顯微鏡哪個(gè)部件zui貴？哪個(gè)部件zui重要？這要當(dāng)屬物鏡。

今天和大家談?wù)勶@微鏡當(dāng)中zui重要的部件：物鏡。為什么是zui重要且沒(méi)有之一呢？因?yàn)榭蒲泄ぷ髡邆冴P(guān)心的解析度、信噪比等與成像質(zhì)量息息相關(guān)的參數(shù)都是由物鏡決定的。當(dāng)然，顯微鏡的其他部分也一樣*，但是篇幅有限，即便是物鏡，我們也只能淺嘗輒止的談一談。

 在生命科學(xué)研究領(lǐng)域，光學(xué)顯微鏡的使用率位列儀器的，如果有人不相信，那請(qǐng)看看周圍吧，不管是在實(shí)驗(yàn)室，還是在醫(yī)院，我們都隨處可見(jiàn)顯微鏡們靚麗的身影。

而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上，衍生出許多其他復(fù)雜的成像系統(tǒng)。例如全內(nèi)反射熒光顯微鏡、激光共聚焦掃描顯微鏡、多光子激光掃描顯微鏡等等。絕大多數(shù)的科研工作者們，都需要或多或少的和顯微鏡大家族中的成員們打交道。這個(gè)時(shí)候，對(duì)這些復(fù)雜系統(tǒng)的了解就有一些迫切了。

顯微鏡顯示技術(shù)中又常常帶有色差，那么色差是什么？色差又是如何產(chǎn)生的？上面的圖例中展示的就是色差的概念。通俗點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是由于不同顏色的光波長(zhǎng)不一樣，所以當(dāng)她們通過(guò)光學(xué)部件的速度也不一樣，因此產(chǎn)生了一個(gè)光斑在成像的時(shí)候顏色分散開(kāi)的情況產(chǎn)生，這就是色差。

對(duì)于顯微鏡廠商的物鏡系列，對(duì)于綠色紅色的矯正都相當(dāng)?shù)某錾?，但是，絕大多數(shù)廠家對(duì)于近紫外的矯正都不盡如人意。這一點(diǎn)瑕疵在進(jìn)行空間核定位的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的問(wèn)題，在獲得成像結(jié)果之后，我們很難確定我們的熒光標(biāo)記物與核的關(guān)系是真實(shí)的，還是由于色差造成的。

對(duì)此，各家廠商都有相對(duì)應(yīng)的手段，但是只有OLYMPUS顯微鏡在物鏡上下了功夫，推出了一款號(hào)稱SC（超級(jí)色差矯正）的60倍物鏡，恰巧筆者手上真好有這枚物鏡，便做了如下測(cè)試。

上組實(shí)驗(yàn)圖片用自發(fā)熒光小球作為樣本，用不同激發(fā)光成像，之后做了3D重構(gòu)。從圖片中我們可以看出，即便是OLYMPUS的物鏡近紫外的色差依然有0.5um左右的偏差，而SC物鏡的兩種顏色基本切合，誤差要小于0.1um，基本上在核定位上就可以得到比較真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果了。

雙光子物鏡：顛覆性的物鏡設(shè)計(jì)理念

說(shuō)了這么多概念性的東西，其實(shí)僅僅只是管中窺豹，顯微鏡系統(tǒng)要更加復(fù)雜的多，在zui后的篇幅中，筆者也緊跟時(shí)代潮流，談?wù)劕F(xiàn)在打得火熱的雙光子顯微鏡的物鏡。

雙光子的成像原理使用過(guò)雙光子的同學(xué)們應(yīng)該都很清楚，不同于普通的光學(xué)顯微鏡和共聚焦系統(tǒng)所采用的線性光學(xué)，雙光子成像原理采用的是非線性光學(xué)，同時(shí)光源也不再是傳統(tǒng)的可見(jiàn)光，在物鏡的設(shè)計(jì)上不再是傳統(tǒng)那種“真實(shí)還原樣本”這樣的理念了。針對(duì)雙光子成像OLYMPUSzui早推出了雙光子成像的物鏡，在之后Nikon也緊跟步伐推出了相應(yīng)的產(chǎn)品。

雙光子物鏡首先zui重要的是NA值盡量的大，這樣可以有效的提高激發(fā)效率。同時(shí)，由于使用近紅外成像，物鏡的色差矯正也不再針對(duì)可見(jiàn)光而是專門對(duì)于近紅外光進(jìn)行矯正。在保證高NA的同時(shí)，雙光子物鏡的放大倍率會(huì)較小，這樣可以有效的提高收集視場(chǎng)，增加我們收集散射熒光信號(hào)的能力，從而提高成像質(zhì)量。當(dāng)然，這種雙光子物鏡只能使用在雙子系統(tǒng)上，若是在共聚焦系統(tǒng)中使用，效果是要大打折扣的。

本文來(lái)源 于奧林巴斯中國(guó)，北京瑞科中儀科技有限公司專注顯微鏡光學(xué)。