醫(yī)用顯微鏡是對(duì)微小物體，如人體組織、細(xì)胞、血球以及細(xì)菌、病毒等進(jìn)行觀測和分析的光學(xué)儀器。一個(gè)生物體放大1000倍后，就可以進(jìn)行組織（組織學(xué)）和細(xì)胞（細(xì)胞學(xué)）以及病理（病理學(xué)）的診斷和研究。 ya
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標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)顯微鏡通常由目鏡和物鏡兩個(gè)部分組成光學(xué)系統(tǒng)，主要是凹凸透鏡的組合使用。物體經(jīng)目鏡和物鏡二次放大，所以顯微鏡的放大率是目鏡和物鏡放大率的乘積。同時(shí)，通過光路計(jì)算可得出，顯微鏡的鏡筒愈長，目鏡與物鏡的焦距愈短，放大率就愈大。 ZCVl5R(mZ
顯微鏡的另一個(gè)重要特性是分辨能力，分辨率是由物鏡的數(shù)值孔徑（NA）決定的，NA一般為0.65，最大為1.5~1.6。數(shù)值孔徑越大，分辨能力就越高。 >m'x8x B=
但是，顯微鏡能夠獲得的最高放大倍數(shù)是受到可見光的波長限制的。因?yàn)榭梢姽獾牟ㄩL范圍是從400到700 nm（0.4~0.7 μm），所以能夠分辨的最小物體約為1 μm直徑。由于大多數(shù)細(xì)胞的直徑是5~50 μm，因此，光學(xué)顯微鏡是適合于分辨大于亞細(xì)胞的所有物體。并且，通過光學(xué)技術(shù)的組合運(yùn)用，光學(xué)顯微鏡的最高分辨率可以提高到0.2 μm左右。一般地說，提高物鏡的分辨率有兩種方法：一種是把物鏡浸在油或水里，來增加其數(shù)值孔徑，另一種是利用波長短的光，如紫外線，可把分辨率提高一倍。 G2 #d $
在光學(xué)顯微鏡的光學(xué)操作中，使用三個(gè)基本原理：反射、折射和衍射。 J R PSvP\
1. 相襯顯微鏡技術(shù)——因?yàn)榇蠖鄶?shù)細(xì)胞對(duì)于所有波長的可見光是透明的（除了血紅細(xì)胞以外），所以薄的組織切片在顯微鏡下是看不到什么的。為了分辨不同的細(xì)胞，通常需要用強(qiáng)烈吸收某些波長可見光的化學(xué)品（如染料）把它們?nèi)旧�，不同的化學(xué)品用于染不同的細(xì)胞成分，從而得以幫助辨認(rèn)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。但是，染色的程序相當(dāng)繁雜，并且有時(shí)會(huì)傷害有機(jī)體的生命力。 $ >R(W=Q
有一種光學(xué)技術(shù)是利用細(xì)胞不同部分的不同折射率。因?yàn)楣庠诩?xì)胞的不同部分以不同的速度傳播，所以光波的相位關(guān)系在經(jīng)過樣品時(shí)就會(huì)改變，相襯顯微鏡就利用了這個(gè)折射現(xiàn)象使細(xì)胞結(jié)構(gòu)得以見到而不用染色。這類顯微鏡主要是在直射光的會(huì)聚點(diǎn)處增加一塊透明的平行平面板，來增加板像的襯度，以便分辨。實(shí)用上是采取方形、十字形、環(huán)形的相板，而環(huán)形相板用得最多。它是在平行平面板上鍍覆一層或多層氧化鎂或冰晶石（氟化鋁和氟化鈉）薄膜制成。 RkuuogZ
所謂相襯是通過平行平面板的結(jié)構(gòu)，使穿過組織的光束與導(dǎo)向某一光學(xué)上一致區(qū)域的參考光束接合在一起，這個(gè)組合光束相互干涉，從而在相消干涉的地方產(chǎn)生黑暗區(qū)域，而在相長干涉的地方產(chǎn)生明亮區(qū)域。這與水面上一個(gè)油點(diǎn)所看到的彩色圓環(huán)是一樣的基本原理。 -/D|]qqHm
2.熒光顯微鏡技術(shù)——熒光顯微鏡是一種對(duì)于能發(fā)出熒光的物質(zhì)或經(jīng)熒光色素染色后能發(fā)出熒光的物質(zhì)進(jìn)行觀察的顯微鏡。熒光顯微鏡的光源是紫外光或藍(lán)紫單色光。組織樣品是用染料染色的，這種染料被紫外線輻照激發(fā)時(shí)會(huì)發(fā)出熒光，然后通過適當(dāng)?shù)臑V光片，就能觀察到幾乎所有的有機(jī)分子。 rxO2js
某些熒光染料對(duì)鑒別細(xì)胞的類型是有用的，例如，有一類叫做嗜酸性細(xì)胞的白血細(xì)胞，就是因?yàn)樗邮芤环N曙紅的熒光染料，而被觀察到。有時(shí)候，用于熒光顯微鏡的細(xì)胞染色可以在活體內(nèi)完成。例如，當(dāng)一個(gè)病人被給予四環(huán)素后，它的一部分就混合到新生長的骨中，在新的骨生長部位采取樣品，把它放入熒光顯微鏡時(shí)，就會(huì)發(fā)出黃色或橙色的熒光。 }#v{`Sn%^C
熒光顯微鏡使用的紫外光源是水銀弧光燈，位于顯微鏡附屬的屏蔽盒中，紫外光順著觀察者的視線直接落在經(jīng)過染色處理的樣品上，從而激發(fā)出熒光，突出組織或細(xì)胞的結(jié)構(gòu)或異常的特性，看到在一般照明下看不到的圖像。 W"Jn(:&
3.消除色差的透鏡技術(shù)——在可見光譜中，紅光有最長的波長，并且與可見光譜另一端的紫光相比，不太容易散射。顯微鏡的光源發(fā)射具有在紅與紫之間所有波長（即所有顏色）的連續(xù)光譜，每個(gè)波長都會(huì)以不同程度的折射和反射，并到達(dá)稍微不同的焦點(diǎn)上。這個(gè)現(xiàn)象叫做色差，在高倍放大時(shí)非常明顯。
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圖像經(jīng)歷色差后，具有難以確定的邊界。發(fā)生顏色或亮度變化的任何邊界，會(huì)被由光束沿邊緣衍射而引起的紅和藍(lán)線所突出。對(duì)此問題有兩個(gè)解決辦法。 CodSJ,
用于制造顯微鏡所用透鏡的光學(xué)玻璃是不可能完全一致的，而且透鏡的涂復(fù)也有不同的變化。因此，第一個(gè)解決辦法是采用復(fù)消色差的透鏡，復(fù)消色差透鏡有一層涂覆，以消除由于衍射而引起的波陣面的分離，從而不會(huì)顯現(xiàn)出像彩虹那樣的邊緣，但費(fèi)用較大。第二個(gè)校正色差的方法是使用校正透鏡。即，如果彎曲的透鏡前面在光束中引起失真，那么一個(gè)相反的彎曲透鏡就能夠部分地恢復(fù)光束。光學(xué)顯微鏡的最簡單的透鏡由安裝在鏡筒中的單玻璃片組成，以方便操作。而大多數(shù)透鏡由多個(gè)玻璃片組成，安排在鏡筒中，以在提供組合放大的同時(shí)校正色彩。這與焦點(diǎn)到樣品的距離無關(guān)。 e# /kNHl
4.低能X線技術(shù)——有時(shí)候在顯微鏡中使用X線技術(shù)是有利的，這種用于顯微鏡檢查的低能X線技術(shù)，叫做組織射線照相術(shù)。X線集束穿過與細(xì)粒膠片緊密接觸的組織樣品，而合成的X線影像則在傳統(tǒng)的顯微鏡下考察。因?yàn)榈湍躕線可被重分子（如鈣之類）強(qiáng)烈吸收，所以組織射線照相術(shù)常常用于研究已切成薄片（~ 0.1 mm）的骨樣品。 8z<r.joxC
5.藍(lán)色玻璃濾片技術(shù)——在顯微鏡光源和樣品之間的某些點(diǎn)上，可設(shè)計(jì)彩色濾片以校正由光源發(fā)射的色譜。因?yàn)樗械臒舨豢赡苁峭耆恢碌模凑站S恩位移律，由熱物體發(fā)射的光譜是直接與物體的溫度有關(guān)的，相對(duì)地冷的物體，像電爐加熱元件，在約1700K時(shí)發(fā)出暗紅光；而熱的物體，像鎢燈絲在3000K時(shí)發(fā)出幾乎是白色的紫光，而直接對(duì)它看是難受的。 ]bgY6@M
當(dāng)物體的溫度增加時(shí)，最大的波長（即紅色）向光譜的紫色端轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致“較白”的光。在較低的溫度時(shí)，燈絲可以發(fā)射某些藍(lán)色和紫色的波長。然而，此光譜仍然含有足夠的“溫暖”顏色，以給出圖像的一個(gè)紅色或橙色的色調(diào)。藍(lán)色濾片就可以阻擋更長的“溫暖”顏色，足夠來產(chǎn)生在所有強(qiáng)度水平上的“白”光，以便清晰地觀察組織樣品。 }E}8_ 8T6
6.提高放大倍率的波長選擇技術(shù)——在光學(xué)顯微鏡上，2000倍的放大率，一般地被認(rèn)為是對(duì)于具有標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)零件的傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的放大率的絕對(duì)限度。大多數(shù)具有油透鏡的光學(xué)顯微鏡停留在1600倍上，就是在這一點(diǎn)，或者衍射變成過分地難以聚焦一個(gè)圖象，或者使用可見光來看則結(jié)構(gòu)太小。為了能夠觀察，在檢視下的樣品特征必須大于所使用的光的波長。例如，如果考慮一個(gè)550納米（綠光）的中等波長，那么容易觀察到具有75000納米（或75微米）的血紅細(xì)胞。最小的細(xì)菌在500納米時(shí)顯現(xiàn)為模糊的陰影，而較大的樣品在10000納米則可清晰地分辨。在50納米大小的病毒是難以探測的，光線環(huán)繞在病毒周圍，因?yàn)楣獾牟ㄩL太大而被微粒吸收。這與無線電波不能被電話桿阻擋但可被建筑物阻擋的道理是一樣的。但是，視頻圖像的計(jì)算機(jī)處理能夠展示人們?cè)谡Ｇ闆r下不能看到的美妙事物。 &*&?0ov^"
7.暗場與偏振光技術(shù)——在白光下，物鏡最多能分辨0.2 μm，若照明光束不直接射入物鏡，則視場呈黑暗狀態(tài)，通過目鏡就可以觀察到0.1μm甚至更小的超顯微粒子（如某些病毒）。這類暗場顯微鏡一般采用側(cè)向照明或落射光側(cè)向照明。 "Jy~PcJZ1
偏光顯微鏡主要是增加了兩個(gè)偏光鏡，利用光的偏振特性對(duì)具有雙折射性的物質(zhì)進(jìn)行精細(xì)結(jié)構(gòu)的觀察，如齒、骨、頭發(fā)、指甲、卵巢、活細(xì)胞的結(jié)晶內(nèi)含物、神經(jīng)纖維、肌肉等。又因在旋光性方面，正常細(xì)胞對(duì)偏振光左旋，而腫瘤細(xì)胞對(duì)偏振光右旋，所以還可進(jìn)行癌癥的鑒別。
