蔡司征文大赛 幸福感的来源 —— 科勒照明
以下文章来源于蔡司征文大赛,作者关苑君,来自中山大学中山医学院科研仪器管理中心
研究生时期,第一次接触了蔡司激光共聚焦显微镜LSM 710。记得当时有一个实验需要观察YFP荧光信号,但整个实验楼里都没有一台荧光显微镜配置对应的荧光滤色片组。所以,考虑用激光共聚焦显微镜对该样品进行荧光成像。令人印象深刻的是,在应用工程师王工专业的指导和培训下,实验顺利地开展了。但总有一些意外,就是样品多次失败。(就让回忆停留在那里吧)
缘分匪浅,我目前的工作就是与显微镜管理相关,给予我专业帮助最多的依然是蔡司工程师们——带我入门光学显微世界。在成长的过程之中,也有一些意外,我逐步当上显微镜清洁小工,并对这份工作的热爱程度比正式的工作内容都高。
显微镜是一套精密的光学设备。刚开始担任清洁小工时,让我认识了给予这套设备生命的每一个部件,物镜、聚光镜、孔径光阑、视场光阑等,感觉微妙而神奇。特别是完成部分部件清洁,调整好科勒照明以后,幸福感油然而生。这份感觉是在蔡司Axio Imager.Z1研究级正置显微镜(点击查看)和Axio Observer.Z1研究级倒置显微镜(点击查看)上获得的。随着工作的深入,又有机会了解到相差显微镜、微分干涉显微镜、活细胞工作站和激光扫描共聚焦显微镜。要使用好这些显微镜,都离不开正确的调节科勒照明。
▲蔡司Axio Observer.Z1研究级倒置荧光显微镜部件
科勒照明出现以前,临界照明是最主要的照明方法,其缺点是灯丝像成在样品面、照明不均匀、样品成像效果不佳。十九世纪末,蔡司公司的August Köhler工程师发明了一种优化的照明方法,让灯丝成像在孔径光阑面,平行光通过样品面,从而保证了照明均匀;另外,可调整聚光镜孔径光阑以匹配物镜的数值孔径[1,2],从而达到更佳的分辨率和图像对比度。这种二次成像的照明方式命名为“科勒照明”。调节好显微镜的科勒照明后,我们才能顺利开展样品的显微观察之旅。
▲科勒照明的光学设置和显示各种光学元件共轭像面的光路图[2]
工作郁闷时,我就会去清洁显微镜、调科勒照明,心情便能得到舒缓。蔡司显微镜让我逐步爱上清洁这份工作,以至于箱体式的数字玻片扫描系统来到我们部门时,我有种莫名de失落感,因为无法很直接地调整科勒照明了。
与目前其他工作内容相比,清洁和调科勒照明是最基础的,但却容易被忽略。做好这份清洁工,也是不忘初心的另外一种绝佳表达方式呢。
▲蔡司Axio Observer.Z1研究级倒置显微镜的10倍物镜下和目镜下的视场光阑像,视场光阑最小时
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打开显微镜,明场目镜观察照明状态;
调节聚光镜至顶部位置,打开视场光阑和孔径光阑,确认有光照射到样本
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选择10X物镜,通过调焦旋钮,聚焦样品
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关小视场光阑使其在视野内出现一个多边形
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调节聚光镜垂直调节旋钮,至视野内可以看到边缘清晰锐利的多边形(即视场光阑的图像)
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使用聚光镜支架上的两个中心调节旋钮,将视场光阑的图像调节至视野中心
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打开视场光阑使其边缘刚好外切于视野
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取下一个目镜,通过镜筒观察,调节孔径光阑(对比度)
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调节孔径光阑的位置大约至视野大小的2/3~4/5。
大多数情况下这个位置可以提供较为理想的分辨率和对比度