一、什么是倒置生物顯微鏡?
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?倒置生物顯微鏡(Inverted Biological Microscope)?? 是一種將 ?
?物鏡位于載物臺下方、光源和聚光鏡位于載物臺上方?? 的特殊生物顯微鏡,與常見的正置生物顯微鏡(物鏡在載物臺上方)結構相反。
這種設計使得樣品可以從 ??下方放置并觀察??,特別適用于 ??培養皿、培養瓶等容器中的活細胞或組織的觀察??,無需將樣品制作成玻片,也無需頻繁移動或翻轉樣品,非常適合 ??長時間細胞培養觀察、活細胞成像、細胞生物學研究、藥物篩選、組織工程?? 等領域。
二、倒置生物顯微鏡的基本結構組成
??倒置式光學系統??:物鏡在載物臺下方,光源和聚光系統在上方。
??機械載物臺??:通常為固定式或有限移動式,用于放置培養皿、培養瓶等。
??聚光鏡與透射光源??:位于樣品上方,光線從上往下穿透樣品。
??物鏡??:一般為長工作距離物鏡,以便在不接觸樣品容器底部的情況下成像。
??相機接口 / 成像系統??:支持連接CCD/CMOS攝像頭,用于數字成像與記錄。
??熒光模塊(可選)??:用于熒光觀察,如細胞標記、蛋白定位等。
??相差、DIC等附件(可選)??:增強觀察對比度,用于無染色樣品觀察。
三、倒置生物顯微鏡的主要用途
??活細胞觀察??:直接觀察培養中的活細胞,無需染色或制片。
??細胞培養監控??:長時間觀察細胞分裂、遷移、凋亡等動態過程。
??組織工程 & 干細胞研究??:觀察三維細胞培養、類器官等。
??藥物篩選與毒性測試??:高通量觀察細胞對藥物的反應。
??微生物觀察??:如細菌、酵母在液體培養基中的生長狀態。
??熒光成像??:觀察熒光標記的細胞結構或蛋白表達(需配熒光模塊)。
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?相差與DIC觀察??:提高透明樣品的對比度,無需染色。

四、倒置生物顯微鏡的選型指南
選擇合適的倒置生物顯微鏡,需要根據您的 ??觀察需求、樣品類型、預算、是否需要成像或熒光功能?? 等因素綜合考慮。以下是關鍵選型要素:
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?觀察方式?
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| | 觀察熒光標記細胞,如GFP、RFP等,需配激發塊與濾光片 |
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??選型建議??:
如果只做普通細胞觀察 → 明場足夠;
如果觀察活細胞且無染色 → 建議配 ??相差??;
如果有熒光標記實驗 → 必須選 ??熒光版本??;
如需立體結構觀察 → 可加 ??DIC??;
2. ??物鏡類型與放大倍數??
常見物鏡放大倍數:??4X、10X、20X、40X、60X、100X??
??長工作距離物鏡(LWD, Long Working Distance)??:是倒置顯微鏡的關鍵,因為要透過培養皿底部觀察,避免物鏡接觸樣品。
物鏡數值孔徑(NA)影響分辨率與對比度,NA越大,成像越清晰。
??常用配置??:10X、20X、40X 長工作距離相差物鏡,根據需求可擴展至60X或100X油鏡。
3. ??光源系統??
??透射光源(鹵素燈 / LED)??:為明場、相差、DIC提供照明。
??熒光光源(汞燈 / 金屬鹵素燈 / LED熒光光源)??:用于激發熒光染料,需穩定且光譜匹配。
??LED光源優勢??:壽命長、發熱低、即開即用,逐漸成為主流。
??選型建議??:
普通觀察 → 鹵素燈或入門級LED;
熒光觀察 → 高穩定度、多波段LED或汞燈光源,搭配對應濾光塊;
4. ??載物臺與樣品適配性??
??固定式載物臺??:適合放置標準培養皿(如35mm、60mm)、培養瓶、多孔板等。
??移動載物臺(XY方向微調)??:適合精確定位觀察不同區域,但大多數倒置鏡為簡化設計,載物臺固定或微動。
??適配樣品??:培養皿(35/60/100mm)、多孔板(6/12/24/96孔)、培養瓶、載玻片等。
5. ??成像與數字化??
??目鏡觀察??:基礎人眼觀察。
??攝像頭接口(C-mount)??:連接數碼相機或顯微攝像頭,實現圖像采集與分析。
??軟件功能??:圖像拍攝、視頻錄制、細胞計數、融合度分析等。
??選型建議??:
如果僅用于人工觀察 → 可不配相機;
如果要做圖像記錄、數據分析、發表文章 → 建議配 ??高分辨率科研級相機 + 成像軟件??;
6. ??熒光配置(如需)??
如果涉及熒光觀察,需確認以下配置:
??熒光光源??:單色或白光LED,多波段可選;
??激發塊(Filter Cube)??:針對不同熒光染料(如DAPI、FITC、TRITC、Cy5等);
??熒光通道數量??:常見為單通道、雙通道、四通道甚至更多;
??物鏡兼容性??:高倍熒光觀察可能需要油鏡或高NA物鏡。
??常見熒光應用??:細胞周期分析、蛋白定位、轉基因表達(如GFP細胞)、鈣離子成像等。
四、倒置生物顯微鏡典型配置舉例
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| 明場、10X/20X物鏡、鹵素或LED光源、固定載物臺 |
| 明場 + 相差、20X/40X長工作距離物鏡、LED光源 |
| 明場 + 熒光(藍/綠/紅激發)、40X/60X物鏡、多波段熒光光源、濾光塊 |
| 高分辨率攝像頭、多通道熒光、自動載物臺(可選)、圖像分析軟件 |