尼康(Nikon)顯微鏡以??精密光學(xué)設(shè)計(jì)、模塊化擴(kuò)展性及智能軟件集成??著稱,廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、材料分析、工業(yè)檢測等領(lǐng)域。以下從核心系統(tǒng)、操作流程、智能功能到維護(hù)規(guī)范展開詳解,覆蓋主流型號。
??一、核心系統(tǒng)構(gòu)成與原理??
??1. 光學(xué)系統(tǒng):尼康核心技術(shù)壁壘??
??無限遠(yuǎn)校正光學(xué)系統(tǒng)(CFI)??
所有物鏡、鏡筒、目鏡采用平行光路設(shè)計(jì),消除像差,確保從中心到邊緣的均勻分辨力。
典型配置:
??物鏡??:Plan Fluor(高透光率熒光)、APO CHROMAT(復(fù)消色差,用于多色成像)、WD 50mm長工作距離物鏡(工業(yè)檢測)。
??目鏡??:高眼點(diǎn)型(支持戴眼鏡用戶,視野直徑22mm)。
??多模式照明技術(shù)??
| ??照明類型?? | ??適用場景?? | ??關(guān)鍵配件?? |
| ??透射光柯勒照明?? | 病理切片、細(xì)胞觀察 | 鹵素?zé)?2V/100W + 綠色濾光片 |
| ??落射熒光?? | GFP/RFP標(biāo)記樣品 | 汞燈/LED光源+多波段濾光塊 |
| ??微分干涉相襯?? | 活細(xì)胞無染色觀察 | 沃拉斯頓棱鏡+偏振器 |
| ??暗場?? | 納米顆粒、表面缺陷檢測 | 環(huán)形遮光器+拋物面聚光 |
??2. 機(jī)械系統(tǒng):精準(zhǔn)穩(wěn)定的基石??
??載物臺??:
右手低手位載物臺:8mm調(diào)焦行程,適合教學(xué)。
電動XYZ載物臺:行程200×200mm,重復(fù)定位精度0.1μm。
??調(diào)焦機(jī)構(gòu)??:
粗微同軸旋鈕(每圈100μm微調(diào)),帶限位鎖防止物鏡碰撞。
電動Z軸:納米級步進(jìn),支持3D層掃。
??3. 數(shù)字化擴(kuò)展模塊??
??相機(jī)端口??:C接口(標(biāo)準(zhǔn))、FN接口(零像差中繼)。
??智能配件??:
??DS-Fi3相機(jī)??:2000萬像素CMOS,動態(tài)范圍78dB。
??NIS-Elements軟件??:驅(qū)動硬件聯(lián)控,支持多維實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
二、使用全指南
第一部分:基礎(chǔ)入門與明場觀察
這是每個(gè)新手都必須掌握的步驟。
第一步:開機(jī)與準(zhǔn)備
1.放置環(huán)境:確保顯微鏡放置在穩(wěn)定、無震動的臺面上,遠(yuǎn)離陽光直射和灰塵。
2.連接電源:將主機(jī)、透射光源電源連接好。如果是熒光顯微鏡,還需連接汞燈或LED光源電源。
3.打開電源:打開顯微鏡主機(jī)和光源的電源開關(guān)。
第二步:放置樣品
1.制備樣品:將您的樣品(如細(xì)胞涂片、組織切片)標(biāo)準(zhǔn)地固定在載玻片上,并蓋上蓋玻片。
2.放置載玻片:使用機(jī)械載物臺夾片器將載玻片牢固地固定住。
3.選擇物鏡:從物鏡轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)到較低倍的物鏡(例如 4x 或 10x)。切記:總是從低倍鏡開始!
第三步:明場照明調(diào)節(jié)(柯勒照明)
這是獲得均勻、高對比度圖像的關(guān)鍵,是尼康顯微鏡使用的核心技巧。
1.打開光路:將光路選擇桿推至“雙筒觀察”位置(如果適用)。
2.調(diào)節(jié)亮度:使用亮度調(diào)節(jié)旋鈕,將光強(qiáng)調(diào)到中等偏低水平(避免過亮損傷眼睛和相機(jī))。
3.聚焦樣品:使用粗/微調(diào)焦旋鈕,直到能看到清晰的樣品圖像。
4.調(diào)節(jié)視場光闌:
找到視場光闌環(huán)(通常位于顯微鏡底座前方或側(cè)面)。
緩慢收縮光闌,直到它在視野中看到一個(gè)多邊形的邊緣。
使用聚光鏡的調(diào)中螺絲(通常是兩個(gè)一對),調(diào)節(jié)聚光鏡的位置,使這個(gè)多邊形的像居中并充滿整個(gè)視野。
最后,將視場光闌打開到剛好超出視野的邊緣。
5.調(diào)節(jié)孔徑光闌:
找到孔徑光闌桿(通常位于聚光鏡上)。
在觀察的同時(shí),緩慢收縮孔徑光闌,您會發(fā)現(xiàn)圖像的對比度逐漸增加,但分辨率會下降。
將孔徑光闌調(diào)節(jié)到物鏡出瞳直徑的60%-80%。一個(gè)簡單的判斷方法是:收縮到圖像開始變暗,然后稍微打開一點(diǎn)點(diǎn)。切勿將孔徑光闌全部打開! 這是獲得最佳對比度的秘訣。
6.對中聚光鏡:完成上述步驟后,聚光鏡通常已經(jīng)對中。如果不對中,重復(fù)步驟4。
第四步:觀察與記錄
1.切換物鏡:現(xiàn)在您可以切換到更高倍數(shù)的物鏡(如 40x, 60x oil)。高倍物鏡通常是齊焦的,切換后只需用微調(diào)稍作調(diào)整即可。
2.使用浸油:對于 100x 等油鏡,必須在蓋玻片上滴一滴浸油,然后才能將物鏡旋入油中觀察。使用后用擦鏡紙和清潔劑(如二甲苯)仔細(xì)清潔物鏡和載玻片。
3.圖像采集:如果您連接了相機(jī),在軟件(如 NIS-Elements)中設(shè)置好曝光時(shí)間、增益等參數(shù),即可進(jìn)行拍照或錄像。
第二部分:高級觀察技術(shù)
在掌握明場后,可以探索更多技術(shù)。
1. 相差顯微鏡
用途:用于觀察未染色的透明活細(xì)胞(如細(xì)胞培養(yǎng))。
操作:
配備相差物鏡(標(biāo)有 Ph1, Ph2, Ph3)和聚光鏡上的相差環(huán)。
先使用明場柯勒照明調(diào)節(jié)好光路。
將聚光鏡轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到與物鏡相匹配的相差環(huán)位置(如 40x 物鏡對應(yīng) Ph2)。
取下一個(gè)目鏡,插入對中望遠(yuǎn)鏡。
調(diào)節(jié)對中望遠(yuǎn)鏡的焦距,直到能清晰看到物鏡后焦面上的相差環(huán)(亮環(huán))和聚光鏡上的環(huán)(暗環(huán))。
使用聚光鏡上的專用調(diào)節(jié)螺絲,使兩個(gè)環(huán)同心重疊。
移開對中望遠(yuǎn)鏡,放回目鏡,即可觀察。
2. 熒光顯微鏡
用途:觀察用熒光染料或熒光蛋白標(biāo)記的特定結(jié)構(gòu)。
操作:
安全第一:佩戴防護(hù)眼鏡,避免汞燈光線直射眼睛。
開啟光源:打開汞燈或LED光源,并預(yù)熱10-15分鐘。
選擇濾色塊:在軟件或顯微鏡主機(jī)上選擇與您的熒光染料激發(fā)/發(fā)射光譜匹配的濾色塊組(如 DAPI, FITC, TRITC)。
尋找樣品:先用透射光(明場)找到您的樣品區(qū)域。
切換光路:將光路切換至“相機(jī)”或“熒光”路徑,關(guān)閉透射光。
采集圖像:在軟件中設(shè)置曝光時(shí)間,進(jìn)行圖像采集。為了減少背景和光漂白,盡量使用較低的曝光強(qiáng)度和較短的時(shí)間。
第三部分:軟件操作 - NIS-Elements 簡介
NIS-Elements 是尼康顯微鏡的“大腦”。
1.圖像采集:主界面提供實(shí)時(shí)預(yù)覽、拍照、錄像功能。
2.多維實(shí)驗(yàn):您可以創(chuàng)建包含 XY位置、Z-Stack(Z軸層切)、時(shí)間(Time-lapse)和通道(多色熒光) 的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)。
創(chuàng)建實(shí)驗(yàn):在“ND Acquisition”或“Jobs”模塊中設(shè)置參數(shù)。
Z-Stack:設(shè)定掃描的起始和結(jié)束位置,以及步進(jìn)尺寸,軟件會自動拍攝一系列不同焦平面的圖像,后期可進(jìn)行3D重建。
Time-lapse:設(shè)定時(shí)間間隔和總時(shí)長,用于記錄細(xì)胞遷移、分裂等動態(tài)過程。
3.圖像分析與處理:
測量:長度、面積、熒光強(qiáng)度等。
計(jì)數(shù):自動或手動計(jì)數(shù)細(xì)胞。
共定位分析:分析兩種熒光信號是否重疊。
反卷積:通過算法提升圖像的清晰度和分辨率。
第四部分:日常維護(hù)與保養(yǎng)
1.清潔光學(xué)元件:
使用洗耳球吹掉鏡片表面的灰塵。
如有指紋或油污,使用專用的擦鏡紙和鏡頭清潔液,從中心向外輕輕旋轉(zhuǎn)擦拭。不要使用其他類型的紙或溶劑!
2.防潮防霉:將顯微鏡存放在干燥的環(huán)境中,必要時(shí)使用防潮箱或干燥劑。
3.燈泡更換:
汞燈有使用壽命(通常2000小時(shí)),到期后需更換。更換后必須在軟件中進(jìn)行燈泡對中,以確保光照均勻。
更換燈泡時(shí)務(wù)必等待其冷卻,并戴手套操作,避免皮膚油脂污染燈泡。
4.關(guān)機(jī)順序:
先將光源亮度調(diào)低。
關(guān)閉光源電源(特別是汞燈,關(guān)閉后不能立即重啟,需等待冷卻)。
關(guān)閉顯微鏡主機(jī)和電腦。
用防塵罩蓋好顯微鏡。
故障排除速查表:
| 現(xiàn)象 | 可能原因 | 解決方案 |
| 視野一片漆黑 | 光源未開;光路未正確切換;孔徑光闌關(guān)閉 | 檢查所有電源和光路路徑;打開孔徑光闌 |
| 圖像一半暗 | 聚光鏡或視場光闌嚴(yán)重偏離中心 | 重新對中聚光鏡和視場光闌(柯勒照明步驟) |
| 圖像模糊不清 | 物鏡上有污漬;未正確對焦;樣品封片太厚 | 清潔物鏡;重新對焦;檢查樣品 |
| 圖像對比度差 | 孔徑光闌開得太大 | 適當(dāng)收縮孔徑光闌 |
| 熒光信號弱 | 錯(cuò)誤的濾色塊;曝光不足;熒光淬滅 | 檢查濾色塊設(shè)置;增加曝光時(shí)間;尋找新鮮樣品 |

