光學顯微鏡種類

光學顯微鏡依原理構造及用途不同一般區分如下,在這些形式中現代的顯微鏡均以可用兩眼同時觀察的雙眼顯微鏡佔大部分,僅有較少數的簡單廉價的單眼生物或實體顯微鏡尚應用於教學功能上.若需要以視訊及電腦處理儲存影像/照相及研究用途則需要三眼式顯微鏡,可與照相機/CCD或數位相機連接,也是資訊化社會中愈來愈多的選擇.

普通光學(生物)顯微鏡

一般生物細節觀察所廣泛使用的顯微鏡,倍率可由40倍至2000倍,通常將標本置於載玻片上觀察,但無色透明的標本需經染色才易觀察,玻片標本製作稍嫌繁雜,但它也是傳統教學上用得最多的顯微鏡.

實體顯微鏡

直接將需要觀察的物品置於顯微鏡物鏡下方即可觀察,使用簡易方便,物品也是立體化的實體觀察.倍率可由5倍至100倍左右,但以10倍至40倍左右最為普遍,倍率上分為二種固定倍率(10倍/30倍或20倍/40倍)切換或高級型的連續倍率變換(ZOOM).因應自然科學普及化及工業上微小物品檢查的需求,實體顯微鏡已漸成為一種主要的顯微觀察應用工具,以數量上而言,它與生物顯微鏡佔了所有顯微鏡的九成以上;實際應用例如微小昆蟲觀察/植物各部分微細觀察/岩石礦物結晶及構造觀察/生活細小物品觀察/工廠微小物品作業輔助與檢查等.

暗視野顯微鏡

不論是生物顯微鏡或實體顯微鏡,將顯微鏡載物台下方光圈聚光器中央通過的光線遮斷,只讓側面來的光照射標本,讓除了通過標本的散射光外,其他均無法到達觀察者眼睛.一般使用於觀察小的粒子狀標本,例如寶石顯微鏡就是具有暗視野裝置的實體顯微鏡.

相位差顯微鏡

要以普通生物鏡來觀察有無色透明構造的標本或活體標本,若標本不經染色則觀察上會有所困難.相位差顯微鏡就是因應要觀察這樣的標本而生,因為標本可不經染色,所以標本的準備及觀察程序上能更快速達成.相位差顯微鏡除了有普通生物顯微鏡所有的機構配備外,另外裝有相位差板及相位差專用物鏡;相位差板裝於標本載物移動台的下方取代普通光圈聚光鏡,相位差專用物鏡則取代普通物鏡裝設.通過這些相位差機構及標本的光線分為直進光及回折光,兩種光線互相干涉(具有相位差)產生明暗差而行觀察.因此運用於活體標本的微細構造觀察最適合.

微分干涉顯微鏡

與相位差顯微鏡一樣,是利用光的干涉作用來觀察無色透明標本的顯微鏡;它的基本構造與普通生物顯微鏡相同但裝上了特殊的光圈聚光鏡(具有起偏鏡及複折射性稜鏡)與中間鏡筒(具有複折射性稜鏡及檢偏鏡).一般的相位差法會在觀察標本物體的周圍產生光散射 ,微分干涉裝置則不易產生光散射, 所以能對標本做更細微的觀察.

偏光顯微鏡

為光源與標本間及物鏡與目鏡間各裝有1片偏光板的顯微鏡.當偏振光通過標本材料時分為折射率不同的光,這些光線在受到另一枚偏光板干涉時,會出現各種不同顏色的干涉色;偏光顯微鏡主要是用來鑑別岩石中所含的各種不同礦物,所以也稱為礦物顯微鏡.

共焦點雷射掃描顯微鏡

與普通顯微鏡不同的是共焦點雷射掃描顯微鏡採用雷射光為光源,在觀察有厚度的標本時,可以連續獲得特定非常薄焦點面的情報(標本的斷層像)所產生非常精緻的畫面,這些情報送往電腦重疊處理後,即可合成立體化的顯微鏡影像.

顯微解剖操作顯微鏡

在光學顯微鏡的標本載物移動台上裝設顯微解剖裝置及保溫裝置,一面以顯微鏡觀察非常小的東西,另一方面可以進行解剖操作;例如用於從一個細胞中將細胞核取出,再將其他細胞核插入,或注入各種物質等顯微操作. 最近,它一躍成為複製動物所使用知名的顯微鏡,其他如在研究小動物腦波時等也常使用.

顯微分光測光顯微鏡

顯微分光測光顯微鏡是使用水銀燈等強光源,將光源通過非常小光圈所形成的光束照於標本,測定這部分光線的透過率或吸光度,即可進行細胞內存在微量特定物質(例如DNA或蛋白質或維他命等)的鑑別及定量分析.

螢光顯微鏡

螢光顯微鏡是以水銀燈或氙氣燈產生紫外線,再分析這紫外線照射到標本所產生的螢光景象的顯微鏡.某些特定的抗體與螢光色素結合的物質經染色後,因為只有與這些抗體反應的抗原會發出螢光色,所以可以進行這些抗原物質的鑑定,這稱為螢光抗體法,應用在觀察愛滋病等病源體及染色體的構造等工作上,或細胞內物質檢定的研究上.

不同觀察生物標本適用之顯微鏡倍率適合倍率 標本例

50~150倍

(低倍率) 浦公英的種子毛/葉子斷面/稻子花粉/土筆的胞子/昆蟲翅膀/動物的毛/蝶卵/蚊子幼蟲/蒼蠅的腳/魚鱗/螞蟻觸角/鹽或砂糖的結晶/青黴菌/燈泡的鎢絲/雪的結晶等

150~300倍

(中倍率) 矽藻/綠藻等藻類/微塵子/蕈類的菌及胞子/松的花粉/蝶翅的鱗粉/紋白蝶的口器/硼酸結晶/維他命結晶/植物氣孔等

300~600倍

(中高倍率) 百合及鳳仙花等的花粉管/洋蔥的表皮細胞/綠藻之葉綠體/草履蟲/昆蟲的複眼/人類口腔黏膜細胞/澱粉/塵璊　

600~2000倍

(高倍率) 血球/神經細胞等/細菌等

顯微鏡之選購

選購顯微鏡前,需先明確了解觀察的目的或研究的用途,考慮使用目的或用途後,就可依上述不同形式機種中選定購買;若預算許可,建議購買內藏光源,生物用途顯微鏡以可裝相位差裝置等的雙眼或三眼顯微鏡為優先考慮,實體觀察用途以可連續變倍率的雙眼或三眼顯微鏡為較佳;因為在未來若要擴充觀察或研究項目,這些顯微鏡都比較容易達成. 考慮顯微鏡優劣的最主要部分為光學系統,它是由物鏡/目鏡/光圈聚光器及光源(或反光鏡)等構成,這些部分性能若不好,無論顯微鏡外觀是如何好看,也稱不上是一台優良的顯微鏡.其中又以物鏡的品質能左右整台顯微鏡的性能,是首先必要考慮的地方,若要進一步探討的話,以生物用途顯微鏡而言,物鏡又可分為普通消色差物鏡(一般物鏡),半平場物鏡及平場物鏡等種類,加上開口數與倍率等不同就會有很多的選擇與搭配.目鏡性能則要考慮其視野數,也就視野的範圍大小. 其次考慮顯微鏡的機械裝置與設計,顯微鏡依接眼鏡筒數目不同除區分為單眼/雙眼及三眼顯微鏡外,各廠牌也所設計的操作性也有所差異,無論如何要以符合自己需求及操作靈活來加以考慮,其中又以調焦裝置及標本移動置物台的結構是否穩定良好來做主要判斷. 總之,若對於如何選購良好顯微鏡的技巧較為陌生,則不惶考慮品牌顯微鏡或尋求專業廠商的協助,品牌顯微鏡在設計生產及品質上一般都有足以信賴的控制,專業廠商則運用長年的技術與售後服務經驗提供諮詢並協助過濾不良的產品.

部位介紹

正立顯微鏡

接目鏡
放大倍率為 10×，可因應各人的雙眼距離來調整，內安裝有目鏡測微尺，有些另裝有指針，裝有目鏡測微尺的接目鏡上有調節輪，可因應各人焦距來調整。

鏡筒
介於接目鏡與接物鏡之間。

旋轉盤
接於鏡筒下方，通常有四個接孔，可接不同倍數的接物鏡，本身可以旋轉藉以更換不同倍數的接物鏡。

接物鏡
有scanning power objective ( 3.2×)、low power objective ( 10×)、high power objective ( 40×)、oil immersion objective ( 100×) 四種。

載物台
為放置標本玻片的平台，中央有一圓孔，可供光線通過。我們所使用的載物台為機械式載物台 ，上面有玻片夾及調節鈕 ( mechanical stage control knobs )，可固定玻片及調整玻片位置。

集光器 ( Condenser )
位於載物台下方中央，由許多透鏡組合而成，用以集合光線，使之投射於標本上。

光圈(虹膜) ( Iris diaphragm )
連接於集光器下方，上有一支調整柄 ( aperture diaphragm control )，可用以調整光圈孔徑大小，以調整投射於標本上之光線強弱。

照明器 ( Illuminator )
位於鏡座上，內設光源為鎢絲燈，直接提供觀察所需之光源。

鏡臂 ( Arm )
連接鏡筒及鏡座，並供握取顯微鏡。

調節輪( Adjustment knob )
位於鏡柱兩側，可調整載物台的升降，以供對焦。依順時鐘方向（遠離自己身體方向）旋轉，則載物台上升，反之則下降（＊注意：此方向有時依機型廠牌不同而異，也有調節輪是調節鏡筒之升降者，首次使用時可先緩慢旋轉試試看即可確定）。

鏡座 ( Base )
顯微鏡之最底部。其右側有光源調整鈕，可調整照明器內光源亮度；後方接有電源線，有時尚有光源開關。

雙目鏡解剖顯微鏡

接目鏡( Eyepiece )
放大倍率為 8×( M1A 機型)或10×( M3 機型 )，有些的接目鏡上有調節輪( M3 機型 )，可因應各人焦距來調整。

鏡筒 ( Body tube )
介於接目鏡與接物鏡之間。

接物鏡( Objective )
M1A 機型只有1×一種；M3 機型則有6.4×、10×、40×三種，鏡筒兩側有切換鈕，可切換三種不同倍數的物鏡。

調節輪( focusing knob )
位於鏡柱兩側，可調整接物鏡的升降，以供對焦。依順時鐘方向（遠離自己身體方向）旋轉，則接物鏡上升，反之則下降。

鏡柱( Pillar )
連接鏡筒及鏡座，並供握取顯微鏡。

照明器 ( Illuminator )
位於鏡座上，內設光源為鎢絲燈，直接提供觀察所需之光源（※注意：由於此光源為熱光源，使用時會發熱，應避免直接接觸照明器，以免燙傷），開關在電源線上。

鏡座 ( Base )
顯微鏡之最底部。其上有載物台，為一圓盤，有黑白兩色，可依需要自行變換。

顯微鏡的使用方法

(1) 顯微鏡的取用
一手握鏡臂，一手托住鏡座，將顯微鏡輕輕放置在桌上，距桌緣約一個姆指距離之處。
調整坐椅至適當高度，使自己可以輕鬆地使用顯微鏡。
取 95% 酒精及拭鏡紙，將所有鏡頭擦拭乾淨（※注意：僅能以單一直線方向擦拭）。
將玻片標本平穩地放在載物台上，以玻片夾夾好（※注意：請確認是否夾好，以免玻片跳起，造成同學受傷或損及顯微鏡鏡頭）。

(2) 低倍鏡的使用
先將載物台降至最低點，轉動旋轉盤( Revolving nosepiece )，使低倍鏡位於鏡筒正下方。
打開光源，調整光源調整鈕及光圈( Iris diaphragm )，使視野中之亮度適當。
將所要觀察的玻片放在載物台上，以玻片夾夾好，並轉動調節鈕 ( mechanical stage control knobs ) 以調整玻片位置。轉動調節輪 ( Adjustment knob )，至低倍鏡與載物台相距約 0.1 cm（或載物台無法再上升）為止。
由接目鏡觀察，同時以靠向自己的方向緩緩轉動調節輪( Adjustment knob )，使載物台下降，直到影像清晰為止。若視野太亮或太暗，皆可調整光源調整鈕及光圈( Iris diaphragm ) ，使視野中之亮度適當。

(3) 高倍鏡的使用
先使用低倍鏡找到欲觀察的目標，將該部位調整至視野中央。
重覆 “低倍鏡的使用” 方法之A.~D.。

(4) 油鏡的使用
先使用高倍鏡找到欲觀察的目標，將該部位調整至視野中央。
將高倍鏡轉開，加一小滴油鏡專用油( immersion oil ) 於所見物像範圍的玻片上（即光線照亮的區域），換用100倍接物鏡（即 oil immersion objective），小心將油鏡浸於油中，重新調整光圈，並緩慢轉動調節輪( Adjustment knob )，直到影像清晰為止。

(5) 注意事項
嚴忌單手提取顯微鏡。
若須移動顯微鏡，務必將顯微鏡提起再放至適當位置，嚴忌推動顯微鏡（推動時造成的震動可能會導致顯微鏡內部零件的鬆動，切記!!），使用顯微鏡請務必小心輕放。 使用顯微鏡時坐椅的高度應適當，觀察時更應習慣兩眼同時觀察，且光圈及光源亮度皆應適當，否則長時間觀察時極易感覺疲勞。 轉動旋轉盤時務必將載物台降至最低點，以免因操作不當而刮傷接目鏡之鏡頭。
標本染色或其他任何操作皆應將玻片取下，操作完成後再放回載物台觀察，切勿在載物台上操作，以免染劑或其他液體流入顯微鏡內部或傷及鏡頭。 觀察完一種材料，欲更換另一種材料時，務必將載物台下降至最低點，換好玻片後再依標準程序重新對焦，切勿直接抽換標本，以免刮傷鏡頭或玻片標本。 顯微鏡使用前後皆應以拭鏡紙 ( Lens paper ) 及 95% Alcohol清潔所有鏡頭，擦拭時應沿單一直線方向輕拭，不可旋轉磨擦。 擦拭顯微鏡鏡頭時只能用拭鏡紙 ( Lens paper )，切勿用其他紙張或手指接觸鏡頭。
用畢顯微鏡應將載物台下降至最低點，並將低倍鏡對準載物台中央圓孔處，將電源線捲好，蓋上防塵罩，並收入存放櫃中。 若長期不使用，應以 Xylene ( Xylol ) 清潔所有鏡頭。