一、實驗目的
(1)了解普通光學顯微鏡的構造、基本原理、維護及保養方法。
(2)學習並掌握普通光學顯微鏡的正確使用方法。
(3)掌握使用油鏡觀察細菌形態的基本技術。
二、實驗原理
(一)顯微鏡的基本構造
普通光學顯微鏡是利用目鏡和物鏡兩組透鏡係統來放大物像的。由機械部分和光學部分組成。(見圖1\|1)。圖1\|1光學顯微鏡構造示意
(1)光學部分:接目鏡(目鏡)、接物鏡(物鏡)、照明裝置(聚光鏡、虹彩光圈、反光鏡、光源等)。
(2)機械部分:鏡座、鏡臂、鏡筒、物鏡轉換器、載物台、物鏡轉移器、調焦裝置(粗調節器和細調節器)等部件。
(二)油鏡的工作原理
(1)增加照明強度油鏡與其他物鏡的不同之處在於載玻片與接物鏡之間的介質不是空氣,而是與玻璃折射率(n=155)相仿的鏡油(通常選用香柏油,其折射率n=152)。當光線通過載玻片後,可以直接通過香柏油進入物鏡,幾乎不發生折射(圖1\|2),增加了視野的進光量,從而使物像更加清晰。圖1\|2幹燥係物鏡與油浸係物鏡光線通路
(2)增加顯微鏡的分辨率顯微鏡的放大倍數=接物鏡放大倍數×接目鏡放大倍數
顯微鏡的分辨率:表示顯微鏡辨析兩點之間距離的能力。可用公式表示為:D=λ/2n·sin(α/2)式中:D為物鏡分辨出物體兩點間的最短距離。D值越小,分辨率越高,看到的物像越清晰;λ為可見光的波長(04~077μm,平均0555μm);n為物鏡和被檢標本間介質的折射率;α為鏡口角(即光線入射角,最大為120°);θ為鏡口角口的半數(圖1\|3)。NA=sinθ為物鏡的數值孔徑值。圖1\|3物鏡的光線入射角
由於香柏油的折射率(152)比空氣和水的折射率(分別為10和133)高,因此以香柏油作為鏡頭和玻片之間介質的油鏡所能達到的數值孔徑值要高於低倍鏡、高倍鏡等幹鏡。若以可見光的平均波長055μm來計算,數值孔徑通常在065左右的高倍鏡隻能分辨出距離不小於04μm的物體,而油鏡的分辨率可達到02μm。
三、實驗器材
(1)菌種:大腸杆菌(Escherichiacoli)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、蠟樣芽孢杆菌(Bacilluscereus)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、乳杆菌(Lactobacillus)、變形杆菌(proteusbacillusvulgaris)等細菌染色片。
(2)溶液或試劑:香柏油、乙醇\|乙醚(3∶7,V/V)混合液。
(3)儀器或其他用具:普通光學顯微鏡、擦鏡紙。
四、實驗步驟
普通光學顯微鏡的使用流程:取鏡→安置→調光源→調目鏡→調聚光器→鏡檢(低倍鏡→高倍鏡→油鏡)→清潔物鏡鏡頭→複原。
(一)觀察前的準備
(1)顯微鏡的安置。拿顯微鏡時,應一手握鏡臂,一手托鏡座,置於平整的實驗台上,鏡座距實驗台邊緣3~4cm,使用前先熟悉顯微鏡的結構和性能,檢查各部分零件是否齊全,鏡身有無塵土,鏡頭是否潔淨。鏡檢時姿勢要端正。
(2)調節光源。安裝在鏡座內的光源燈可通過調節電壓以獲得適當的照明亮度。開閉光圈,調節光線強弱,直至視野內得到最均勻最適宜的亮度為止。
(3)調節雙筒顯微鏡的目鏡。雙筒顯微鏡的目鏡間距可以根據使用者的個人情況適當調節。
(4)聚光器數值孔徑值的調節。調節聚光器虹彩光圈值與物鏡的數值孔徑值相符或略低。
(二)顯微觀察
物鏡的使用——先低倍、後高倍、再油鏡。
調焦的規律——由上而下。勿使物鏡鏡頭碰觸玻片,以免損壞物鏡。(1)低倍鏡觀察。將標本玻片置於載物台上,用標本夾夾住,移動推進器使觀察對象處在物鏡的正下方,下降10×物鏡,使其接近標本,先用粗調節器(粗調螺旋)將載物台升至最高,再緩慢下降直至出現圖像後再用細調節器(細調螺旋)調節圖像至清晰。通過標本夾推進器慢慢移動玻片,認真觀察標本各部位,找到合適目的物,仔細觀察。
(2)高倍鏡觀察。在低倍鏡下找到合適的觀察目標並將其移至視野中心後轉動物鏡轉換器將高倍鏡移至工作位置,對聚光器光圈及視野進行適當調節後微調細調節器使物像清晰,利用推進器移動標本仔細觀察並記錄。