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哪种情况应该选择油浸式物镜？
发布时间：2026-05-14
为什么有不同浸没介质的物镜？
显微成像所面临的主要问题之一是克服某些光学分辨率的限制并提高系统的数值孔径（NA）。简言之，物镜的NA是指从标本中收集光的能力，而分辨率是指物镜分辨标本中细节的能力。
分辨率和NA将在其他文章中详细说明，我们现在将介绍显微镜专家可用的浸没技术，这种技术可在高倍放大率下对标本进行成像，同时克服分辨率的一些限制。
在物镜前透镜和标本盖玻片之间的空隙中填充浸没液体可提高物镜的分辨率。当光从一种介质传递到另一种介质（例如，通过玻璃到空气）时会发生折射 - 换句话说，光会弯曲并散射。任何折射到空气中的光线、被盖玻片反射的光线或被物镜前透镜的金属外壳实际阻挡的光线都不会对成像产生贡献。浸没液体的目的在于减少光在标本上形成的折射和反射，并提升物镜捕捉这些偏离光的能力。
如何识别油浸式物镜？
徕卡显微系统的油浸式物镜上都会有“OIL”标识，与之对应的，W代表水浸式物镜。
浸没油和油浸式物镜
油浸物镜适用于与油的折射率相匹的样本，即通常观察封在树脂、加拿大香脂或甘油明胶中的固定样本，或者在盖玻片下的样本（小于几微米）。如果折射率不匹配，离盖玻片位置太远，图像亮度和分辨率会下降。
进行活细胞成像，即在含水样本中成像时，我们强烈建议使用水或甘油浸渍。
孔径非常高的油浸物镜只能在比较窄的温度区间内提供其全部光学性能，因为油浸的折射率在很大程度上取决于温度。自由工作距离越大，油层越厚，因此温度引起的像差对图像质量的影响越大。这种温度效应随自由工作距离线性变化，但取决于 NA 的四次方。
如果实验温度与室温不同，建议采用水浸法，因为水的折射率对温度的依赖性明显较小，而且许多水浸泡物镜都有校正环，因此可以补偿。
使用油浸物镜时要记住的一个关键因素是使用正确匹配的浸油。只能使用物镜制造商推荐的油。多年来，杉木油是常用于浸没介质（目前仍在市场上出售）。虽然这种油的折射率为1.516，但存在硬化趋势，如果使用后不取出，可能会损坏透镜。此外，这种油会吸收蓝色波长和紫外线，而且老化时会不断变黄。
大多数现代化浸油都是人工合成并经过标准化处理，确保不会损坏透镜或随着老化而变色。要记住的一点是，浸油有一个最佳的工作温度。大多数商用合成油的设计工作温度为23℃，仅1℃的变化将导致折射率变化0.0004。其他浸油可在不同温度下获得最佳性能，但对于大多数用途，显微镜设备应在23℃下保持稳定（这对于共聚焦显微镜等仪器的维护也很重要）。
使用油浸式物镜开展荧光显微镜观察时，建议使用特殊的低自体荧光油。很多通用浸油在特定情况下将会发出荧光。大多数用于荧光显微镜的浸油都通过名称/代码之前或之后加上字母“F”来识别。
徕卡N型和F型浸油的折射率为1.518（23℃和546纳米条件下），即与标准冕牌玻璃（n=1.518）相同。进行多色成像时，浸油的色散度也很重要。这通常称为阿贝数，应该与物镜设计的阿贝数相匹配，否则会出现色差。例如，徕卡 N 型浸油的阿贝数为42.1，而 F 型浸油的阿贝数为 46，非常适合荧光成像。N 型不适合荧光成像。
油浸式物镜的使用
- 从使用低倍物镜查看样本开始，在切片上找到感兴趣的区域。
- 逐步切换至40倍放大率并将显微镜设置科勒照明。
- 通过物镜转盘（物镜的连接底座）在40x和100x物镜之间切换但不要直接接触高倍物镜。
- 从显微镜的一侧看去，小心地将1滴浸油直接滴到盖玻片上。将高倍物镜摆入到位（继续从一侧观察载物台），先粗调然后微调对焦，让物镜前透镜与浸油发生接触。有些油浸物镜的前透镜是凹面的，这意味着还应该在物镜上滴一滴油以防止气泡被困在凹透镜中。
- 然后可以再次通过目镜观察。仅使用微调对焦来调整视野。虽然高倍物镜含有弹簧加载式转换器，但在这个阶段粗聚焦很容易导致盖玻片或载玻片破裂，也可能损坏物镜前透镜。
- 即便您计划观察其他载玻片，也应在此阶段清除物镜上的浸油以防止可能污染显微镜的其他部分。对于不适合浸没的显微镜部件和物镜，浸油会渗透并造成损坏。用镜片清洁纸巾在镜片上擦一次，去除多余的油。每次擦拭都要用干净的纸巾擦拭物镜前透镜，直到没有残留油的痕迹。可使用市售除油溶液或少量二甲苯最终清洁透镜。同样，在对透镜应用任何溶液之前，请务必仔细了解物镜制造商的建议。
