科研显微镜用物镜

EC Plan Neofluar® 和 LD Plan Neofluar® 物镜

EC Plan Neofluar 通用型物镜具有消除杂散光的特点:可以显著提高对比度,对于各种观察方法而言都是非常重要的:明场、暗场、相差、DIC、荧光和偏光。

EC Plan Neofluar® 物镜在焦平面上具备完善的色差校正功能,观察和获取图像时能获得高分辨率,对比度出众的平场图像。 

即便在近紫外光范围(从 340 nm 开始,>40%)内也具有良好的透过率,而且使用了自发荧光极弱的玻璃制作物镜,使得这类物镜成为落射荧光显微成像技术的理想之选。 

其他专用系列分别为用于反射光观察的 EC Epiplan Neofluar® 物镜、用于反射光观察模式的 EC Plan Neofluar® Antiflex 物镜及用于偏光显微成像技术的 EC Plan Neofluar® Pol 物镜。 

所有这类物镜均适用于目镜视场数达 25 mm 的显微镜。

活体细胞成像效果较好的 LCI Plan Neofluar® 物镜

LCI Plan Neofluar 物镜 25x/0.8 和 63x/1.3 Imm.Korr. 专为活体细胞成像设计,经调整后能在特定温度(23°C 和 37°C)下使用。

25x/0.8 物镜可以使用下列浸润介质:水、甘油及油,而 63x/1.3 物镜只能使用水和甘油。

仅一个校正环便能轻松完成由不同盖玻片厚度、温差或浸润介质引起的球差校正。

水是一种特别适用于活体细胞检测的浸润介质,有时会需要将物镜伸入未封片样品的水相介质中进行观察。另外一个优点是水不会带来清洁问题。 

干净的甘油几乎没有自发荧光,所以,适合用于重要的荧光检测。 

多浸润式物镜可以在一定范围内对不标准的玻璃容器底部厚度(< 0.17 mm)进行补偿,在倒置显微镜上使用这类物镜将非常方便。它可以使用水而不是油作为浸润介质,而只需牺牲一点数值孔径。 

EC Plan Neofluar® Antiflex 

EC Plan Neofluar® 63x/1.25 Oil Ph3 Antiflex 是一款适用于反射光观察模式的物镜。这种方法能够显示出用普通明场显微成像技术观察不到的结构,如粘附在培养皿底部的细胞。此外,这款物镜是免疫金标技术(IGS 或 IGSS)的极佳选择。 

它需要使用一块 A-Pol 滤片模块(起偏器、中性分色镜、检偏器)搭配使用。可以使用顶透镜前部的四分之一波长片来调节对比度。 

内置相差环使这款物镜同样适用于相差显微成像技术。

EC Epiplan Neofluar® 物镜

是一系列材料检测用物镜。与 Epiplan® 物镜不同之处在于其拥有更高的数值孔径,以及由之产生的更高分辨率及与所有 EC 系列物镜一样的较好对比度。

与 Epiplan® 系列不同,EC Epiplan Neofluar® 系列包含 1.25x 和 2.5x 物镜。这类低倍物镜可提供 20 mm 的样品视场直径。 

EC Epiplan Neofluar® 物镜也同样适用于透射光观察。由于球差的影响,不应使用放大倍数在 20x以上 的物镜来观察带盖玻片的样品,但对于不带盖玻片的样品则没有限制。

EC Epiplan Apochromat® 物镜

这类用于反射光观察模式的高性能复消色差物镜能满足材料显微成像领域中严格的要求。

它们适用于视场直径达 25mm 的显微镜系统,且能在 400 至 700nm 光谱范围内提供极高的透过率。

150x 空气镜可为某些工程学应用提供所需的空放大倍率。

Plan Apochromat® 物镜

这是用于观察和进行显微成像的一流物镜。其性能遵循物理法则。由于 Plan Apochromat® 物镜具有出众的校正性能和超高数值孔径,所以在用于观察和显微成像时,这类物镜可以提供高分辨率和较好色彩度、对比度及图像平场效果。 

这类物镜的数值孔径特别高,例如:Plan Apochromat® 10x/0.45、20x/0.75 或 63x/1.4,使这类物镜在荧光显微成像应用中具有优异性能。强大的分辨力可用于解析其他物镜无法辨识的结构。 

由于荧光显微成像时的图像的亮度与数值孔径的平方成正比,Plan Apochromat® 物镜特别适用于荧光观察。 

这类物镜可提供高达 25 mm 的视场数。

C-Apochromat® 物镜
10x/0.45 W、40x/1.2 W Korr 和 63x/1.2 W Korr 
是能满足高要求的水镜: 

如果您想使用高孔径物镜来观察折射率接近水(n = 1.33)的生物样品,在观察样品的浅表位置时,使用油镜可以获得不错的检测结果。 

但如果您想观察样品更深层的信息,增大的球差会削减对比度和分辨率,并极大地降低图像亮度。由于会造成图像信噪比明显降低,图像亮度的降低对共聚焦显微成像的影响显而易见。 

因此,即使是一款性能极佳的油浸物镜也不是观察水性样品的较好选择。物镜设计时,目标样品的折射率(和浸润介质)起到了重要作用。 

设计和校正油镜时,通常假设浸润介质和包被介质折射率相等(n = 1.52)。对水镜而言,这两种介质的折射率均假设为 n = 1.33。

特殊物镜:

C-Apochromat 40x 和 63x 物镜经光学校正后适用于从 UV 至 IR 范围内的观察!

其它水镜: 

可在没有盖玻片的条件下使用:

- Achroplan® W 水镜,经光学校正适用于无盖玻片的样品,可提供较大的工作距离,尤其适用于在正置显微镜上完成显微注射和膜片钳技术的应用。

- Plan Apochromat® W 63x/1.0 水镜经光学校正后适用于从 VIS 到 IR 范围内的观察。

在使用盖玻片的条件下使用:

- LCI Plan Neofluar® 多浸润式物镜,经光学校正后适用于折射率介于水和油之间的浸润介质,只适合在使用盖玻片的条件下使用。

以严苛的要求观察水性样品,例如使用激光扫描显微镜,需要满足多种特殊要求: 

  • 利用高数值孔径所提供的高分辨率获得较薄的光学切片以及较强的荧光亮度 
  • 长工作距离用于三维检测 
  • 低轴向色差使不同波长的焦平面重合 
  • 低横向色差使不同波长荧光图像重合。 
  • 平场效果足以实现逼真的三维重构。 


为满足这些需求,C-Apochromat® 40x/1.2W Corr 水镜具有如下特性与功能: 

  • 观察水性样本,如活体切片、细胞培养及使用含水包被介质的样本时可使用水作为浸润介质 
  • 用于补偿盖玻片厚度(0.14 至 0.18 mm)和温度(适用于 24ºC 和 37ºC)的校正环 
  • 校正环也可用于补偿样品折射率与水折射率的细微偏差 
  • 放大倍数 40x 
  • 数值孔径:1.2 
  • 自由工作距离:220 µm 
  • 超过 25 mm(普通显微镜)或 12 mm(共聚焦)的平场图像 
  • 透光率(绝对):350 nm 时为 50%,400 nm 时为 85%,500 至 700 nm 时为 90% 
  • 高色差校正(针对 Plan Apochromat® 物镜) 
  • 对水性样品不会出现球差 


背景知识

如果包被和浸润介质具有不同的折射率,则光程长也会不同。随着样品表面下的焦点深度变化,光程的差别也会发生显著变化,可能几乎被忽略,也可能会有很大差别。光程差增大时,球差也会增大,随之而来的是清晰度、对比度、亮度及纵向分辨率的降低。此外,轴向上的测量精度也会因比例尺在Z轴方向上的精度降低而下降。为避免沿 Z 轴发生变形,需要包被和浸润介质的折射率相等。由于无法补偿球面像差,由计算机进行的校正很难令人满意,因此,浸润介质必须与样本匹配。

拥有超高孔径(1.2 是水镜所能达到的极限数值孔径)的物镜对盖玻片厚度差异非常敏感,因此,C-Apochromat® 40x/1.2W Corr 通过校正环来校正厚度介于 0.14 与 0.18 mm 之间的盖玻片。为获得较好的光学性能,建议使用具有严格公差厚度(例如:0.16 至 0.17 mm)的盖玻片。如果将这一物镜用于激光扫描显微镜,则可以轻松测量盖玻片厚度并实现高精度校准。 

下图展示了折射率调整的效果。这是对荧光标记的培养细胞进行光学切片的投影(制备:德国海德堡 Kartenbeck 博士;显微照片:由蔡司提供)。使用荧光素染色的细胞角质蛋白。在激光扫描显微镜下,使用 488 nm 波长激发荧光并使用 LP 515 长通滤色片过滤发射光(等效于编号为 09 的荧光模块)。通过 40 µm 厚的水膜分离盖玻片和样品。

Fluar® 物镜

Fluar® 物镜是专为离子运动的定性与定量分析,及要求苛刻的荧光观察(例如:人类和细胞遗传学中的染色体研究)而设计的。

这类物镜具有超高数值孔径和 从340 nm 波长开始的高透过率。视野内的平场效果足以使用 CCD 相机。