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显微镜基本知识(一)

2021.5.08

[导读]一次给进修生讲课,我问:“你们会使用显微镜吗?”,听着认识好笑!曹老师问这么幼稚的问题!全场的举手,一致回答“会”。我又问:“谁懂得合轴调节?”一时哑口无言。我再问“哪一位能够说一说什么是齐焦精度?等高转换?”也是沉默不语。我问:“有没有看显微镜后头脑发晕?模糊不清?”大家反应活跃,这个说:“我曾经有过!那个说就是不明白怎么回事?”议论纷纷。等大家安静下来,开始了我的讲课内容。

一个战士对于手中的武器一定了如指掌,才能发挥最大效果。一个医疗战线的侦察兵一定要的显微镜了如指掌,才能发挥最大效能。而我们对习以为常的手中武器是不是如此,希望尽量为大家补课,已经明白的深入讨论其中的奥秘,没有清楚的咱们一起温故知新。

资料来源:曹兴午.医用显微镜与显微摄影.李涤生,陈宏础,石自明.临床检验学(高等医学院校检验系教材).人民卫生出版社.1987,245-280.

一、 显微镜的转换盘的精度考量,是以定位精度和齐焦精度为标准

1.定位精度:是指物镜镜头处于工作状态时,转化器(转化盘)必须明确与稳定,它的视野中心对于其他物镜,处于同样工作状态时,视野中心的偏移量而言,一定是一致的。换句话说,就是转换哪一个镜头,都应该在一个相同的位置,不能够有偏移。

定位精度调整与观察:物镜在转换器转换以后,用不同的放大倍率的物镜,观察物镜的光轴的不重合。可先用10×物镜调焦后,以其中心为基准,再转换到40×物镜时,中心移位不得超过视场的半径的2/3,以40×物镜为基准,转换到100×物镜时,中心位移不得超过视场半径的3/4。显微镜的精密度越高,位移越小,高级研究显微镜甚至是一致,这是考量显微镜优劣的标准之一,更是考量使用者的水平标准。为什么?这么说?我们80%的使用者,都是以手拧着镜头进行倍率的转换,长期多次、如此操作,导致镜头的衔接丝扣损伤和松动,破坏了其精度造成的后果。正确使用是以手持转换盘(上面刻有条纹显示)转换镜头,保持显微镜的定位精度。

2.齐焦精度:指的是一个显微镜物镜镜头,调节在一个工作的位置后,再转换另外一个镜头的时候,应该在不重新调节焦距的情况下,就可以看到物象。例如从低倍转换到高倍镜头观察时,仍然可以看到标本的轮廓,其精确度在0.03毫米范围内,允许调焦就可以观察清楚,否则为齐焦精度不够。油镜的观察可以与其镜头不必齐焦,因为介质不同,一个是干系统,一个是油浸系统。但是注意,在油镜转换时不要使镜头碰到盖片,如果碰到的时候,说明盖片厚度超过了规定的厚度,属于不合格产品,其盖片厚度要求,在油镜头上明确书写。

3.物镜的设计与转换盘的衔接、误差是以等高转换考量:更是考量使用者操作正确与否的一个指标。

等高转换:是指从低倍镜头转换到高倍镜头的时候,如果物镜镜头是显微镜的原配,所有载物片、盖玻片又完全符合标准要求,在齐焦精度无误的情况下,一般都可以进行自由的“等高转换”。即利用转换器,直接将高倍镜头旋入光轴,只要将微动调节稍微调节,就可以清晰观察到物象。如果达不到如此状态,就需要检查盖玻片、载玻片的厚度是不是超过标准,这两项都没有问题,就要考虑显微镜的设计问题,必须与厂家联系解决。笔者在中日医院在建院验收130台日本显微镜就发现类似问题。如果使用者在使用显微镜时候,在转换镜头时,不是手持转换盘转换,常常是手持物镜镜头,进行观察倍率的更换,如低倍镜转换高倍镜,就扭住镜头进行转换,实际是一种常见的操作错误,长期如此使用导致镜头的丝扣与转换盘吻合精度出现误差,使得等高转换出现偏移,不仅影响观察更造成显微镜无法使用。笔者曾经就这问题对使用者进行调查,约90%都是如此使用,这样就减少了显微镜的服务年限。笔者自己购置的一台显微镜,退休后仍然每天使用,经30年后,显微镜仍然发挥最大效应继续工作。

4、微动调节聚焦分度计算:我们每天离不开使用显微镜,看标本使用微调也习以为常,从来不考虑分度计算。微调的总调节距离一般为1.8~3毫米,经常为2毫米(在微调手轮上,可以看到的刻度),由微动手轮控制,旋转手轮,光学系统能够非常缓慢的移动。如上升或是下降调节的距离为2毫米,如果手轮转动15周,每周50分度,那么每调节一个分度,光学系统的上升或是下降的距离为:2毫米÷(15×50)=0.0027毫米=2.7μm。这样就可以利用微调分度测量组织标本的厚度。

5、微调的误差:微调在调焦的范围内,在转动手轮时,物象不应该有摇动或是晃动现象,即使存在的时候,最大摇摆角度不>1;用10×物镜观察时,在景深的范围内,旋转微调手轮,物体的平面位置位移在0.05毫米;微调在上升与下降,手轮转动,应允许连续均匀动作,不应该产生滞留、停顿或是跳动发生。如果是发生说明显微镜出现了故障,在齿轮部位,如果新购入的显微镜说明精度误差大,属于不合格产品。

6、合轴调节即中心调节:是考量操作者对显微镜知识了解和会不会操作的一个重要指标;是发挥显微镜最大性能的一个重要因素;也是验收一台显微镜是否合格的一项标准。

合轴调节:使目镜、物镜和聚光器的主光轴和可变光阑的中心,必须完全重合在一条直线上,称为光学合轴。如果光轴不吻合或不正,会增大物象的象差和彗差,导致观察物体分辨率降低和清晰度下降。

合轴调节主要是调节聚光器的位置,因为目镜与物镜在出厂时就已经调整好了。有些显微镜上的聚光器上,没有光轴调节螺丝(老式显微镜),可以扭动聚光器进行光轴调节。现代显微镜在聚光器的支架上,两旁都有一个光轴校正螺丝,左右手,拧着这两个螺丝,可以进行合轴调节,使聚光器、物镜、目镜调整在一条光轴上,进行合轴调节。另外,有的显微镜在聚光器的支架上,有三个相隔120度角顶丝,其中一个装有弹簧的可以伸缩,另外两个为螺丝,可以旋动,在调整三个螺丝,使聚光器在水平面移动位置,从而进行光轴调整,进行合轴。如果合轴不好或是合轴不上,就需要检查是否光栅的固定螺丝松动,转换器的定位失灵。

调整方法:将标本放在载物台上,用10×物镜进行对焦。将聚光器光栅全部打开,调整分光镜的角度,使视场的光亮度最亮,将光栅关闭到最小,上下移动聚光器,将视野收缩聚焦对准标本上。如果视野的收缩象不在正中间,即可调节聚光器的光轴校正螺丝使匹配同心为止。将物镜转换到40×,调节光栅的大小,使视野里的原来收缩象和视野几乎相等。如若仍然处于偏心时,就需要拧动聚光器的螺丝进行正确合轴。另外,也可以使用拔掉目镜,从镜筒上面直接观察,将光栅关闭最小时,光栅孔的映像只有一个亮点,正好落在物镜的中心,即可合格。如果不是,可调节下面聚光器调整,观察光线偏移进行调整。

说明:1合轴调节使视野影像重合;2与调节聚光器光亮大小一致。

7、瞳孔距离调节:目前大多数医院的显微镜都是双目显微镜,大家在应用时一定要先调节瞳孔距离。有的学生问我:“曹老师,我看完了显微镜为什么头痛?心里非常不舒服?”,我告诉他,“是由于你没有调整好你的瞳孔距离导致的结果,我教你如何调整瞳孔距离!”

在显微镜的上都有调节装置,因为每个观察者的瞳孔距离都是不同的,为此,在使用时必须首先调整瞳孔距离。图就像配置眼镜时,必须给你测定瞳孔距离一样,我们看显微镜一定要先调节瞳距。在两个目镜的中间的间隔是可以延长平行线进行调节,一般在目镜支撑的镜架上,刻有53~73的数字,是调整瞳距的标记数字。在调节过程中,物象的象面位置有所变化,这个变化量有些显微镜可以自动补偿,大部分需要人工加以补偿,即从上面所刻的标尺数值上,读出你的瞳孔距离的数值,然后转动右侧目镜的套筒,使其上面的读数与瞳孔距离的数值一致,然后用右眼对好焦点找好物象,再旋转左侧目镜套筒,使左右两眼的物象重合,焦点一致。这样调节后,不仅可以保证物镜的齐焦精度,也可以使观察者长时间使用不会漂亮,更可以保护视力。


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