Menetelmät mikroskoopin resoluution parantamiseksi
Mikroskooppi on yksi tärkeimmistä havaitsemislaitteista, ja resoluutio on tärkeä indeksi arvioitaessa mikroskoopin suorituskykyä. Resoluutiolla tarkoitetaan kykyä erottaa selvästi pienempi etäisyys kahden pisteen tai kahden viivan välillä. Ihmissilmä itsessään on mikroskooppi. Tavallisissa valaistusolosuhteissa ihmissilmän resoluutio näennäisetäisyydellä (kansainvälisesti tunnustettu 25 cm) on noin 1/10 mm. Kahden suoran viivan havainnointia varten silmien resoluutiota voidaan parantaa, koska suorat viivat voivat stimuloida sarjaa hermosoluja.
Ihmissilmän resoluutio on vain 1/10 mm, joten ihmissilmä ei pysty erottamaan etäisyyttä alle 1/10 mm:n esineen tai kahden pienen kohteen välillä, jotka ovat lähempänä kuin 1/10 mm. Siksi yksinkertaisesta makrosuurennuslasista optiseen mikroskooppiin mikroskooppista tarkkailua varten, ja sitten ilmestyi elektronimikroskooppi. Mikroskoopin resoluution määritelmä viittaa kahden pienen pisteen väliseen pieneen etäisyyteen, jotka voidaan selvästi erottaa näytteestä. Laskentakaava on: d=0.61λ/na.
jossa: d on resoluutio (um); λ on valonlähteen aallonpituus (um); NA on objektiivin numeerinen aukko (kutsutaan myös aukkosuhteeksi).
Kaavan mukaan mikroskoopin resoluutio riippuu tulevan valonlähteen aallonpituudesta ja sovitetun objektiivilinssin numeerisesta aukosta. Siksi menetelmät optisen mikroskoopin parantamiseksi ovat seuraavat:
1. Pienennä valonlähteen aallonpituutta.
Näkyvän valon lyhyempi aallonpituus on 390nm. Jos tämän aallonpituuden ultraviolettivaloa käytetään valolähteenä, optisen mikroskoopin resoluutio voidaan pienentää 0,2 um:iin. Koska useimmat tavalliset lasimateriaalit absorboivat kuitenkin suuren määrän valoa, jonka aallonpituus on alle 340 nm, ultraviolettivalo ei voi muodostaa selkeää ja kirkasta kuvaa suuren vaimennuksen jälkeen. Siksi on käytettävä kalliita materiaaleja, kuten Shi Ying (joka voi läpäistä ultraviolettivaloa jopa 200 nm) ja fluorisälpä (joka voi läpäistä ultraviolettivaloa jopa 185 nm), eikä ultraviolettimikroskooppia voida tarkkailla paljain silmin. jopa rajoittavat havaitut näytteet sekä kalliit kustannukset, joten tätä tapaa parantaa mikroskoopin resoluutiota ei käytetä laajalti omien rajoitustensa vuoksi.
2. Suurenna objektiivin numeerista aukkoa NA.
Numeerinen aukko NA=n*sin(u)
missä n on objektiivin ja näytteen välisen väliaineen taitekerroin; U on objektiivin puoliaukon kulma. Siksi se on yleinen menetelmä parantaa optisen mikroskoopin resoluutiota ottamalla käyttöön suurempi aukkokulma tai lisäämällä taitekerrointa optisessa suunnittelussa. Yleensä vähätehoisen objektiivilinssin, kuten alle 10X, väliaine on ilma, jonka taitekerroin on 1, eli kuiva objektiivilinssi; Upotusväliaine on tislattua vettä, jonka taitekerroin on 1,33; Öljyllä upotetun objektiivilinssin väliaine on tuoksuva terva tai muu läpinäkyvä öljy, ja sen taitekerroin on yleensä noin 1,52, mikä on lähellä linssin ja objektilasien taitekerrointa, kuten Olympuksen 100X öljypeili. Vesiimmersioobjektiivilla ja öljyimmersioobjektiivilla ei ole vain suuri suurennus, vaan ne myös parantavat objektiivin resoluutiota korkean taitekertoimen ansiosta.
