哪款研究型显微镜适合我呢？
相信无论你是为实验室采购一款显微镜或者为实验选择成像设备，这都是首先考虑的问题。本文简要介绍了选择光学研究型显微镜应考虑的主要因素。

光学显微镜通常是生命科学研究实验室的核心设备之一。从明场到荧光成像，再到活细胞成像等相关应用领域中，显微镜的配置和功能都是至关重要的。

本文简要地介绍了相关的显微镜功能，并围绕着选择一款研究型显微镜应考虑的关键问题进行了概述。

您研究哪种类型的样本？

图 1：左图：载玻片用于放置固定样品，例如，组织切片。右图：细胞培养用培养皿。

选择研究型显微镜时，首先应考虑的是：要研究的样本类型。如果需要研究放在薄载玻片上的固定样品（如组织切片，细胞爬片），您可以选择正置显微镜。活细胞则对显微镜提出了特殊的功能要求，因为这些活细胞需要细胞培养液，因此需要较大的培养容器。
 
只有物镜朝上、聚光镜位于样本之上的倒置显微镜，才能提供活细胞成像所需的足够空间，此外，下方的物镜更容易靠近贴壁生长的细胞。同时，倒置显微镜能够保持良好的对细胞的可接触性，例如，添加显微操作器。
 
此外，活细胞生存还需要适当的环境，其中，温度和 CO2 浓度都要控制在特定水平，需要配备相应控制器的培养系统才能满足这项要求。

图 2：左图：正置显微镜的特征是：物镜朝下，聚光镜位于样本之下。右图：在一台倒置显微镜上，这项设置反过来会为用户提供更多的空间，并确保物镜靠近样本。

您的样本尺寸如何呢？
显微镜样本尺寸包括：长度、宽度和高度。鉴于组织切片等样本仅在 X、Y 轴上成像，还有些应用领域需要在 Z 轴上获取图像。要实现活细胞的三维成像，建议配备电动物镜转换器，其能够引导样本逐步穿过焦点。成像软件应能够重建单幅图像，以实现三维观察。
 
针对活细胞，需要考虑尺寸、时间。在这种情况下，系统稳定性则变成了另一个重要特征。由于图像获取期间的温度变化会对成像系统造成影响，因而需要采取有效的防范措施。自动对焦调整，例如，Adaptive Focus Control (AFC) 能够弥补这些温度升高造成的影响，并始终定位预定义焦点。

图 3：在长期延时图像获取过程中，Adaptive Focus Control (AFC) 能够自动稳定显微镜焦点。如果携带样本的盖玻片因热活动等原因而发生位置变化，那么，传感器能够检测到 LED 光束 (850 nm) 的移动情况。

哪种反差观察法适用于您的样本呢？
运用反差度较低的显微镜观察大部分细胞，尤其是动物细胞时，无法观察到细节。此时，研究人员需要采用反差观察法来解决这个问题。相差 (PH) 和微分干涉相差 (DIC) 能够控制光束穿过样本以增加反差，此外，您也可以用荧光染料对其进行染色（免疫荧光法），从而分别使用荧光蛋白进行观察。
 
根据反差观察法，显微镜需要特殊设备；例如，相差观察法需要特殊的物镜，而 DIC 则需采用切入光路的特殊棱镜。针对荧光显微镜，需要配备特殊的滤光块，确保适当长度的光波能够抵达并退出样本。

图 4：利用不同的反差观察法获取不同系列的神经元细胞。从左到右依次为：明场、DIC、相差、荧光

光源如何呢？
反差观察法的选择也决定了光源。利用卤素灯或 LED 照明装置可以为常规明场显微检测、相差和 DIC 观察法提供透射光照明，还可以使用 LED 照明装置或借助汞、氙或汞金属卤化物灯进行荧光显微检测。

您是否需要记录或发布检测结果？
如果您需要给样本拍照或进行活细胞成像，则需要一台数码显微镜照相机，尤其在荧光活细胞成像时，推荐运用灵敏的照相机大程度减少造成细胞受损的激发光数量。除了完善的 CCD 和 EMDDC照相机之外，如今，sCMOS 照相机也因其高量子效率和采集速度而在相关领域占据了一席之地。
 
此外，大视场 (FOV) 有助于更迅速地寻找感兴趣区域，同时，成像的细胞数量也将进一步增加。现代化研究显微镜的特征包括：照相机端口搭载 19mm 视场，后者与 19mm sCMOS 照相机芯片实现匹配。

视频：19mm 视场的优势
通常，仅为样本拍照是远远不够的，还需要对获取的数据进行分析。为此，简单易用的成像和分析软件有助于获取定量数据，并进行可靠的数据分析。

您是否要在显微镜上进行细胞操作？
近几年来，对样本进行光操作已经变得非常普遍。这项技术意味着，研究人员不仅能够观察到活细胞，而且还可以借助光对其进行处理。例如，荧光漂白恢复 (FRAP) 有助于解密复杂的动态细胞过程。对于这些光操作技术，通常需要采用额外的光源，后者需要集成到显微镜的光路之中。
 
徕卡显微系统的无限远光路接口是一项通用型解决方案，能够将额外的光源接入显微镜光路之中，而且不会对图像质量造成影响，例如，FRAP、光转换、光消融或光遗传学等。运用适当的适配器，研究人员甚至可以连接自制的设备。

图 5：Leica WF FRAP 模块（左图的黑盒子）可以通过Infinity无限远接口与倒置研究型显微镜 Leica DMi8 相连

您的采购预算是多少？
如果您是需要购置显微镜，还需考虑一个重要问题：您手里有多少资金可以用于购置显微镜。有些显微镜供应商常常会提供适用于特殊应用领域的固定配置。然而，您无需为一切用不到的固定配置组件“买单”。这就是自由配置组件价格低于固定配置显微镜系统的原因所在。

此外，随着时间的推移，您对显微镜的要求可能会发生变化。在这种情况下，一个可以升级的系统将具备特殊优势，而预定义和固定配置将会使应用领域受到限制。可升级性为您日益变化的需求提供了自由和灵活性。

综合考虑以上因素，模块化显微镜平台，例如，Leica DMi8，能够令研究人员在研究初期拥有一台能够负担得起的显微镜系统，这个系统随着未来需求的变化，还可以升级和完善。

图 6：由于 Leica DMi8 具有模块性，因此，它可以依据研究人员的需求予以配置。此外，如果未来的要求有所变化，这台显微镜亦可升级。

谁将使用这台显微镜？
显微镜的用户范围很广，层次不一，尤其在高校中，显微镜的用户既有富有经验的“老手”，亦有毫无经验的“新手小白”。因此，一个简单易用的显微镜系统搭载一款直观软件，例如，Leica Application Suite X (LAS X)，有助于确保用户快速入门，并迅速获取数据。例如，面向工作流程的设计、图像分析向导以及外围设备无缝集成到系统之中，这些优势都会简化您的工作。