选择研究级显微镜时要考虑的因素

什么是适合我的研究级显微镜？本文简要概述了您在选择光学研究显微镜时应该考虑的主要功能。

一种光学显微镜常常是在生命科学领域的研究实验室中心设备之一。它可以用于各种应用，可以解释许多科学问题。因此，显微镜的配置和特征对于其应用范围是至关重要的，从明场到荧光显微镜到活细胞成像。

本文简要概述了相关的显微镜功能，并总结了选择研究显微镜时应考虑的关键问题。

你用的是什么样的标本？

图1：左图：用于安装固定样品的玻璃载玻片，例如组织切片。右：用于细胞培养的培养皿。

选择研究显微镜时首先要考虑的事项之一是您想要探索的标本类型。对于安装在薄玻片上的固定样品，您可以使用直立显微镜。活细胞需要显微镜的特殊特性，因为它们被保存在填充有细胞培养基的相对较大的细胞培养容器中。

只有倒置的配置，下面的物镜和样品上方的冷凝器，有利于基本的自由空间和物镜与样品的所需接近度。同时，倒置显微镜保持对细胞的良好可接近性，例如添加显微操纵器。

此外，活细胞需要足够的环境才能存活。温度和CO 2浓度必须保持在特定的水平。一个气候室与相应的控制器要完成这个任务。

图2：左：立式显微镜的特点是上面的物镜和样品下方的冷凝器。右图：在倒置显微镜上，此设置被转动，为用户提供更多空间以及物镜与样品的所需接近度。

您认为在什么方面？

显微镜标本分为三个维度：长度，宽度和高度。虽然一些标本，例如组织切片，仅在xy方向上成像，但是还存在其他需要在z维度上进行采集的应用。为了对活体细胞等3D体积进行成像，建议使用电动物镜左轮手枪，它可以逐步引导您的样品通过焦点。成像软件应该能够重建单个图像以进行3D可视化。

对于活细胞，您必须添加维度时间。在这种情况下，例如系统稳定性是另一个关键特征。由于温度变化在采集过程中影响成像系统，因此有效的对策是必不可少的。自适应聚焦调整（例如自适应聚焦控制（AFC））可以抵消这些热影响并始终找到预定义的焦点。

图3：自适应聚焦控制（AFC）在长期延时采集过程中也会自动稳定显微镜聚焦。传感器检测LED光束（850nm）的运动，如果携带样品的盖玻片例如由于热活动而改变其位置，则会发生这种运动。

哪种对比方法*适合您的样品？

用显微镜研究的大多数细胞 - 特别是动物细胞 - 没有足够的内在对比度来看细节。研究人员使用对比方法来解决这个问题。而相位对比（PH）和微分干涉对比度（DIC）操纵通过标本的光线增加对比度，你也可以用荧光染料（Immunofluorescence）染色它分别使用荧光蛋白。

根据对比方法，显微镜需要特定的设备; 例如，相位对比需要特殊的目标，而DIC利用必须切换到光路中的某些棱镜。对于荧光显微镜，您需要特殊的滤光片立方体，以允许正确的光波长进入和离开样品。

图4：用不同对比方法获得的一系列神经细胞。从左到右：明场，DIC，相衬，荧光

光源怎么样？

对比度方法的选择也决定了光源。用于传统明场显微镜，相衬和DIC的透射光照射可以用卤素或LED照明进行。荧光显微镜可以使用LED照明或借助汞，氙或汞金属卤化物灯进行。

您想记录或发布您的结果吗？

如果您想拍摄样本图像或进行活细胞成像，您需要一台数码显微镜 相机。特别是在荧光活细胞成像的情况下，建议使用灵敏的相机以*小化可能损害细胞的激发光的量。除了成熟的CCD和EMDDC相机之外，如今sCMOS相机由于其高量子效率和采集速度而得以实现。有关数码显微镜相机的更多信息，请阅读文章数码相机技术简介。

此外，大视场（FOV）有助于更快地找到感兴趣的区域并同时对更多的细胞进行成像。现代研究显微镜在相机端口采用19 mm FOV，**匹配19 mm sCMOS相机芯片。

视频：19 mm FOV的优点

通常，仅仅拍摄样本的图像是不够的，而是分析您获得的数据。为此，易于使用的成像和分析软件有助于获取定量数据并进行可靠的数据分析。

你想在显微镜上操纵你的细胞吗？

在过去几年中，标本的照片处理变得流行。这意味着研究人员不仅要观察活细胞，还要借助光线操纵它们。光漂白后的荧光恢复（FRAP）是一个有助于解开动态细胞过程的例子。对于这些类型的操作技术，通常需要额外的光源，这些光源必须集成到显微镜的光路中。

这种方法并非无足轻重。Leica Infinity端口是一种通用解决方案，可将额外的光源耦合到显微镜的光路中，而不会影响图像质量，例如FRAP，光切换，消融或光遗传学。有了正确的适配器，研究人员甚至可以将自己的家用设备连接起来。

图5：Leica WF FRAP模块（左侧黑框）可通过Infinity端口与倒置研究显微镜Leica DMi8连接。

你的预算是多少？

一个重要的问题是你可以花多少钱。一些显微镜供应商提供适合特殊应用的预定义配置。但是，如果您不需要支付所有预先配置的组件，该怎么办？这就是为什么组件的免费配置比购买预定义的显微镜系统便宜。

此外，显微镜的要求可能会随时间而变化。在这种情况下，可升级系统具有某些优点。通过预定义和固定的配置，您可以发现自己与有限数量的应用程序相关联。可升级性使您可以随着需求的变化而自由发展。

考虑到这些要点，模块化 显微镜平台，如Leica DMi8，使研究人员能够从一个价格合理的显微镜系统开始，该系统可以在以后升级并随着他的需求而增长。

图6：由于其模块化，Leica DMi8可根据研究人员的需求进行配置。此外，如果需求发生变化，可以在以后升级。

谁会用显微镜？

显微镜用户的范围可能非常不均匀。特别是在大学用户可以是非常有经验或绝对的初学者。因此，易于使用的显微镜系统由直观的软件运行，例如Leica Application Suite X（LAS X），有助于人们快速启动并快速获取数据。例如，面向工作流的设计，图像分析向导以及外围设备与系统的无缝集成简化了您的工作。

除了宽视场显微镜，立体显微镜也经常用于生命科学研究实验室。请在“ 选择立体显微镜时要考虑的因素 ”一文中找到更多信息。