若需低成本快速搭建，可選用直接連接法（目鏡或物鏡連接相機(jī)）；若追求高質(zhì)量成像，推薦使用共聚焦顯微鏡、光片顯微鏡等先進(jìn)系統(tǒng)，并需根據(jù)樣本類型和實驗?zāi)康恼{(diào)整參數(shù)、優(yōu)化光路設(shè)計。以下是根據(jù)不同需求搭建顯微系統(tǒng)成像方法的詳細(xì)介紹：
一、低成本簡易搭建方案
直接連接法
目鏡連接：使用手機(jī)或普通數(shù)碼相機(jī)在顯微鏡目鏡后直接對焦拍攝。為提高穩(wěn)定性，可購買顯微鏡望遠(yuǎn)鏡萬能支架輔助固定。
物鏡連接：通過近攝接圈、轉(zhuǎn)接環(huán)等配件將相機(jī)與顯微鏡物鏡連接，實現(xiàn)更高倍率的成像。例如，使用有限遠(yuǎn)物鏡時，需確保物鏡到相機(jī)焦平面的距離符合標(biāo)稱值（如160mm），可通過近攝接圈或皮腔實現(xiàn)。
低成本智能數(shù)字式顯微鏡
光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計：通過設(shè)計目鏡支架、分光鏡和物鏡一體化支架、樣品臺和透視式光源支架，將光路中心固定在一條線上。使用CMOS傳感器和目鏡通過螺絲固定在目鏡支架上，樣品臺和透視式光源支架通過螺絲固定在步進(jìn)電機(jī)滑臺模組上。
電子硬件集成：在底板上打孔，將步進(jìn)電機(jī)滑臺模組、樹莓派等設(shè)備固定在底板上。兩個相互垂直的步進(jìn)電機(jī)滑臺模組之間通過3D打印的轉(zhuǎn)接板整合在一起，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
軟件功能設(shè)計：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計無線數(shù)據(jù)傳輸、自動對焦等自動化功能。網(wǎng)頁即可實時顯示和控制系統(tǒng)，無需下載特定手機(jī)應(yīng)用程序。
二、高質(zhì)量成像系統(tǒng)搭建方案
共聚焦顯微鏡
系統(tǒng)選擇：根據(jù)實驗需求選擇正置或倒置共聚焦顯微鏡。正置顯微鏡適用于拍攝載玻片上的樣本，倒置顯微鏡則更適合拍攝培養(yǎng)皿或活細(xì)胞的時間序列成像。
參數(shù)設(shè)置：設(shè)置合適的激光強(qiáng)度、曝光時間、增益值等參數(shù)，確保圖像質(zhì)量。避免過曝現(xiàn)象，可通過軟件中的RangeIndicator模式判斷是否過曝。
圖像處理：使用專門的堆疊軟件（如HeliconFocus、ZereneStacker等）對多張圖像進(jìn)行疊加處理，提高圖像分辨率和清晰度。
光片顯微鏡
系統(tǒng)特點(diǎn)：光片顯微鏡具有光毒性小、成像速度快的特點(diǎn)，適合在動植物發(fā)育過程中進(jìn)行長時程拍攝。它可容納完整的器官及組織塊，實現(xiàn)小動物組織塊、器官及臨床組織等樣本的整體3D成像。
應(yīng)用場景：
大尺寸器官、組織成像：如癌變器官或癌旁組織的完整性成像，對腫瘤微環(huán)境改變、免疫功能異常變化或藥物治療進(jìn)行評估分析。
類器官、細(xì)胞球成像：配備水環(huán)境成像模塊，搭配FEP管活體成像Kit及水鏡，可對細(xì)胞團(tuán)、類器官等小尺寸樣品進(jìn)行長時程3D拍攝。
模式生物成像：如斑馬魚胚胎初期和活體胚胎的成像，記錄和觀察胚胎發(fā)育不同階段相關(guān)基因的表達(dá)及器官的分化情況。
超分辨顯微鏡
系統(tǒng)原理：超分辨顯微鏡通過突破光學(xué)衍射極限，實現(xiàn)更高分辨率的成像。它適用于觀察樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu)，如微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)、不同蛋白質(zhì)的功能特性及不同蛋白間的相互作用規(guī)律。
系統(tǒng)選擇：根據(jù)實驗需求選擇合適的超分辨顯微鏡類型，如STED顯微鏡、PALM顯微鏡或STORM顯微鏡等。
三、系統(tǒng)搭建與優(yōu)化技巧
光路調(diào)整
聚光鏡孔徑光闌調(diào)整：正確調(diào)整聚光鏡孔徑光闌的大小，可提高成像的襯度。對染色的細(xì)胞和組織，孔徑光闌是物鏡數(shù)值孔徑的75%左右；對未染色的細(xì)胞和組織，孔徑光闌一定要小于物鏡數(shù)值孔徑。
物鏡與玻片距離：掌握好不同放大倍數(shù)的物鏡與玻片的大致距離很重要。在使用高倍物鏡時，其物距的臨界值在1mm左右，在臨界值附近密切注視顯微鏡內(nèi)視野變化，從而提高找到清晰物像的速度。
樣本準(zhǔn)備
蓋玻片厚度：數(shù)值孔徑較小的物鏡成像質(zhì)量很少受到蓋玻片的影響，其影響程度隨倍率提高而增加。40x物鏡蓋玻片厚度要求0.17mm，蓋片過厚或過薄都會影響成像質(zhì)量。
樣本封片：樣本在封片前需先通過熒光顯微鏡檢查一下是否染色成功、樣本是否混有雜質(zhì)，確認(rèn)操作無誤后再行封片。
圖像存儲與處理
圖像格式：優(yōu)先保存顯微鏡廠家格式的數(shù)據(jù)文件，因為這個文件包含了拍攝時的參數(shù)信息，方便日后查閱和參考。如果需要進(jìn)行圖像分析和處理，建議導(dǎo)出成無損壓縮的Tiff格式。
圖像處理軟件：使用專業(yè)的圖像處理軟件（如ImageJ、Fiji等）對圖像進(jìn)行進(jìn)一步處理和分析，提取更多有用信息。
更新時間：2025-11-10
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