生物倒置光学显微镜实验
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光学显微镜的使用实验报告光学显微镜的使用实验报告引言:光学显微镜是一种广泛应用于生物学、医学、材料科学等领域的重要工具。
通过光学显微镜,我们可以观察微小物体的细节结构,了解其形态、组织和功能。
本实验旨在探究光学显微镜的使用方法和技巧,以及观察不同样本时的注意事项。
实验步骤:1. 准备工作在进行实验前,我们首先需要检查显微镜的工作状态。
确保显微镜的光源正常,镜头清洁无污迹,并调整好目镜和物镜的焦距。
2. 样本制备选择合适的样本进行观察。
可以使用显微镜载玻片将样本固定在载玻片上,并滴加一滴显微镜油,以增强镜头与样本之间的接触。
3. 调整目镜将样本载玻片放置在显微镜的载物台上,并将目镜调整到最佳观察位置。
通过调节目镜的焦距,使得观察到的图像清晰可见。
4. 选择物镜根据所需的放大倍数,选择合适的物镜。
较低倍数的物镜适合观察较大的样本结构,而较高倍数的物镜则适合观察细小的细胞结构。
5. 调整物镜将选择好的物镜插入显微镜的物镜孔中,并通过旋转物镜转盘将物镜调整到最佳位置。
同时,通过调节焦距轮,使得样本图像再次清晰可见。
6. 观察样本通过调节显微镜的焦距,我们可以逐渐放大样本的细节。
可以使用显微镜的调焦手轮,或者通过移动载物台来调整焦距。
同时,可以通过旋转物镜转盘来切换不同的物镜,以获得不同放大倍数下的观察效果。
7. 记录观察结果在观察样本的过程中,我们可以使用目镜上的刻度尺来测量样本的大小。
同时,可以使用显微镜上的摄像头将观察到的图像记录下来,以便后续分析和研究。
注意事项:1. 在使用显微镜时,需要注意避免镜头表面的指纹和污渍,以免影响观察效果。
可以使用特制的镜头纸轻轻擦拭镜头表面。
2. 在调整焦距时,应该缓慢移动调焦手轮或载物台,避免快速转动导致样本移位或显微镜晃动。
3. 在更换物镜时,需要小心操作,避免物镜与样本或载物台的碰撞,以免损坏显微镜的零件。
4. 在观察样本时,应该保持耐心,并细心观察样本的不同区域。
一、实验目的1. 了解光学显微镜的构造和原理,掌握其操作方法。
2. 通过观察不同类型的细胞和细胞器,加深对生物学知识的理解。
3. 培养实验操作技能和观察能力。
二、实验原理光学显微镜是利用光学原理对微小物体进行放大的仪器。
通过显微镜,我们可以观察到肉眼无法看到的细胞、细胞器等微小结构。
光学显微镜的成像原理是利用透镜将物体放大,使其在目镜中形成清晰的像。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:洋葱鳞片叶、口腔上皮细胞、口腔黏膜细胞、红细胞、酵母菌等。
2. 实验仪器:光学显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、滴管、显微镜油、酒精、擦镜纸等。
四、实验步骤1. 清洁显微镜,检查各部件是否完好。
2. 在载玻片上滴一滴生理盐水,将洋葱鳞片叶或口腔上皮细胞等材料用镊子夹起,放入生理盐水中。
3. 用盖玻片轻轻覆盖在材料上,避免产生气泡。
4. 将载玻片放在显微镜载物台上,调整载物台高度,使材料位于视野中央。
5. 选择合适的物镜,调节粗准焦螺旋,使物镜与载玻片之间保持适当距离。
6. 转动转换器,选择低倍物镜,转动粗准焦螺旋,使视野中出现清晰的物体像。
7. 调节细准焦螺旋,使物体像更加清晰。
8. 观察不同类型的细胞和细胞器,记录观察结果。
9. 使用擦镜纸清洁显微镜镜头。
五、实验结果与分析1. 洋葱鳞片叶细胞:细胞呈长方形,细胞壁明显,细胞质均匀,细胞核位于细胞中央。
2. 口腔上皮细胞:细胞呈扁平状,细胞质透明,细胞核位于细胞中央。
3. 口腔黏膜细胞:细胞呈圆形,细胞质透明,细胞核位于细胞中央。
4. 红细胞:呈圆形,无细胞核,细胞质呈红色。
5. 酵母菌:呈圆形或椭圆形,细胞质透明,细胞核位于细胞中央。
通过观察不同类型的细胞和细胞器,我们可以加深对细胞结构、细胞功能和生物学知识的理解。
例如,洋葱鳞片叶细胞和口腔上皮细胞都是真核细胞,具有细胞壁、细胞质和细胞核等结构;红细胞是红细胞,无细胞核,具有运输氧气和二氧化碳的功能。
六、实验总结本次实验使我们了解了光学显微镜的构造和原理,掌握了其操作方法。
一、实验目的1. 掌握光学显微镜的基本构造和使用方法;2. 了解光学显微镜的成像原理和分辨率;3. 通过观察不同类型的细胞和生物组织,加深对细胞结构和生物组织的认识。
二、实验原理光学显微镜是利用光学原理放大微小物体的仪器。
其基本原理是:当物体放置在物镜的焦平面附近时,物镜将物体成一个倒立、放大的实像,该实像位于目镜的焦平面附近,目镜再次放大该实像,形成最终的观察图像。
三、实验器材1. 光学显微镜一台;2. 10×物镜、40×物镜、100×物镜各一个;3. 载物台、载物片、盖玻片;4. 标本:洋葱鳞片叶、口腔上皮细胞等。
四、实验步骤1. 将显微镜放置在实验台上,调整显微镜至水平状态;2. 将标本放置在载物台上,用盖玻片覆盖标本;3. 将10×物镜对准载物台上的标本,调整显微镜的焦距,使标本清晰;4. 观察标本的细胞结构和生物组织,记录观察结果;5. 换用40×物镜,重复步骤3和4,观察更细微的结构;6. 换用100×物镜,重复步骤3和4,观察细胞内部的细微结构;7. 记录观察结果,分析细胞结构和生物组织的特征。
五、实验结果与分析1. 洋葱鳞片叶细胞:细胞呈长条形,细胞壁明显,细胞质内含有大量的淀粉粒;2. 口腔上皮细胞:细胞呈扁平状,细胞核位于细胞中央,细胞质内有丰富的细胞器;3. 细胞结构:细胞膜、细胞壁、细胞核、细胞质、细胞器等;4. 生物组织:上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织等。
通过本次实验,我们掌握了光学显微镜的基本构造和使用方法,了解了光学显微镜的成像原理和分辨率。
在观察不同类型的细胞和生物组织的过程中,我们对细胞结构和生物组织的特征有了更深入的认识。
六、实验结论1. 光学显微镜是一种有效的观察微小物体的工具,广泛应用于生物学、医学等领域;2. 通过调整物镜和目镜的倍数,可以观察到不同层次的结构;3. 细胞结构和生物组织的观察有助于我们深入了解生命现象。
从眼前做起从眼前做起地电1. 用途XDS系列实验室倒置生物显微镜配备有特殊设计的长工作距离平场消色差物镜、长工作距离聚光镜和相衬装置,采用倒置式结构,因而特别适合于附着在培养皿底或悬浮在培养基中的活体观察,是细胞培养、组织培养及微生物研究的必备仪器,在水质鉴定、食品检验、化学反应沉淀物和晶体结构分析等工作中亦可发挥巨大作用,可广泛应用于生物医学、环境保护、工农业生产、教学、科研等诸多行业和部门。
2.规格2.1 物镜标记类别放大倍数数值孔径(N.A.)工作距离(mm)盖玻片厚度(mm)备注LWD PLAN 10/0.25LWD PLAN 25/0.40 LWD PLAN 40/0.60 长距平场消色差10⨯25⨯40⨯0.250.400.607.9531.5LWD PLAN ph 10/0.25 LWD PLAN ph 25/0.40 LWD PLAN ph 40/0.60 长距平场消色差负相衬10⨯25⨯40⨯0.250.400.607.9531.5 绿色标志2.2 目镜标记类别放大倍数焦距(mm) 视场直径(mm)附注WF10⨯广角目镜10⨯25 φ20(图一)XDS-1B型外形图(图二)XDS-1A型外形图4 使用(图四)主机底座图(图五)托臂板安装图4 使用(图七)双目镜组4.5 双手握左右目镜筒(7-2)相对转动,可在55-75mm范围内调整双目瞳距与观察者瞳距一致(双像重合)。
(图九)相衬装置4.10 相衬观察4.10.1对XDS-1型4.10.1.1 将环板片(9-1)插入聚光镜相应插孔中。
4.10.1.2 孔径光栏开至最大。
4.10.1.3 相应放大倍数的相衬物镜置入光路。
4.10.1.4 在一个目镜筒中换用对中目镜观察,调节对中目镜的视度调节圈(9-2),并稍调节聚光镜升降手轮,使环板上的亮圈和相板上的暗环成像同时清晰。
4.10.1.5 转动环板座调节螺钉(8-11),使环板和相板的中心重合。
2023级医学实验技术专业《细胞生物学实验技术》课程实验报告学号姓名成绩实验一:光学显微技术与细胞显微测量一.实验原理光镜的成像需要光束穿透被观察的样品,用于普通光镜的生物样品必须经过一系列的组织处理并制成1~10微米的切片。
普通显微镜的成像原理:被观察的物体先通过物镜进行第一次成像,物镜会将物体放大成一个倒立的实像。
这个实像再通过目镜进行第二次放大,最终形成一个倒立的虚像。
荧光显微镜利用短波波长,激发样品,使其产生荧光,通过放大系统放大后,看到的不是样品的本色,而是其荧光。
荧光显微镜的工作原理:荧光显微镜会使用特定的荧光染料或标记物,这些物质在受到特定波长的光激发时,会发出荧光。
当被观察的样本被这种荧光染料处理后,在显微镜下用特定波长的光进行照射,样本中的荧光染料就会吸收光的能量并发出荧光。
二.实验器材普通光镜44台(两间实验室)、荧光显微镜4台(每间实验室2台)、倒置显微镜4台(每间实验室2台)、小剪、小镊、小刀、牙签、吸管、手套、载玻片、盖玻片、移液器、黄白枪头、擦镜纸、面巾纸三.实验试剂教学标本片:人血标本44片、鸡血标本44片、镜台测微尺44片、目镜测微尺44片、AO 染液(0.1mg/ mL )1.5mLx4支、碘液10mLx4瓶四.实验步骤显微测量的步骤:1.抽出目镜,旋下接目透镜,将目微尺放到目镜光阑上(刻度一面朝下),再将透镜旋上。
2.将台尺置于载物台,用低倍镜将台微尺移至视野中央,然后换用测量细胞时所用物镜,调焦,使刻度清楚。
3.转动目镜,使目微尺与台微尺的刻度平行,再使目微尺上某段两端的刻线与台微尺刻线重合,读出两端重合线间,目微尺和台微尺各多少格。
4.计算选定物镜下,目微尺每格实际长度(μm ):目微尺每格长度=台微尺格数/目微尺格数x10μm5.取下台尺,换上细胞标本,用目微尺测量细胞大小。
先用目尺测出佰放:数,再每格长度。
每种细胞测量5-10个(不同视野),计算均值。
倒置显微镜图册进入20世纪80年代以来,光学显微镜的设计和制作又有了很大的发展,其发展趋势主要表现在,注重实用性和多功能方面的改进。
在装配设计上趋于采用组合方式,集普通光镜加相差、荧光、暗视野、DIC、摄影装置于一体,从而操作灵活,使用方便。
同样倒置显微镜也结合其他技术,下面简单介绍一些:莱卡倒置显微镜.MC006-5XB-PC金相显微镜主要用于鉴定和分析金属内部结构组织,它是金属学研究金相的重要仪器,是工业部门鉴定产品质量的关键设备,该仪器配用摄像装置,可摄取金相图谱,并对图谱进行测量分析,对图像进行编辑、输出、存储、管理等功能。
XDS-200倒置显微镜是一种载物台在物镜上面的生物显微镜,由于配有长工作距离的聚光镜,长工作距离平场消色差物镜及相衬装置,故可使用各种培养皿和培养瓶,特别适用于对活体细胞和组织,流质,沉淀物等进行显微研究,该仪器可供科研,高校,医疗,防疫,农牧等部门使用。
XDS-200C电脑型倒置显微镜是将精锐的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、尖端的计算机成像技术完美地结合在一起而开发研制成功的一项高科技产品。
既可人工观察显微图像,又可以在计算机显示器上很方便地适时观察显微图像,并可随时捕捉记录观察图片,从而对观察图像进行分析,处理等,还可以保存或打印出高像素图像照片。
4XBC电脑型双目倒置金相显微镜是将精锐的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、尖端的计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成功的一项高科技产品。
可以在计算机显示器上很方便地观察金相图像,从而对金相图谱进行分分析,评级等对图片进行输出、打印。
显微镜成像清晰,视野宽广,整体设计符合人机功能,适合长时间操作。
可广泛地应用在工厂或实验室进行铸件质量的鉴定。
原材料的检验或对材料处理后金相组织的研究分析等工作。
本仪器是系倒置式金相显微镜,由于试样被观察表面与工作台表面重合,因此与试样高度无关,便用方便,仪器结构紧凑,外形美观大方,仪器底座支承面积较大,弯臂坚固,使仪器的重心较低安放平稳可靠,由于目镜与支承面呈45度倾斜,使观察舒适。
实验一光学显微镜的使用与微生物观察第一节普通光学显微镜的使用一、实验目的1、了解普通光学显微镜的基本构造和工作原理。
2、学习并掌握普通光学显微镜,重点是油镜的使用技术和维护知识。
3、在油镜下观察微生物的几种基本形态。
二、基本原理(一)普通光学显微镜的构造普通光学显微镜由机械系统和光学系统两部分组成(图1-1)。
1、机械系统机械系统包括镜座、镜臂、镜筒、物镜转换器、载物台、调节器等。
(1)镜座:它是显微镜的基座,可使显微镜平稳地放置在平台上。
(2)镜臂:用以支持镜筒,也是移动显微镜时手握的部位。
(3)镜筒:它是连接接目镜(简称目镜)和接物镜(简称物镜)的金属圆筒。
镜筒上端插入目镜,下端与物镜转换器相接。
镜筒长度一般固定,通常是160mm。
有些显微镜的镜筒长度可以调节。
(4)物镜转换器:它是一个用于安装物镜的圆盘,位于镜筒下端,其上装有3~5个不同放大倍数的物镜。
为了使用方便,物镜一般按由低倍到高倍的顺序安装。
转动物镜转换器可以选用合适的物镜。
转换物镜时,必须用手旋转圆盘,切勿用手推动物镜,以免松脱物镜而招致损坏。
(5)载物台:载物台又称镜台,是放置标本的地方,呈方形或圆形。
载物台上装有压片夹,可以固定被检标本;有标本移动器,转动螺旋可以使标本前后和左右移动。
有些标本移动器上刻有标尺,可指示标本的位置,便于重复观察。
(6)调节器:调节器又称调焦装置,由粗调螺旋和细调螺旋组成,用于调节物镜与标本间的距离,使物像更清晰。
粗调螺旋转动一圈可使镜筒升降约10mm,细调螺旋转动一圈可使镜筒升降约0.1mm。
图1-1 普通光学显微镜的构造1. 镜座2. 镜臂3. 镜筒4. 转换器5. 载物台6. 压片夹7. 标本移动器8. 粗调螺旋9. 细调螺旋 10. 目镜 11. 物镜 12. 虹彩光阑(光圈)13. 聚光器14. 反光镜2、光学系统光学系统包括目镜、物镜、聚光器、反光镜等。
(1)目镜:它的功能是把物镜放大的物像再次放大。
倒置荧光显微镜的原理倒置荧光显微镜是一种常用于生物学研究的显微镜,其原理是利用荧光物质对特定波长的光进行吸收后发出的荧光信号来观察样品。
相对于传统的正立显微镜,倒置荧光显微镜具有更大的工作距离和深度,适用于观察厚度较大的样品或三维细胞培养。
倒置荧光显微镜的构造与正立显微镜有所不同。
它的光学系由凹透镜、凹透镜、过渡镜和目镜组成。
样品被放置在显微镜的下方,光线通过凹透镜透射到样品上方,然后由目镜观察。
这种布局使得样品可以直接放置在培养皿、培养瓶或光学盖玻片上,方便地观察细胞培养、组织切片和活体显微镜的实验等。
倒置荧光显微镜的关键原理是荧光物质的激发和发射。
荧光物质是一类在特定波长的激发光下吸收能量并向高能级跃迁,然后通过非辐射跃迁的方式释放出低能级的光子的化合物。
荧光物质通常具有特定的激发波长和特征的发射光谱。
这种特性使得荧光物质可以被用来标记特定的生物分子或结构,并通过显微镜观察。
在倒置荧光显微镜中,激发光从灯源通过滤光片和凸透镜聚焦到样品上方。
被标记的样品经过适当的处理后,荧光物质会吸收激发光并发出发射光。
这些发射光通过物镜的凹透镜透射后经过过渡镜,再从目镜观察。
过渡镜的作用是将发射光和激发光进行分离,以避免激发光进入目镜。
同时,通过选择合适的滤光片,只有发射光可以通过,从而进一步加强图像的对比度和清晰度。
倒置荧光显微镜还具有荧光激发区域广、检测极限低、对光线入射角不敏感等优点。
由于光线入射于样品下方,所以样品的厚度对观察结果的影响较小。
这也使得倒置荧光显微镜特别适合观察厚度较大的样品,如多层细胞、培养组织和活体标本。
此外,倒置荧光显微镜还广泛应用于细胞培养、细胞动力学研究、组织工程和生物物理学等领域。
总之,倒置荧光显微镜利用荧光物质的激发和发射原理来观察特定标记的样品。
通过合适的激发光源、滤光片和过渡镜,可以将发射光和激发光进行分离,从而获得清晰的荧光显微图片。
倒置荧光显微镜具有工作距离长、适用于厚度较大的样品以及对光线入射角不敏感等特点,是生物学研究中常用的显微镜。
实验十八生物倒置光学显微镜实验【引言】光学显微镜是利用光学原理,把人眼所不能分辨的微小物体放大成像,以供人们提取微细结构信息的光学仪器,已有300多年的发展史。
1590年,荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。
1610年前后,意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜的同时,改变物镜和目镜之间的距离,得出合理的显微镜光路结构,当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。
17世纪中叶,英国的胡克和荷兰的列文胡克,都对显微镜的发展作出了卓越的贡献。
1665年前后,胡克在显微镜中加入粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。
这些部件经过不断改进,成为现代显微镜的基本组成部分。
1673~1677年期间,列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜,其中九台保存至今。
胡克和列文胡克利用自制的显微镜,在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出的成就。
19世纪,高质量消色差浸液物镜的出现,使显微镜观察微细结构的能力大为提高。
1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜。
19世纪70年代,德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。
这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展,并为19世纪后半叶包括科赫、巴斯德等在内的生物学家和医学家发现细菌和微生物提供了有力的工具。
在显微镜本身结构发展的同时,显微观察技术也在不断创新:1850年出现了偏光显微术;1893年出现了干涉显微术;1935年荷兰物理学家泽尔尼克创造了相衬显微术,他为此在1953年获得了诺贝尔物理学奖。
古典的光学显微镜只是光学元件和精密机械元件的组合,它以人眼作为接收器来观察放大的像。
后来在显微镜中加入了摄影装置,以感光胶片作为可以记录和存储的接收器。
现代又普遍采用光电元件、电视摄象管和电荷耦合器等作为显微镜的接收器,配以微型电子计算机后构成完整的图象信息采集和处理系统。
【实验目的】①学习和了解普通光学显微镜的原理和结构;②学习掌握光学显微镜的操作,观察标尺和溶液中μm量级的聚苯乙烯小球,并利用软件采集图像作处理。
③利用磁镊系统观察记录并分析DNA长度与磁力大小的关系,【实验仪器】光学倒置显微镜,载玻片,标尺,修饰有DNA分子的样品槽,三维手动微操纵仪,磁铁【实验原理】1.显微镜的成像原理显微镜和放大镜起着同样的作用,就是把近处的微小物体成一放大的像,以供人眼观察。
只是显微镜比放大镜可以具有更高的放大率而已。
物体位于物镜前方,离开物镜的距离大于物镜的焦距,但小于两倍物镜焦距。
所以,它经物镜以后,必然形成一个倒立的放大的实像A'B'。
A'B'再经目镜放大为虚像A''B''后供眼睛观察。
目镜的作用与放大镜一样。
所不同的只是眼睛通过目镜所看到的不是物体本身,而是物体被物镜所成的已经放大了一次的像。
图1. 显微镜成像原理。
2.显微镜的几个基本概念2.1分辨率(分辨距离):显微镜能分辨的最小距离,用D 表示。
D=0.61/ n sin λα ;D :分辨率 λ:光波的波长 n:介质折射率 α:物镜镜口角的一半在明视距离(25cm )之处,正常人眼所能看清相距0.073mm 的两个物点,这个0.073mm 的数值,即为正常人眼的分辨距离。
显微镜的分辨率越小,即表示它的分辨力越高,也就是表示它的性能越好。
显微镜的分辨力的大小由物镜的分辨力来决定的,而物镜的分辨力又是由它的数值孔径和照明光线的波长决定的。
2.2孔径角:由标本上一点发出的进入物镜最边缘光线L 和进入物镜中心光线OA 之间的夹角α;称为孔径角。
2.3数值孔径:令NA = n sin α⋅, 叫物镜的数值孔径。
数值孔径与显微镜的分辨率有密切关系, NA 越大,分辨率越高。
介质折射率n 代表了该媒质的光密度,如玻璃和空气(即光的传播速度)。
一般情况下,在物镜和样品之间为空气,其折射率约为1。
在样品和物镜之间以油替代空气的一类特别的透镜称为油镜,油镜所用的浸油折射率约为1.5, 因此使用油镜可以提高分辨率。
最大的数值孔径一般是1.2—1.4。
2.4放大率在显微镜下所看到的物像和实际物体之间的大小比例叫显微镜的放大率或放大倍数。
显微镜下物像的放大主要由物镜、镜筒长度、目镜所决定。
适合的放大倍数决定于物镜的数值孔径,一船应为数值孔径的500――1000倍。
2.5焦点深度一般物镜成象时并不仅仅只成一个平面,而是上下一定范围内都能看清楚,超出这段距离的物体就模糊不清。
这段距离位于显微镜焦点的上下很小的范围之内。
这段距离的上下限叫焦点深度。
焦深随物镜倍率增加而减小,越是高倍的物镜焦深越短。
对于显微摄影,如果需要焦深较大的效果,则可以选择同倍率下NA较小的物镜或使用带光阑的物镜,减小NA值。
2.6视野目镜中观察到的物像的一定范围叫视野。
显微镜的总放大率小的时候所能看到的标本的范围大,而总放大率愈大所能看到的标本的局部愈小。
所以说视野与显微镜的总放大率成反比。
在同一总放大率的条件下视野也可有大小差别。
这种差别决定于目镜的某些性能。
首先目镜的视场光栏的直径是最主要的条件。
视场光栏的直径叫目镜的视场数值.2.7工作距离工作距离也叫物距,即指物镜前透镜的表面到被检物体之间的距离。
在物镜数值孔径一定的情况下,工作距离短孔径角则大。
数值孔径大的高倍物镜,其工作距离小。
【实验装置】光学显微镜结构普通光学显微镜的构造主要分为三部分:机械部分、照明部分和光学部分。
1.机械部分(1)镜座:是显微镜的底座,用以支持整个镜体。
(2)镜柱:是镜座上面直立的部分,用以连接镜座和镜臂。
(3)镜臂:一端连于镜柱,一端连于镜筒,是取放显微镜时手握部位。
(4)镜筒:连在镜臂的前上方,镜筒上端装有目镜,下端装有物镜转换器。
(5)物镜转换器(旋转器):接于棱镜壳的下方,可自由转动,盘上有3-4个圆孔,是安装物镜部位,转动转换器,可以调换不同倍数的物镜,当听到碰叩声时,方可进行观察,此时物镜光轴恰好对准通光孔中心,光路接通。
(6)镜台(载物台):在镜筒下方,形状有方、圆两种,用以放置玻片标本,中央有一通光孔,我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器(推片器),推进器左侧有弹簧夹,用以夹持玻片标本,镜台下有推进器调节轮,可使玻片标本作左右、前后方向的移动。
(7)调节器:是装在镜柱上的大小两种螺旋,调节时使镜台作上下方向的移动。
①粗调节器(粗螺旋):大螺旋称粗调节器,移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降,所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中,通常在使用低倍镜时,先用粗调节器迅速找到物象。
②细调节器(细螺旋):小螺旋称细调节器,移动时可使镜台缓慢地升降,多在运用高倍镜时使用,从而得到更清晰的物象,并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构。
2.照明部分装在镜台下方,包括反光镜,集光器。
(1)反光镜:装在镜座上面,可向任意方向转动,它有平、凹两面,其作用是将光源光线反射到聚光器上,再经通光孔照明标本,凹面镜聚光作用强,适于光线较弱的时候使用,平面镜聚光作用弱,适于光线较强时使用。
(2)集光器(聚光器)位于镜台下方的集光器架上,由聚光镜和光圈组成,其作用是把光线集中到所要观察的标本上。
①聚光镜:由一片或数片透镜组成,起汇聚光线的作用,加强对标本的照明,并使光线射入物镜内,镜柱旁有一调节螺旋,转动它可升降聚光器,以调节视野中光亮度的强弱。
②光圈(虹彩光圈):在聚光镜下方,由十几张金属薄片组成,其外侧伸出一柄,推动它可调节其开孔的大小,以调节光量。
3.光学部分(1)目镜:装在镜筒的上端,通常备有2-3个,上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数,一般装的是10×的目镜。
(2)物镜:装在镜筒下端的旋转器上,一般有3-4个物镜,其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜,较长的刻有“40×”符号的为高倍镜,最长的刻有“100×”符号的为油镜,此外,在高倍镜和油镜上还常加有一圈不同颜色的线,以示区别。
显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积,如物镜为10×,目镜为10×,其放大倍数就为10×10=100。
磁镊装置整个装置建立在一倒置显微镜(Nikon-TE2000U)上。
样品池由两片载玻片夹住一片侧面抛光的盖玻片并用玻璃胶密封构成。
上面载玻片上面钻有两个1 mm 大小的小孔,玻璃管从小孔中接出并与硅胶管相连,一根硅胶管连接微注射泵,另一根接样品溶液。
通过调节微注射泵的流速和拉伸方式,可以使样品进入或流出样品池(图2A)。
一端带有磁球而另一端带有地高辛的DNA溶液引入后可通过地高辛和抗地高辛之间的特异结合,连接在铺好抗地高辛的抛光盖玻片侧壁上,形成如图2B所示结构。
样品池一侧有安装在手动微操纵仪的永磁铁,通过吸引磁球对DNA施加拉力。
可以通过改变永磁铁的位置来改变磁力大小。
样品池内显微镜成像通过外接CCD 每秒25帧成像实时传送到计算机主机上安装的图像采集卡并录像保存视频供分析(图2C )。
磁球在焦平面x 方向的运动相当于一个阻尼摆运动。
热涨落倾向于让小球偏离平衡位置δx,导致了x 方向回复力θFsin F x =与之抗衡,这里θ为摆偏离平衡位置夹角,F 为垂直于x 方向的外力.由于θ较小,L /x sin δθθ=≈,于是有F x ≈F δx/<L>=k x δx,其中<L>为DNA 的末端距长度即磁球到侧壁的距离,k x =F/<L>,是该阻尼摆的有效劲度.这样摆的小角度的x 方向运动可以看作一维谐振子运动,其能量等于k x < δx 2>/2,而根据能量均分定理,小球在垂直磁场方向即x 方向自由度上的能量为K B T/2,这样K B T/2= k x < δx 2>/2= F< δx 2>/(2<L>),得到:2/B F K T L x δ=, (1)其中K B 为波尔兹曼常数,T 为热力学温度,< δx 2>为磁球布朗运动X 方向的均方差。
磁球的运动轨迹利用基于快速傅立叶变换的自相关算法程序分析采集的视频得到。
这样δx 和〈L 〉可以通过图像分析直接得到并通过上式求得外力大小。
图2. A)样品池设计;B)实验设计;C)实验装置图。
【实验步骤】1.显微镜使用实验时先把显微镜放在座前桌面上稍偏左的位置,镜座应距桌沿 6~7 cm 左右。
打开光源开关,调节光强到合适大小。
转动物镜转换器,使低倍镜头正对载物台上的通光孔。
在载物台上放上标尺,先用10倍物镜观察,使被观察的部分位于通光孔的正中央。
观察之前,先转动粗动调焦手轮,使载物台上升,物镜逐渐接近玻片。