荧光显微镜的原理和使用方法.ppt

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1、特殊显微镜的使用（3）荧光显微镜的原理及其应用一、实验目的：掌握荧光显微镜的原理和使用方法二、实验原理荧光显微镜(fluorescencemicroscope)是荧光显微术的基本装置。荧光显微术是利用一定波长的光（通常是波长短的紫外光和蓝紫光）照射被检样品，激发荧光物质发出可见的荧光。通过物镜和目镜的成像、放大，以供检视和拍摄。荧光显微镜具特殊光源，提供足够强度和波长的激发光，诱发荧光物质发出荧光。视场中所见的像，主要是样品的荧光映像。某些物质经波长较短的光线照射后，分子被激活，吸收能量后呈激发态。其能量部分转化为热量或用于光化学反应外，相当一部分则以波长较长的光能形式辐射出来，

2、这种波长长于激发光的可见光称作荧光。生物体内有些物质受激发光照射后可直接发出的荧光，称为自发荧光（如叶绿体中的叶绿素分子受激发所发出的火红色的荧光）；本身不发荧光，在吸收荧光染料之后所发出的荧光称为次生荧光。常用的荧光染料包括丫啶橙、荧光素、罗丹明、GFP、PI、PE、DAPI等。细胞内大部分物质经短光波照射后，可发出较弱的自发性荧光。有些细胞成分与能发出荧光的有机化合物——荧光染料结合。激发后呈现一定颜色的荧光，借以对组织进行细胞化学的观察和研究。2.1荧光显微镜的基本装置及其光路荧光显微镜因制造厂家、型号的不同，结构各异，但主要构件，基本相同。2.1.1光源:采用高压汞灯。汞灯

3、能以最小的表面发出最大数量的紫外光和蓝光，且光亮度大，光度稳定。汞灯的构件，中间为一球形石英玻璃管，有两个钨电极，内充汞滴和少量氩氖混合气体。汞灯装在牢固的灯室中，有调中、聚焦和集光装置。使用中严禁频繁启闭，点亮后欲暂停使用时，不可切断电源，可用光阀阻断光路。当汞灯熄灭后，不能立刻点亮，经5～10min，汞灯冷却后再通电点亮。HBO200Ｗ汞灯的发射光谱为200～600nm，其中在365nm和435nm处有两个高峰。2.2.2滤色镜系统:荧光显微术的滤色镜，按用途或功能，主要分为下列两类：激发滤色镜（exciterfilter）:激发滤色镜的作用，在于为被检样品的荧光染料提供最佳波

4、段的激发光。荧光染料均有一定的吸收光谱（激发峰值），利用滤色镜对光线选择吸收的能力，选用其透射光谱，恰为荧光染料的最大吸收光谱（激发高峰）的激发滤色镜，以便从汞灯发出的广谱光波中，选择透过最宜波段的光线供用。激发滤色镜加放于汞灯和二向色镜（dichoticmirror）之间，物镜之前。滤镜的型号不同，数量较多，可按不同需要选用。阻断滤色镜（barrierfilter）:阻断滤色镜位于物镜之上，二向色镜和目镜之间，用以阻断或吸收光路中的激发光或某些波长较短的光线，以防伤害眼睛，使荧光透过。选用的原则，以能完全阻断或吸收波长短于所需荧光的光线，并透过样品发出的荧光。所以，阻断滤色镜的选

5、用，应视荧光染料的荧光光谱而定，以能最大限度地透过荧光和阻断短波光。二向色镜（chromaticbeamsplitter）:荧光显微镜中，除上述两类滤色镜外，尚有一重要的分色镜系统——二向色镜位于汞灯汞激发滤色镜构成的水平光轴与目镜和物镜构成的竖直光轴的两轴垂直相交处，斜向安装于光路之中。由镀膜的光学玻璃制成，其镜面方位与上述两光轴交角均呈45°，兼有透射长波光线和反射短波光线的功能。在荧光显微术中承当色光的“分流”作用。2.2.3荧光显微镜的光路荧光显微镜的光学原理图根据照明方式的不同，荧光显微镜分为落射式荧光显微镜和透射式荧光显微镜两种。目前常用的是落射式荧光显微镜，特点是光源

6、通过物镜落射于样品，激发产生的荧光再通过物镜进入目镜。透射荧光显微术光路:透射荧光显微术是激发光束通过聚光器自下而上的透射样品，诱发的荧光从物镜前方进入物镜。汞灯发出的强光经集光透镜、吸热滤色镜、镜臂反光镜、激发滤色镜、光路转换反光镜后光线转射向上，进入视场光阑，暗视场聚光器，进入样品，激发出的荧光射入物镜经阻断滤色镜进入目镜。反射荧光显微术的光路:反射荧光又称落射荧光，因激发光由物镜后部进入物镜，向下落射样品，激发出荧光，荧光反射向上再进入物镜。其光路如图3-1和3-2所示。汞灯发出高强的激发光，经集光透镜，吸热玻璃，孔径光阑，激发滤色镜，视场光阑，通过二向色镜，在此处一定波长以

7、上的长波光线透过二向色镜，脱离光路，一定波长以下的短波光线反射向下进入物镜，透过物镜射向样品，激发荧光物质发出可见的荧光，荧光反射向上再次进入物镜，复经二向色镜其中波长较短的光线反射至光源方向，荧光和长波光线透射向上经阻断滤色镜进入目镜。荧光显微镜的光学原理见图3-3：图3-1落射荧光显微镜光路图图3-2落射荧光显微镜光路图图3-3荧光显微镜的光学原理荧光的种类自发荧光（固有荧光）二次荧光荧光显微镜的类型1、透射式荧光显微镜：激发光源是通过聚光镜穿过标本材料来激发荧光