科研級熒光掃描顯微鏡憑借其成像能力和高度的精確性,成為細胞生物學、神經科學和材料科學等領域的核心工具。它通過熒光標記技術,揭示了微觀世界的復雜結構與動態變化。本文將深入探討
科研級熒光掃描顯微鏡的主要組成部件及其功能特點,幫助讀者更好地理解這一精密儀器的工作原理。

一、激發光源系統
1、激光器
功能:提供高亮度、單色性的激發光,用于激發樣品中的熒光分子。
特點:具有高能量密度和穩定性,適用于超高分辨率成像。常見的激光類型包括氬離子激光(488nm)、氦氖激光(543nm)和二極管激光(多種波長可選)。
2、汞燈或氙燈
功能:作為傳統激發光源,適用于廣泛的熒光染料。
特點:光譜覆蓋范圍廣,但亮度和穩定性不如激光器。汞燈適合藍綠光區域,而氙燈則提供更均勻的全光譜輸出。
二、光學系統
1、物鏡
功能:放大并聚焦光線,形成清晰的圖像。
特點:高數值孔徑(NA)物鏡能夠實現更高的分辨率和對比度。常見倍率為10x至100x,特殊應用可能需要更高倍率的油浸或水浸物鏡。
2、濾光片組
功能:分離激發光和發射光,確保只有固定波長的光進入探測器。
特點:由激發濾光片、發射濾光片和分束鏡組成。高質量的濾光片能顯著提高圖像質量和信噪比。
三、檢測系統
1、光電倍增管(PMT)
功能:將熒光信號轉換為電信號。
特點:對弱光信號非常敏感,適用于低光強條件下的成像。廣泛應用于共聚焦顯微鏡中。
2、電荷耦合器件(CCD)相機
功能:捕捉二維圖像,并將其數字化。
特點:具備高分辨率和寬動態范圍,適合快速成像和三維重建。新型sCMOS相機進一步提升了靈敏度和幀率。
四、控制系統
1、計算機控制單元
功能:協調各個組件的工作,實現自動化操作。
特點:配備專用軟件,支持復雜的實驗設計、數據采集及分析。用戶界面友好,便于設置參數和監控狀態。
2、電動平臺
功能:精確移動樣品位置,實現多點成像和三維掃描。
特點:高精度步進電機驅動,確保定位準確。部分型號還支持自動聚焦功能,提升效率。