如何選擇合適的顯微鏡用物鏡: 10項考慮要素
2020.10.26
在光學顯微鏡中最重要的部分就是物鏡,不只負責主要的圖像形成,也主宰著影像的品質。
然而在眾多的顯微鏡物鏡選擇中,找到適合我們應用的真命天子並不容易,我們該怎麼開始呢?
在今天的文章中,我們整理了一系列項目來幫助您選擇適合不同應用的物鏡。讓我們來一探究竟吧。
1. 標本尺寸大小
OLYMPUS擁有一系列不同放大倍率的各種物鏡,範圍從1.25倍到150倍,在尋找適合的鏡頭時,放大倍率往往是首要的考量條件。搭配目鏡的倍數,就決定了整套顯微鏡的總放大率。
2. 標本的細微結構
顯微鏡物鏡第二個重要的參數是孔徑數值 (NA),NA值影響物鏡的聚光能力,NA值也是決定解析度、景深及影像亮度非常重要的因素。擁有高NA值的物鏡能匯集更多更廣的光,造就更明亮、解析度更高的影像。在觀察細微結構或較微弱的螢光訊號觀察時,NA值也是相當重要的因素。當您在選擇適合觀察標本細微結構的物鏡時,請仔細比較一下NA值, NA值通常會介於0.04到1.7之間。
3. 需要的視野大小及景深表現
顯微鏡物鏡的其中2項表現特性是視野範圍及景深。視野範圍指的是光學顯微鏡觀察時的影像中心視野直徑大小,通常以mm表示。現代消色差及平場鏡頭通常可以達到22mm和26.5mm的視野範圍 (若是搭配廣視野目鏡時,可以觀察到更寬廣的範圍)。景深是物鏡的Z軸軸向範圍表現,能協助我們於對焦時不會影響影像的銳利度。景深的深淺與NA值成反比,通常NA質變高,景深會變淺。
4. 解析度需求
能夠分辨相鄰兩點之間的距離,定義為解析度。解析度數值與照射的波長成正比,與NA值成反比。越高的NA值,解析度數值越小 (解析程度表現越好),如同之前提到的,選擇適合應用的NA值物鏡是決定您的顯微鏡系統解析度最主要的關鍵。
5. 需要多少工作距離
工作距離 (WD) 定義是當標本調整到正確焦距時,鏡頭前端與蓋玻片表面之間的距離。WD值與NA值成反比,也就是說高NA值的物鏡通常工作距離較短。假若您的應用是無蓋玻片標本,需要增加焦距面與鏡頭前端之間的距離 (例如:不規則表面,精密結構或不想受到光路約束的限制),那麼您可以選擇OLYMPUS的LMPLFLN或SLMPLN系列的鏡頭,以符合應用。
6. 螢光標本的訊號強度
若您的螢光標本訊號不強,基於光線匯集層面考量,建議您選擇高NA值的物鏡。OLYMPUS的鏡頭可接受從紫外光 (UV) 至近遠紅 (NIR) 波段的能量激發光。
7. 多重螢光或單一螢光的標本
為了要修正螢光標本的波長色差,您可以選擇消色差系列 (Achromat)、半複消色差系列 (Semi-apochromat) 以及複消色差系列 (Apochromat) 的鏡頭。修正的程度為: Achromat < Semi-apochromat < Apochromat,而且半複消色差等級以上的鏡頭還具有球型校正的特性。若您的應用為多重螢光標本,我們推薦OLYMPUS的UPLXAPO系列最高等級鏡頭 (UPLXAPO extended apochromat)。
8. 不同觀察法
為了應付太厚、太薄或雙折射特性的標本,會利用明視野之外的觀察方法,常見的技術有暗視野、微分干涉、位相差及偏光。OLYMPUS提供針對不同觀察方式的專用鏡頭。
9. 標本所使用的介質
許多顯微鏡鏡頭的設計是基於以空氣為介質的標本,然而其他類型的鏡頭藉由高折射率介質的存在,以達到較高的NA值及較好的解析度。例如:使用油鏡油為介質,相較於空氣介質而言,可提高1.5倍的解析度。最常見的介質是空氣、水、油鏡油和矽油。選擇適合您的標本的介質與鏡頭能有效提升影像品質。
10. 進階顯微影像系統
OLYMPUS針對不同的光學系統,如共軛焦系統、轉盤式共軛焦系統、多光子和全內反射,提供了其相對應專用的鏡頭,若您使用這類進階顯微影像系統,請務必選擇正確的鏡頭種類。選擇正確的物鏡能大幅提升顯微影像的表現,而且能於定量分析中得到更正確的實驗結果。