镜、物镜等容易污染的光学部件,如发现表面有灰尘、指纹、脏物等,应及时用镜头纸清洁干净。

3.4显微镜工作室最好能安装空调、抽湿及防尘装置。

3.5如发现光学部件内部有生霉等现象,最好及时联系有关厂家派人清洁、维修。

二、显微摄影

显微摄影是通过显微镜来拍摄的方法。在动植物检疫工作上是科学研究、经验交流、仲裁谈判不可缺少的手段之一。要取得良好的显微摄影效果,最重要的是要有良好的显微镜设备和良好的显微镜操作技术。显微摄影时可以用带镜头的照相机,也可用不带镜头的照相机(但要装摄影目镜于镜筒上面),后者的使用更为普遍。显微摄影比微距摄影具有更大的物像放大比,一般由几十倍到上千倍(普通光学显微镜)。显微摄影放大倍率可用下式计算:

B2=B1L(mm)/250mm

式中,B1—显微镜的总放大倍数,等于物镜的倍数乘目镜的倍数;

B2—照片底片上影像的放大倍数;

L—目镜至底片的距离。

由上式可知,当底片与目镜距离为250mm时,底片上影像放大倍数与显微镜的倍数相等。

显微摄影中的正确曝光:曝光是显微摄影中的重要环节,曝光的正确与否决定着照片的质量。显微摄影时影响曝光的因素非常多,例如底片的性能、照明光源的强度和色温、照明方法、滤光片使用、物镜的孔径和倍数、物镜与摄影目镜的配合、照相机皮腔的伸长量、被摄标本的颜色和光学性质等。难于用计算方法求得正确的曝光时间,通常采用试拍法测定。测定时先用毛玻璃对焦,观察毛玻璃面上的亮度,粗估一个曝光时间。装上有底片的暗合,关闭照明灯,将暗合抽开,开灯曝光ls;关灯,遮盖1/5的暗合,再开灯使余下的4/5干版继续曝光ls(总共2s),关灯,再关上1/5暗合,再开灯曝光2s(总共4s);关灯,再关上1/5暗合,再开灯曝光4s(总共8s);关灯;关上1/5暗合,再开灯将最后剩下的1/5面积底片曝光8s(总共16s),曝光完毕立即冲洗,冲洗后从深浅不同的条纹中选择反差最适当的,就是这种摄影条件下的正确曝光时间。一般试摄测定时,曝光时间多依几何级数增加,即1、2、4、8、16、32等(黑白胶卷易于冲洗)。

先进的光学显微镜均附设有全自动的摄影装置(如OLYMPUSR的PM-10AD),使用时只要按其操作指引便可获得良好的摄影效果。

显微镜数值孔径与曝光的关系(设数值孔径为0.5时曝光因素为1)

物镜的数值孔径

0.08

0.01

0.25

0.50

0.65

0.85

1.25

曝光因素近似值

40

25

4

1

2/3

1/3

1/8

显微镜倍率与曝光时间的关系(设10倍物镜曝光因素为1)

物镜放大倍数

10×

15×

20×

25×

50×

75×

100×

曝光因素

40

25

4

1

2/3

1/3

1/8

1.适合显微镜摄影的显微镜:

1.1照相目镜筒,要能承受得住显微摄影装置的重量。

1.2通过双目镜筒,要能对图象进行调焦。

1.3使用光路选择移动杆(optical path selector)能将光亮调到适合标本需要的强度。

1.4物镜要有高分辨率和良好的平场象(整个圆型视场图象都在一个平面上)。

1.5载物台能够转动。

1.6聚光镜带有孔径光阑和调节光轴中心的机构。

1.7显微镜要有视场光阑。

1.8光源要保证有足够的亮度,可以按照观察和摄影的需要来调节光亮度。物镜从低倍到高倍变化时,要求光亮度都能均匀。

1.9显微镜体要有防止外界震动的能力。

1.10要备有插入滤色镜的槽口。

2.适合显微摄影的显微摄影装置:

2.1要有能够连接显微照相机附件的装置,如35mm照相机后背或大画面底片暗合。

2.2要能够按照摄影中需要的不同光亮条件进行光路调节。

2.3要能够对标本不同的面积进行测光(对30%面积的平均测光,或对1%面积的点测光)。

2.4要能够把照相机附件牢固地固定在显微镜上。

2.5要有色温的测定装置。

2.6ISO/ASA感光度要有广泛的选择范围。

2.7要有倒易律失效补偿装置,可以进行长时间的自动曝光。

2.8要能够根据标本的具体情况,进行曝光量的调节。

2.9要能够进行手动曝光。

2.10要能装配特殊用途的装置,如拍16mm电影或35mm胶片的定时定格摄影装置。

2.11控制器内装有自动曝光锁机构。

3.适合显微镜摄影用的物镜与照相目镜:

3.1物镜:显微摄影需要有高分辨率、广视野平像场的物镜。长筒(10ng-barr,LB)物镜如Splan-apl-chromat平像场复色差物镜,各系列。短筒(short-barrel)物镜如plan-aplchroma平像场复消色差物镜、plan-achromats平像场消色差物镜系列。这些物镜都是被推荐的。

3.2照相目镜:照相目镜的作用,是为物镜的色差、象差作光学补偿,使投射到感光底片上的图象、四周与中心都尽可能在一个焦点平面上。因此,正确选用生产厂家推荐的照相目镜,是十分重要的。

视场光阑的作用:视场光阑的作用,一是根据物镜的倍率给予不同直径的光束面积;二是在显微镜摄影时,起着增减影象反差的作用。当光阑扩大到一定的程度,照射到标本上的光,即会有反射与不规则的散射,造成影象反差的损失。当视场光阑收缩到取景框边缘外的时候,摄影图象的反差就会改善。

孔径光阑的使用与其功能:安装在聚光器中的光阑叫孔径光阑。它的作用是使图象的分辨率、反差和焦深处于最佳状况。这些最佳条件的取得,是以所用物镜的数值孔径来调节照明系统的数值孔径(聚光镜的数值孔径)。大多数的标本,如想得到高质量的照片,孔径光阑要调节在物镜数值孔径的60%到80%之间。

怎样调节孔径光阑:有两种方法。第一种,是把标本对好焦点以后,取出左边目镜,用肉眼观察镜筒,边观察物镜的后焦点平面,边用手调节孔径光阑,大小以60%—80%为宜。第二种,是应用聚光镜上刻的数值孔径的标记。例如,用数值孔径0.25的10×物镜,如让孔径光阑缩小到80%,聚光镜上的刻度标记,应该放在0.2(0.25×80%=0.2)上。

孔径光阑的功能:如孔径光阑收缩过小,会使显微照片分辨率降低。除用特殊染色,标本又切得很薄的以外,孔径光阑的收缩不得低于物镜数值孔径的60%。

孔径光阑完全打开,照片整个反差降低。