民(min)用和商業照明領域的進展(zhan)讓顯微鏡所用的照明技術也不斷更新。相比于普通光學顯微鏡,熒(ying)光顯微鏡對光源的要求更高。
熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)顯(xian)微鏡的(de)(de)主要原理是(shi):光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)經過(guo)激發(fa)片的(de)(de)過(guo)濾,得到激發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang);激發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)照射到樣(yang)品上,樣(yang)品受(shou)激發(fa)而發(fa)射出熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang);二向分光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)鏡可以同時反射激發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),和透射熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。
有些樣品自身可以發出熒光;更多樣品自身不能發熒光,但是經過染色后,也可以發出熒光。只有對特定波長的入射光,這些染色劑才能發出熒光。因此作為熒光顯微(wei)鏡的光源,首先需要滿足染色劑的波段要求。其次,由于熒光相對于入射光較為微弱,因此光源需要有足夠高的亮度。
常用(yong)的熒光光源(yuan)有(you)汞燈、氙燈、激光和LED。傳(chuan)統光源(yuan)具有(you)如下(xia)特(te)點:
汞燈 | 優(you)點 | 多個譜峰,非相(xiang)干光(guang)(guang)源,價格合理(li),發光(guang)(guang)表面緊湊 |
汞(gong)燈 | 缺點 | 發(fa)熱過多(duo),壽(shou)命短,產(chan)生臭氧(yang),需要激發(fa)片和發(fa)射片,難以調(diao)節 |
氙燈 | 優點 | 寬光譜(pu),非相干(gan)光源,價格(ge)合(he)理,發光表(biao)面緊湊 |
氙燈 | 缺(que)點 | 發熱過(guo)多,壽(shou)命較(jiao)短,產生臭氧(yang),需要激發片和(he)發射片,難以調節(jie) |
激光(guang) | 優點(dian) | 單色譜線,每(mei)條(tiao)譜線的功率高,相對長的壽命(ming),發光表面緊湊(cou) |
激光 | 缺點 | 發(fa)熱(re)過多,價(jia)格高(gao),相關光源,需要(yao)發(fa)射(she)片,需要(yao)高(gao)電壓,難以(yi)調節 |
相比傳統(tong)光(guang)源(yuan)(yuan),LED具有諸多優勢。如長(chang)壽命、發熱少、非相關(guan)光(guang)源(yuan)(yuan)、低電壓運行(xing)。在使用上,LED光(guang)源(yuan)(yuan)可以即開即關(guan),而不(bu)影響(xiang)其(qi)壽命,一通電馬上就能達到全光(guang)強,不(bu)像(xiang)傳統(tong)光(guang)源(yuan)(yuan)那(nei)樣(yang)需(xu)要長(chang)時(shi)間的預熱。
當使用(yong)單色LED時,激發片就(jiu)不是一定需要的了,這樣設計出(chu)來(lai)的熒(ying)光顯(xian)微裝置結構可(ke)以更簡單。如果樣品只有一種熒(ying)光,而且沒有自發熒(ying)光干擾(rao),那么發射片也可(ke)以省略。
按照“海茲定律”,每經過10 年,LED輸出流明將提升20倍,同時LED的成本價格將降1/10。在這種趨勢下,LED光源成為熒光顯微鏡的主流光源是不可避免的。