• 什么是油镜?它有什么作用?

    2025-04-16 派大星

    油镜是显微镜中一种特殊的高分辨率物镜,使用时需要在物镜前端与样品盖玻片之间滴加浸没油(Immersion Oil),以显著提升成像分辨率。油镜利用浸没油(折射率≈1.515)填充物镜与盖玻片之间的空气间隙(空气折射率=1.0),避免光线通过不同介质(玻璃→空气→玻璃)时的折射和全反射损失,从而提高数值孔径、分辨率及光通量(减少光散射,图像更明亮清晰),同时还能匹配折射率。

     什么是油镜?它有什么作用?

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    根据数值孔径(NA)的公式NA = n?sinθ(n为介质折射率),油镜NA可达1.2-1.4(空气物镜NA通常≤0.95)。再根据分辨率公式 d = 0.61λ/NA可知,NA增大后,可分辨更小的结构(如细菌、细胞器)。浸没油的折射率(~1.515)与玻璃盖玻片(~1.52)接近,使用时确保光线直线通过可以有效减少像差。

     

    2. 油镜的标识与结构

    物镜标注:镜筒上标有 “Oil”、“OIL”或“HI”(Homogeneous Immersion),数值孔径(NA)标注为 1.25-1.4(例如:100×/1.25 Oil)。

    工作距离极短:油镜的工作距离(WD)通常仅 0.1-0.2mm,需紧贴盖玻片,操作时需谨慎避免压碎样品。

     显微镜

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    3. 浸没油的类型与选择

    普通浸没油:标准折射率(n=1.515),适用于常规观察。

    无荧光浸没油:荧光显微镜专用,避免自发荧光干扰。

    低温固化油:用于长时间活细胞成像,防止干燥。

    使用注意:油镜使用后需及时用镜头纸+乙醇清洁,避免油渍干结损坏镜头,注意不可与水镜(Water Immersion)或干镜(Dry Objective)混用。

     

    4. 油镜的适用场景

    高倍显微观察如细菌(如革兰氏染色)、细胞核、染色体、线粒体等亚微米结构(分辨率可达~0.2μm),病理学(如癌细胞鉴定)、微生物学(如真菌孢子观察)。

    荧光显微镜:高NA油镜可收集更多荧光信号,提升信噪比。

    倒置显微镜中的应用:需注意样品容器底部厚度(如培养皿),普通油镜可能不兼容,需选择长工作距离油镜或校正环物镜。

    油镜

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    5. 油镜使用步骤

    1. 调焦:先用低倍物镜找到样品,切换至高倍干镜(如40×)初步聚焦。

    2. 滴油:旋转物镜转盘至油镜位置,在盖玻片对应处滴1滴浸没油。

    3. 浸没:缓慢升降物镜,使油镜前端浸入油中(避免气泡)。

    4. 精细调焦:使用微调旋钮获取清晰图像。

    5. 清洁:观察后用镜头纸擦拭油镜和盖玻片。

     什么是油镜

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    6. 常见问题与解决

    图像模糊:  

    原因:油中有气泡、油量不足或样品厚度不匹配。  

    解决:重新滴油或调整盖玻片厚度(标准0.17mm)。

    油镜损坏:  

    原因:未清洁导致油干结或碰撞盖玻片。  

    解决:定期维护,使用后立即清洁。

    荧光信号弱:  

    原因:使用普通油(含荧光剂)。  

    解决:更换无荧光浸没油。

     

    7. 油镜 vs 其他物镜

    类型介质NA范围分辨率适用场景
    干镜空气n=10.05-0.95较低低倍观察(如4×、10×)
    水镜n=1.330.9-1.2中高活细胞成像(避免毒性)
    油镜n=1.5151.2-1.4最高细菌、亚细胞结构、荧光
    甘油镜甘油n=1.471.2-1.4特殊荧光标记(如STED超分辨)

     

    油镜通过浸没油技术突破光学显微镜的衍射极限,是观察微米/亚微米结构的核心工具,但需严格操作和维护。在倒置显微镜中需注意样品容器的兼容性,必要时选择专用长工作距离油镜。

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