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從平面到立體從標本到活細胞淺談顯微鏡的發(fā)展

2020-07-01 16:57:27來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：顯微鏡閱讀量：3280

導讀：近日，以色列理工大學開發(fā)除了一款能夠以超高分辨率展現(xiàn)活細胞三維圖像的新型顯微鏡，在業(yè)內(nèi)引發(fā)了轟動，并被認為是生物學研究領(lǐng)域的一次重要革新。而從儀器的角度來看，這一新型顯微鏡無疑打破了傳統(tǒng)，成為了顯微鏡發(fā)展道路上的有一個閃光點。

　　【儀器網(wǎng) 時事聚焦】近日，以色列理工大學開發(fā)除了一款能夠以超高分辨率展現(xiàn)活細胞三維圖像的新型顯微鏡，在業(yè)內(nèi)引發(fā)了轟動，并被認為是生物學研究領(lǐng)域的一次重要革新。而從儀器的角度來看，這一新型顯微鏡無疑打破了傳統(tǒng)，成為了顯微鏡發(fā)展道路上的有一個閃光點。

　　顯微鏡作為常見的實驗室儀器，是許多人早接觸的一批儀器之一，其中明視野顯微鏡又是顯微鏡鏡家族中被大眾了解并且大多數(shù)學過科學相關(guān)知識的人都可以熟練掌握使用方法的一類顯微鏡。而如果追溯顯微鏡的歷史，則不難發(fā)現(xiàn)，明視野顯微鏡本身也是接近早期顯微鏡雛形的一種顯微鏡。

　　對于普通人來說，如果不深入科學這個領(lǐng)域，了解明視野顯微鏡已經(jīng)可以在微觀世界中觀察到很多“景色”了，但是術(shù)業(yè)有專攻，作為人類進入微觀領(lǐng)域的象征，對于那些領(lǐng)域類的學者來說，顯微鏡這個家族，要掌握的內(nèi)容可就多多了。

　　首先便是顯微鏡的種類，時至今日，顯微鏡已經(jīng)算一類復雜的光學儀器了。一方面從類別上，粗分就有光學顯微鏡和電子顯微兩個大的方向，細分更可以根據(jù)檢測對象或者輔助功能的不能細分出各式各樣類別；另一方面，顯微鏡技術(shù)的發(fā)展對于其他光學儀器的技術(shù)革新也有一定的影響，這也使得顯微鏡在儀器協(xié)同運用的領(lǐng)域有著非常重要的價值。

　　其次就是顯微鏡的發(fā)展道路。事實上，顯微鏡的發(fā)展來源于人類的求知欲與從中受到的阻礙。舉個例子，學習過明視野顯微鏡的讀者應該知道，這種顯微鏡存在幾個弊端。首先就是放大倍率，由于完全依靠目鏡和物鏡的倍率組合來放大物體，因此，考慮到體積以及操作難度，受限于透鏡的生產(chǎn)技術(shù)，在保證視野內(nèi)畫面的清晰度的前提下，這種顯微鏡的放大倍率是受到約束的，甚至在如今的許多研究中，其放大倍率很難在實際觀察中起到實質(zhì)幫助。

　　其次是成像上。光源透過樣品穿過透鏡的過程，限制了樣品的大小以及形態(tài)，并且也使得觀測者只能在平面內(nèi)觀察放大后的樣品細節(jié)，比如微生物和細胞。而隨著研究的不斷推進，二維的畫面會逐漸無法滿足研究的需求，從而限制研究的繼續(xù)進行。

　　也正是因為各式各樣的問題，不斷有新的顯微鏡出現(xiàn)來解決問題，它們有的滿足了放大倍率的需求，有的則是可以建立起3D模型，幫助研究人員更好的觀察。

　　那么為什么這次能夠展現(xiàn)活細胞三維圖像的新型顯微鏡能夠引起軒然大波呢？其中原因是它解決了顯微鏡發(fā)展道路上的一個問題。一般來說，繪制3D模型需要被觀測物體相對靜止，然后對其進行逐層掃描。但是活體細胞是無法控制他保持相對靜止的，因此便無法完成觀察活體細胞三維模型的目的。而這次的新型顯微鏡則從計算機技術(shù)的層面對顯微鏡進行革新，從而做到了保持細胞活性的同時完成3D影像的采集。

　　簡單的說，或許當這種新型顯微鏡普及的那天，顯微鏡便一定程度上完成了從平面到立體從標本到活細胞觀測的蛻變。

（本文參考資料來源：科技日報）

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