熒光顯微鏡的工作原理

多采用200W的超高壓汞燈作光源，它是用石英玻璃制作，中間呈球形，內充一定數量的汞，工作時由兩個電極間放電，引起水銀蒸發，球內氣壓迅速升高，當水銀完全蒸發時，可達50～70個標準大氣壓力，這一過程一般約需5～15min。超高壓汞燈的發光是電極間放電使水銀分子不斷解離和還原過程中發射光量子的結果。它發射很強的紫外和藍紫光，足以激發各類熒光物質，因此，為熒光顯微鏡普遍采用。
超高壓汞燈也散發大量熱能。因此，燈室必須有良好的散熱條件，工作環境溫度不宜太高。
新型超高壓汞燈在使用初期不需高電壓即可引燃，使用一些時間后，則需要高壓啟動（約為15000V），啟動后，維持工作電壓一般為50～60V，工作電流約4A左右。200W超高壓汞燈的平均壽命，在每次使用2h的情況下約為200h，開動一次工作時間愈短，則壽命愈短，如開一次只工作20min，則壽命降低50%。因此，使用時盡量減少啟動次數。燈泡在使用過程中，其光效是逐漸降低的。燈熄滅后要等待冷卻才能重新啟動。點燃燈泡后不可立即關閉，以免水銀蒸發不完全而損壞電極，一般需要等15min。由于超高壓汞燈壓力很高，紫外線強烈，因此燈泡必須置燈室中方可點燃，以免傷害眼睛和發生爆炸時造成操作。
超高壓汞燈（100W或200W）光源的電路和包括變壓、鎮流、啟動幾個部分。在燈室上有調節燈泡發光中心的系統，燈泡球部后面安裝有鍍鋁的凹面反射鏡，前面安裝有集光透鏡。
國產超高壓汞燈GCQ-200型性能良好，可以代替HBO-200等型的進口燈泡，平均壽命在200h以上，價格也比較低。
我國研制的一種簡易輕便型高色溫溴鎢熒光光源裝置，體積小，重量輕，功率小，交、直流兩用（自帶直流電源），易于攜帶，使用方便，已推廣應用。 濾色系統是熒光顯微鏡的重要部位，由激發濾板和壓制濾板組成。濾板型號，各廠家名稱常不統一。濾板一般都以基本色調命名，前面字母代表色調，后面字母代表玻璃，數字代表型號特點。如德國產品（Schott）BG12，就是種藍色玻璃，B是藍色的第一個字母，G是玻璃的第一個字母；我國產品的名稱已統一用拼音字母表示，如相當于BG12的藍色濾板名為QB24，Q是青色（藍色）拼音的第一個字母，B是玻璃拼音的第一個字母。不過有的濾板也可以透光分界濾長命名，如K530，就是表示壓制濾長530nm以下的光而透過530nm以上的光。還有的廠家的濾板完全以數字命名，如美國Corning廠的NO：5-58，即相當于BG12。
1．激發濾板 根據光源和熒光色素的特點，可選用以下三類激發濾板，提供一定波長范圍的激發光。
紫外光激發濾板：此濾板可使400nm以下的紫外光透過，阻擋400nm以上的可見光通過。常用型號為UG-1或UG-5，外加一塊BG-38，以除去紅色尾波。
紫外藍光激發濾板：此濾板可使300～450nm范圍內的光通過。常用型號為ZB-2或ZB-3，外加BG-38。
紫藍光激發濾板：它可使350～490nm的光通過。常用型號為QB24（BG12）。
最大吸收峰在500nm以上者的熒光素（如羅達明色素）可用藍綠濾板（如B-7）激發。
開始采用金屬膜干涉濾板，由于針對性強，波長適當，因而激發效果比較玻璃濾更好。如西德Leitz廠的FITC專用KP490濾板和羅達明的S546綠色濾板，均遠比玻璃濾板效果好。
激發濾板分薄厚兩種，一般暗視野選用薄濾板，亮視野熒光顯微鏡可選用厚一些。基本要求是以獲得最明亮的熒光和最好的背景為準。
2．壓制濾板 壓制濾板的作用是完全阻擋激發光通過，提供相應波長范圍的熒光。與激發濾板相對應，常用以下3種壓制濾板：
紫外光壓制濾板：可通過可見光、阻擋紫外光通過。能與UG-1或UG-5組合。常用GG-3K430或GG-6K460。
紫藍光壓制濾板：能通過510nm以上波長的光（綠到紅），能與BG-12組合。通常用OG-4K510或OG-1K530。
紫外紫光壓制濾板：能通過460nm以上波長的光（藍到紅），可與BG-3組合，常用OG-11K470AK 490，K510。 專為熒光顯微鏡設計制作的聚光器是用石英玻璃或其他透紫外光的玻璃制成。分明視野聚光器的暗視野聚光器兩種。還有相差熒光聚光器。
1．明視野聚光器 在一般熒光顯微鏡上多用明視野聚光器，它具有聚光力強，使用方便，特別適于低、中倍放大的標本觀察。
2．暗視野聚光器 暗視野聚光器在熒光顯微鏡中的應用日益廣泛。因為激發光不直接進入物鏡，因而除散射光外，激發光也不進入目鏡，可以使用薄的激發濾板，增強激發光的強度，壓制濾板也可以很薄，因紫外光激發時，可用無色濾板（不透過紫外）而仍然產生黑暗的背景。從而增強了熒光圖像的亮度和反襯度，提高了圖像的質量，觀察舒適，可能發現亮視野難以分辨的細微熒光顆粒。
3．相差熒光聚光器 相差聚光器與相差物鏡配合使用，可同時進行相差和熒光聯合觀察，既能看到熒光圖像，又能看到相差圖像，有助于熒光的定位準確。一般熒光觀察很少需要這種聚光器。 熒光顯微鏡CCD一般具有良好的弱光捕捉能力，能夠捕捉到極其微弱的熒光，因此成像能力好，此外，很多熒光冷CCD生產上搜對此類CCD作了制冷處理，使得此類CCD的噪音大大降低，信噪比得以很大的提高。由于其方便應用效果，此類CCD相機被廣泛應用于熒光顯微鏡。