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  • 實驗方法原理微生物學研究用的顯微鏡的物鏡通常有低倍物鏡(16mm,10×)、高倍物鏡(4mm,40—45×)和油鏡(1.8 mm,95—100×)三種。油鏡通常標有黑圈或紅圈,也有的以“OI(oil immer-sion)字樣表示,它是三者中放大倍數最大的。根據使用不同放大倍數的目鏡,可使被檢物體放大1000—2 000多倍。從圖Ⅲ-3中可看出油鏡的焦距和工作距離(標本在焦點上看得最清晰時,物鏡與樣品之間的距離)最短,光圈則開得最大,因此,在使用油鏡觀察時,鏡頭離標本十分近,需特別小心。
      
    使用時,油鏡與其他物鏡的不同是載玻片與物鏡之間不是隔一層空氣,而是隔一層油質,稱為油浸系。這種油常選用香柏油,因香柏油的折射率n=1.52,與玻璃相同。當光線通過載玻片后,可直接通過香柏油進入物鏡而不發生折射。如果玻片與物鏡之間的介質為空氣,則稱為干燥系,當光線通過玻片后,受到折射發生散射現象,進入物鏡的光線顯然減少,這樣就減低了視野的照明度(圖Ⅲ-4)。
      
    利用油鏡不但能增加照明度,更主要的是能增加數值孔徑,因為顯微鏡的放大效能是由其數值孔徑決定的。所謂數值孔徑,即光線投射到物鏡上的最大角度(稱為鏡口角)的一半正弦,乘上玻片與物鏡間介質的折射率所得的乘積,可用下列公式表示:
    NA=n?sinα
    式中NA=數值孔徑;
    n=介質折射率;
    α=最大入射角的半數,即鏡口角的半數。 
      
    因此,光線投射到物鏡的角度愈大,顯微鏡的效能就愈大(圖Ⅲ-5),該角度的大小決定于物鏡的直徑和焦距。

    同時,α的理論限度為90°,sin90°=1,故以空氣為介質時(n=1),數值孔徑不能超過1,如以香柏油為介質時,則n增大,其數值孔徑也隨之增大。如光線入射角為120°,其半數的正弦為sin60°=0.87,則:
      
    以空氣為介質時:
    NA=1×0.87=0.87
    以水為介質時:
    NA=1.33×0.87=1.15
    以香柏油為介質時:
    NA=1.52×0.87=1.32
      
    顯微鏡的分辨力是指顯微鏡能夠辨別兩點之間最小距離的能力。它與物鏡的數值孔徑成正比,與光波長度成反比。因此,物鏡的數值孔徑愈大,光波波長越短,則顯微鏡的分辨力愈大,被檢物體的細微結構也愈能明晰地區別出來。因此,一個高的分辨力意味著一個小的可分辨距離,這兩個因素是成反比關系的,通常有人把分辨力說成是多少微米或納米,這實際上是把分辨力和最小分辨距離混淆起來了。顯微鏡的分辨力是用可分辨的最小距離來表示的。
                  
    式中λ=光波波長。
      
    我們肉眼所能感受的光波平均長度為0.55μm,假如數值孔徑為0.65的高倍物鏡,它能辨別兩點之間的距離為0.42μm。而在0.42μm以下的兩點之間的距離就分辨不出,即使用倍數更大的目鏡,使顯微鏡的總放大率增加,也仍然分辨不出。只有改用數值孔徑更大的物鏡,增加其分辨力才行。例如用數值孔徑為1.25的油鏡時,能辨別兩點之間的
                  
    因此,我們可以看出,假如采用放大率為40倍的高倍物鏡(NA=0.65),和放大率為24倍的目鏡,雖然總放大率為960倍,但其分辨的最小距離只有0.42μm。假如采用放大率為90倍的油鏡(NA=1.25),和放大率為9倍的目鏡,雖然總的放大率為810倍,但卻能分辨出0.22μm間的距離。
    實驗材料

    標本

    試劑、試劑盒

    二甲苯

    儀器、耗材

    顯微鏡顯微鏡燈香柏油

    實驗步驟

    1.  觀察前的準備
      
    (1)置顯微鏡于平穩的實驗臺上,鏡座距實驗臺邊沿約3—4cm。鏡檢者姿勢要端正,一般用左眼觀察,右眼便于繪圖或記錄,兩眼必須同時睜開,以減少疲勞,亦可練習左右眼均能觀察。
      
    (2)調節光源,對光時應避免直射光源,因直射光源影響物像的清晰,損壞光源裝置和鏡頭,并刺激眼睛。如陰暗天氣,可用日光燈或顯微鏡燈照明。
      
    調節光源時,先將光圈完全開放,升高聚光鏡至與載物臺同樣高,否則使用油鏡時光線較暗。然后轉下低倍鏡觀察光源強弱,調節反光鏡,光線較強的天然光源宜用平面鏡;光線較弱的天然光源或人工光源宜用凹面鏡。

    在對光時,要使全視野內為均勻的明亮度。凡檢查染色標本時,光線應強;檢查未染色標本時,光線不宜太強。可通過擴大或縮小光圈、升降聚光器、旋轉反光鏡調節光線。
     
    2.  低倍鏡觀察
      
    檢查的標本需先用低倍鏡觀察,因為低倍鏡視野較大,易發現目標和確定檢查的位置。
      
    將金黃色葡萄球菌染色標本置鏡臺上,用標本夾夾住,移動推動器,使觀察對象處在物鏡正下方,轉動粗調節器,使物鏡降至距標本約0.5cm處,由目鏡觀察,此時可適當地縮小光圈,否則視野中只見光亮一片,難見到目的物,同時用粗調節器慢慢升起鏡筒,直至物像出現后再用細調節器調節到物像清楚時為止,然后移動標本,認真觀察標本各部位,找到合適的目的物,并將其移至視野中心,準備用高倍鏡觀察。
      
    3.  高倍鏡觀察
      
    將高倍鏡轉至正下方,在轉換物鏡時,需用眼睛在側面觀察,避免鏡頭與玻片相撞。然后由目鏡觀察,并仔細調節光圈,使光線的明亮度適宜,同時用粗調節器慢慢升起鏡筒至物像出現后,再用細調節器調節至物像清晰為止,找到最適宜觀察的部位后,將此部位移至視野中心,準備用油鏡觀察。
      
    4.  油鏡觀察
      
    (1)用粗調節器將鏡筒提起約2cm,將油鏡轉至正下方。
      
    (2)在玻片標本的鏡檢部位滴上一滴香柏油。
      
    (3)從側面注視,用粗調節器將鏡筒小心地降下,使油鏡浸在香柏油中,其鏡頭幾乎與標本相接,應特別注意不能壓在標本上,更不可用力過猛,否則不僅壓碎玻片,也會損壞鏡頭。
      
    (4)從接目鏡內觀察,進一步調節光線,使光線明亮,再用粗調節器將鏡筒徐徐上升,直至視野出現物像為止,然后用細調節器校正焦距。如油鏡已離開油面而仍未見物像,必須再從側面觀察,將油鏡降下,重復操作至物像看清為止。
      
    (5)用同樣的方法觀察枯草芽孢桿菌染色標本。
      
    (6)觀察完畢,上旋鏡筒。先用擦鏡紙拭去鏡頭上的油,然后用擦鏡紙蘸少許二甲苯(香柏油溶于二甲苯)擦去鏡頭上殘留油跡,最后再用干凈擦鏡紙擦去殘留的二甲苯。切忌用手或其他紙擦鏡頭,以免損壞鏡頭。用綢布擦凈顯微鏡的金屬部件。

    (7)將各部分還原,反光鏡垂直于鏡座,將接物鏡轉成八字形,再向下旋。同時把聚光鏡降下,以免接物鏡與聚光鏡發生碰撞危險。

    展開 
    其他

    一、實驗報告
      
    1.  結果
      
    分別繪出你在低倍鏡、高倍鏡和油鏡下觀察到的金黃色葡萄球菌及枯草芽孢桿菌的狀態,包括在三種情況下視野中的變化,同時注明物鏡放大倍數和總放大率。
      
    2.  思考題
      
    (1)在使用高倍鏡和油鏡進行調焦時,應將鏡筒徐徐上升還是下降?為什么?
      
    (2)用油鏡觀察時,為什么要在載玻片上滴加香柏油?
      
    (3)在明視野顯微鏡下,觀察細菌形態時,你認為用染色標本好,還是用未染色的活標本好,為什么?


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