显微镜

显微镜，是由一个或几个透镜组合构成的一种光学仪器，主要用于放大微小物体，使之成为人肉眼所能看到的物体。^[1]

早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时，可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。^[2]1611年，Kepler（克卜勒）提议复合式显微镜的制作方式。1876年，Abbe（阿比）剖析影像在显微镜中成像时所产生的绕射作用，试图设计出最理想的显微镜。1886年，Zeiss（蔡氏）打破一般可见光理论上的极限，他的发明—阿比式及其他一系列的镜头为显微学者另辟了一片新的解像天地。1930年，Lebedeff（莱比戴卫）设计并搭配出第一架干涉显微镜，另外由Zermicke （泽尔尼克）在1935年发明出相衬显微镜。两人将传统光学显微镜延伸发展到相位差观察，使生物学家得以观察染色活细胞上的种种细节。1931年，恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜，使生物学发生了一场革命，使科学家能观察到百万分之一毫米那样小的物体。1952年，Nomarski（诺马斯基）发明了干涉相位差光学系统。1981年，Allen and Inoue（艾伦及艾纽）将光学显微原理上的影像增强对比。1988年，Confocal（共轭焦）扫描显微镜在市场上被广泛使用。^[3]

根据所用光源的不同，显微镜可分为光学显微镜与电子显微镜。^[1]按显微原理不同，则可分为偏光显微镜、光学显微镜、电子显微镜和数码显微镜。^[4]光学显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反光镜组成。其成像原理为利用目镜和物镜两组透镜系统组合成完整的光学成像系统来放大被观察物体影像。^[5][6]电子显微镜由镜筒、真空系统和电源柜三部分组成。^[7]其是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像。^[8]显微镜作为一种科学仪器，广泛应用于生物、化学、物理、冶金、酿造、医学等领域的科学研究中。在材料分析领域，显微镜是揭示材料微观结构与宏观性能关联性的重要工具。^[9]

早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时，可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。^[2]

1611年，Kepler（克卜勒）提议复合式显微镜的制作方式。 1655 年，Hooke（胡克）"细胞"名词的由来便是由胡克利用复合式显微镜观察软木塞上某区域中的微小气孔而得来的。1674年，Leeuwenhoek（列文胡克）发现原生动物学的报导问世，并于九年后成为首位发现"细菌"存在的人。^[3]

1833年，Brown（布朗）在显微镜下观察紫罗兰，随后发表他对细胞核的详细论述。1838年，Schlieden and Sehwann（施莱登和施旺）皆提倡细胞学原理，其主旨即为"有核细胞是所有动植物的组织及功能的基本元素"。 1857年，Kolliker（寇利克）发现肌肉细胞中的线粒体。1863年，英国的 H.C.Sorby（简称索氏）首次用显微镜观察经抛光并腐刻的钢铁试片，从而揭开了金相学的序幕。1876年，Abbe（阿比）剖析影像在显微镜中成像时所产生的绕射作用，试图设计出最理想的显微镜。1879年，Flrmming（佛莱明）发现当动物细胞在进行有丝分裂时，其染色体的活动是清晰可见的。1881年，Retziue（芮祖）动物组织报告问世，此项发表在当世尚无人能凌驾逾越。在20年后，以 Cajal（卡嘉尔）为首的多位组织学家发展了显微镜染色观察法，为之后的显微解剖学奠定了基础。1882年，Koch（寇克）利用苯胺染料将微生物组织进行染色，由此发现了霍乱及结核杆菌。此后20年间，其他细菌学家，如Klebs and Pasteur（克莱柏和帕斯特）则是在显微镜下检视染色药品而证实许多疾病的病因。1886年，Zeiss（蔡氏）打破一般可见光理论上的极限，他的发明—阿比式及其他一系列的镜头为显微学者另辟了一片新的解像天地。1898 年，Golgi（高尔基）首位发现细菌中高尔基体的显微学家，他将细胞用硝酸银染色而成就了人类细胞研究史上的一大进步。^[3]

1924 年，Lacassagne（兰卡辛）与其实验工作伙伴共同发明放射线照相法，这项发明便是利用放射性针元素来探查生物标本。1930年，Lebedeff（莱比戴卫）设计并搭配出第一架干涉显微镜，另外由Zermicke （泽尔尼克）在1935年发明出相衬显微镜。两人将传统光学显微镜延伸发展到相位差观察，使生物学家得以观察染色活细胞上的种种细节。1931年，恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜，使生物学发生了一场革命，使科学家能观察到百万分之一毫米那样小的物体。1986年他被授予诺贝尔奖。1941年，Coons（昆氏）将抗体加上荧光染剂，用以侦测细胞抗原。1952年，Nomarski（诺马斯基）发明了干涉相位差光学系统。此项发明不仅享有专利权，并以发明者本人命名。1981年，Allen and Inoue（艾伦及艾纽）将光学显微原理上的影像增强对比，发展趋于完美境界。1988 年，Confocal（共轭焦）扫描显微镜在市场上被广泛使用。^[3]

光学显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反光镜组成。目镜和物镜都是凸透镜，焦距不同。物镜相当于投影仪的镜头，物体通过物镜成倒立、放大的实像。目镜相当于普通的放大镜，该实像又通过目镜成正立、放大的虚像。反光镜用来反射、照亮被观察的物体。反光镜一般有两个反射面：一个是平面，在光线较强时使用；一个是凹面，在光线较弱时使用。光线在均匀的各向同性介质中，两点之间以直线传播，当通过不同密度介质的透明物体时，则发生折射现象，这是由于光在不同介质的传播速度不同。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体（如玻璃）时，光线在其界面改变了方向，并与法线构成折射角。^[10]

与光学显微镜以可见光为光源不同，电子显微镜基于电子光学原理，通过电子束和电子透镜替代光束与光学透镜，能够在高放大倍数下呈现物质的细微结构。其分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示。透射式电子呈微镜的分辨率约为0.3nm（人眼的分辨本领约为0. 1mm)。电子显微镜最大放大倍率超过300万倍，而光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍，所以，通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和品体中排列整齐的原子点阵。^[8]

光学显微镜由目镜、物镜、粗准焦螺旋、细准焦螺旋、压片夹、通光孔、遮光器转换器、反光镜、载物台、镜臂、镜筒、镜座、聚光器、光阑组成。光学显微镜的构造主要分为三部分机械部分、照明部分和光学部分。^[6]

镜座是显微镜的底座，用以支持整个镜体。^[6]

镜柱是镜座上面直立的部分，用以连接镜座和镜臂。^[6]

镜臂的一端连于镜柱，一端连于镜筒，是取放显微镜时手握部位。^[6]

镜筒连在镜臂的前上方，镜筒上端装有目镜，下端装有物镜转换器。^[6]

物镜转换器(旋转器)简称“旋转器”接于棱镜壳的下方，可自由转动盘上有3~4个圆孔，是安装物镜部位，转动转换器，可以调换不同倍数的物镜，当听到碰叩声时，方可进行观察，此时物镜光轴恰好对准通光孔中心，光路接通。转换物镜后，不允许使用粗调节器，只能用细调节器，使像清晰。^[6]

镜台(载物台)在镜简下方，形状有方、圆两种，用以放置玻片标本中央有一通光孔，我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器(推片器)，推进器左侧有弹簧夹，用以夹持玻片标本，镜台下有推进器调节轮，可使玻片标本作左右、前后方向的移动。^[6]

调节器是装在镜柱上的大小两种螺旋，调节时使镜台作上下方向的移动。^[6]

粗调节器(粗准焦螺旋)大螺旋称粗调节器，移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降，所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物像呈现于视野中，通常在使用低倍镜时，先用粗调节器迅速找到物像。^[6]

细调节器(细准焦螺旋)小螺旋称细调节器，移动时可使镜台缓慢地升降多在运用高倍镜时使用，从而得到更清晰的物像，并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构。^[6]

装在镜台下方，包括反光镜，集光器。^[6]

反光镜装在镜座上面，可向任意方向转动，它有平、凹两面，其作用是将光源光线反射到聚光器上，再经通光孔照明标本，凹面镜聚光作用强，适于光线较弱的时候使用，平面镜聚光作用弱，适于光线较强时使用。^[6]

集光器繁(聚光器)位于镜台下方的集光器架上，由聚光镜和光圈组成，其作用是把光线集中到所要观察的标本上。^[6]

聚光镜由一片或数片透镜组成，起汇聚光线的作用，加强对标本的照明，并使光线射入物镜内，镜柱旁有一调节螺旋，转动它可升降聚光器，以调节视野中光亮度的强弱。^[6]

光圈(虹彩光圈)在聚光镜下方，由十几张金属薄片组成，其外侧伸出一柄，推动它可调节其开孔的大小，以调节光量。^[6]

目镜装在镜筒的上端，通常备有2~3个，上面刻有5x、10x或15x符号以表示其放大倍数，一般装的是10x的目镜。^[6]目镜的视场角（如20mm直径）影响视野范围，高眼点目镜适配佩戴眼镜的使用场景。组合物镜与目镜的放大倍数（总倍率=物镜倍率×目镜倍率）决定最终成像尺寸，但需注意高倍率可能因景深不足导致图像模糊。^[11]

物镜装在镜简下端的旋转器上，一般有3~4个物镜，其中最短的刻有“10x"符号的为低倍镜，较长的刻有“40x"符号的为高倍镜，最长的刻有“100x符号的为油镜，此外，在高倍镜和油镜上还常加有一圈不同颜色的线，以示区别。注意事项显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积如物镜为10x，目镜为10x，其放大倍数就为10x10=100。^[6]

显微镜目镜长度与放大倍数呈负相关，物镜长度与放大倍数呈正相关。即目镜长度越长，放大倍数越低；物镜长度越长，放大倍数越高。^[6]

电子显微镜由镜筒、真空系统和电源柜三部分组成。镜筒主要有电子枪、电子透镜、样品架、荧光屏和照相机等部件，这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体；真空系统由机械真空泵、扩散泵和真空阀门等构成，并通过抽气管道与镜筒相连接；电源柜由高压发生器、励磁电流稳流器和各种调节控制单元组成。^[7]

电子透镜是电子显微镜镜筒中最重要的部件，它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦，其作用与玻璃凸透镜使光束聚焦的作用相似，所以称为电子透镜。现代电子显微镜大多采用电磁透镜，由很稳定的直流励磁电流通过带电刷的线圈产生的强磁场使电子聚焦。^[7]

电子枪是由钨丝热阴极、栅极和阳极构成的部件。它能发射并形成速度均匀的电子束，加速电压的稳定度要求不低于万分之一。^[7]

显微镜分为光学显微镜和电子显微镜。按显微原理不同，可分为偏光显微镜、光学显微镜、电子显微镜和数码显微镜。^[4]

偏光显微镜是用于研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能分辨得清楚，当然这些物质也可用染色法来进行观察，但有些则不可能，而必须利用偏光显微镜。反射偏光显微镜是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器。本实验采用奥林巴斯BX61型偏光显微镜，用于对纤维形貌进行初步判断。^[12]

数码显微镜是以摄像头（即电视摄像靶或电荷耦合器）作为接收元件的显微镜。在显微镜的实像面处装人摄像头取代人眼作为接收器，通过这种光电器件把光学图像转换成电信号的图像，然后对之进行尺寸检测、颗粒计数等工作。这类显微镜可以与计算机联用，这便于实现检测和信息处理的自动化，多应用于需要进行大盘繁琐检测工作的场合。^[13]

光学显微镜通常由光学部分和机械部分组成。其种类较多，主要有普通光学显微镜、暗视野显微镜、荧光显微镜、相差显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、偏光显微镜、微分干涉差显微镜、倒置显微镜等。^[1]

暗视野显微镜主要用于未染色的活体标本的观察，如观察未染色活螺旋体的形态和动力等。与普通光学显微镜结构相似，不同之处在于以暗视野聚光器取代了明视野聚光器。该聚光器的中央为不透明的黑色遮光板，使照明光线不能直接上升进入物镜内，只有被标本反射或散射的光线进入物镜，因此，视野背景暗而物体的边缘亮。^[1]

相差显微镜可以观察到透明标本的细节，适用于活体细胞生活状态下的生长、运动、增殖情况以及细微结构的观察。因此，相差显徽镜常用于微生物学、细胞和组织培养、细胞工程、杂交瘤技术和细胞生物学等现代生物学方面的研究。^[1]

视频显微镜将传统的显微镜与摄像系统、显示器或者电脑相结合，可以达到对被测物体的放大观察目的。此类显微镜最早的雏形应该是相机型显微镜，将显微镜下得到的图像通过小孔成像的原理，投影到感光照片上从而得到图片。或者直接将照相机与显微镜对接，拍摄图片。随着CCD摄像机的兴起，显微镜可以通过其将实时图像转移到电视机或者监视器上直接观察，同时也可以通过相机拍摄。20世纪80年代中期，随着数码产业以及电脑业的发展，显微镜的功能也通过它们得到提升，使其向着更简便更容易操作的方面发展。到了20世纪90年代末，半导体行业的发展、硬件与软件的结合、智能化、人性化使显微镜在工业上有了更大的发展。计算机辅助的DIC显微镜可在高分辨率下研究活细胞中的颗粒及细胞器的运动。^[14]

荧光显微镜是免疫荧光组织化学的基本工具，主要用来进行免疫荧光观察（图6-18)、基因定位、疾病诊断。它是由超高压光源、滤片系统（包括激发和压制滤板）、光学系统和摄影系统等主要部件组成。荧光显微镜与普通光学显微镜不同，它不是通过普通光源的照明来观察标本，而是利用一定波长的紫外光或蓝紫光激发标本内的荧光物质，使之发射荧光，再通过物镜和目镜的放大进行观察。这样在强烈的对衬背景下，即使荧光很微弱也易辨认，敏感性高，主要用于细胞结构和功能以及化学成分等的研究。所以，荧光显微镜光源所起的作用不是直接照明，而是作为一种激发标本内荧光物质的能源。我们之所以能观察标本，不是由于光源的照明，而是标本内荧光物质吸收激发的光能后所呈现的荧光现象。荧光光源一般采用超高压汞灯(50~200W)，它可发出各种波长的光，但每种荧光物质都有一个产生最强荧光的激发光波长，所以需加用激发滤片（一般有紫外、紫色、蓝色和绿色激发滤片），仅使一定波长的激发光透过照射到标本上，而将其他光都吸收掉。荧光具有专一性，为能观察到专一的荧光，在物镜后面需加断（或压制）滤光片。它的作用是：吸收和阻挡激发光进入目镜，以免干扰荧光和损伤眼睛；选择让特异的荧光透过，表现出专一的荧光色彩。^[14]

偏光显微镜是用于研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。因常用于矿物或岩石薄片的观察和分析，又称矿物显微镜或岩石显微镜。偏光显微镜和普通显微镜相似，其主要特点是装有两个尼科尔棱镜，也可用人造偏振片安装在普通显微镜上以代替价格较贵的偏光显微镜。凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能分辨的很清楚。^[15]

基本原理：自然光是一种在与其前进方向垂直的平面上各个方向振动的波。当它通过各同向性透明体如玻璃后，它的这种性质并不发生变化，但如通过各异向性透明体如大多数晶体后，它就会分成两支折射率不同的光线射出，这种性质称为双折射性。这两支射出线都只在单一方向振动，而且振动方向相互垂直。这种只有单一方向振动的光波就称为偏振光(polarized light)。尼科尔棱镜作为偏光装置是利用两支偏振光中的一支，而取消另一支。^[15]

超声波扫描显微镜的特点在于能够精确的反映出声波和微小样品的弹性介质之间的相互作用，并对从样品内部反馈回来的信号进行分析。图像上(C-Scan)的每一个象素对应着从样品内某一特定深度的一个二维空间坐标点上的信号反馈，具有良好聚焦功能的ZA传感器同时能够发射和接收声波信号。一幅完整的图像就是这样逐点逐行对样品扫描而成的。反射回来的超声波被附加了一个正的或负的振幅，这样就可以用信号传输的时间反映样品的深度。用户屏幕上的数字波形展示出接收到的反馈信息(A-Scan)。设置相应的门电路，用这种定量的时间差测量(反馈时间显示)，就可以选择您所要观察的样品深度。^[16]

解剖显微镜又被称为实体显微镜或立体显微镜，是为了不同的工作需求所设计的显微镜。利用解剖显微镜观察时，进入两眼的光各来自一个独立的路径，这两个路径只夹一个小小的角度，因此在观察时，样品可以呈现立体的样貌。解剖显微镜常常用在一些固体样本的表面观察，或是解剖等工作中。^[14]

从一个点光源发射的探测光通过透镜聚焦到被观测物体上，如果物体恰在焦点上那么反射光通过原透镜应当汇聚回到光源，这就是所谓的共聚焦，简称共焦。激光扫描共聚焦显微镜在反射光的光路上加上了一块半反半透镜，将已经通过透镜的反射光折向其他方向，在其焦点上有一个带有针孔，小孔就位于焦点处，挡板后面是一个光电倍增管。可以想像，探测光焦点前后的反射光通过这一套共焦系统，必不能聚焦到小孔上，会被挡板挡住。于是光度计测量的就是焦点处的反射光强度其意义是:通过移动透镜系统可以对一个半透明的物体进行三维扫描。^[16]

金相显微镜主要用于鉴定和分析金属内部结构组织，它是金属学研究金相的重要仪器，是工业部门鉴定产品质量的关键设备该仪器配用摄像装置，可摄取金相图谱，并对图谱进行测量分析，对图象进行编辑、输出、存储、管理等功能。国内厂家较多，历史悠久。^[16]

生物显微镜(图 6-4)是用来观察生物切片、生物细胞、细菌以及活体组织培养、流质沉淀等的观察和研究，同时可以观察其他透明或者半透明物体以及粉末、细小颗粒等物体。生物显微镜也是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证的必备检验设备。其主要用于生物学、细菌学、组织学、药物化学等研究工作以及临床检验之用。具有粗微动同轴的调焦机构，滚珠内定位转换器，亮度可调的照明装置，并带有摄影、摄像接口。^[16]

倒置显微镜用于微生物、细胞、组织培养、悬浮体、沉淀物等的观察，可以连续观察细胞、细菌等在培养液中繁殖分裂的过程，在微生物学、细胞学、寄生虫学、免疫学、遗传工程学等领域应用广泛。倒置显微镜与普通光学显微镜结构相似，均具有机械和光学两大部分，只是某些部件安装位置有所不同，如物镜与照明系统颠倒，前者在载物台之下，后者在载物台之上。^[1]

电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和发射式电子显微镜等。透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构；扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌，也能与X射线衍射仪或电子能谱仪相结合，构成电子微探针，用于物质成分分析；发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。^[7]

便携式显微镜是数码显微镜与视频显微镜系列的延伸。和传统光学放大不同，手持式显微镜都是数码放大，其一般追求便携，小巧而精致，便于携带；且有的手持式显微镜有自己的屏幕，可脱离电脑主机独立成像，操作方便，还可集成一些数码功能，如支持拍照、录像或图像对比、测量等功能。^[17]

数码液晶显微镜最早是由博宇公司研发生产的，该显微镜保留了光学显微镜的清晰汇集了数码显微镜的强大拓展、视频显微镜的直观显示和便携式显微镜的简洁方便等优点。^[17]

扫描隧道显微镜（STM）亦称为“扫描隧穿式显微镜"“隧道扫描显微镜”，是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。它于1981年由格尔德·宾尼及海因里希·鲁勒在位于瑞士苏黎世的鲁希利康IBM苏黎世研究实验室发明，两位发明者因此与恩斯特·鲁斯卡分享了1986年诺贝尔物理学奖。扫描隧道显微镜是通过检测隧道电流来反映样品表面形貌和结构的。扫描隧道显微镜的基本原理是利用量子理论中的隧道效应；将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近时（通常小于1nm），在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极，这种现象即是隧道效应。因为扫描隧道显微镜的最早期研究工作是在超高真空中进行的，因此最直接的应用是观察和记录超高真空条件下金属原子在固体表面的吸附结构。^[18]

扫描隧道显微镜作为一种扫描探针显微术工具，可以让科学家观察和定位单个原子，它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外，扫描隧道显微镜在低温下(4K)可以利用探针尖端精确操纵原子，因此它在纳米科技领域既是重要的测量工具又是加工工具扫描隧道显微镜使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景，被国际科学界公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一。^[18]

利用自然光源镜检时，最好用朝北的光源，不宜采用直射阳光；利用人工光源时，宜用日光灯的光源。镜检时身体要正对实习台，采取端正的姿态，两眼自然张开，一只眼向目镜内看，同时调节焦距，使物像清晰。观察的同时记录、绘图。镜检时载物台不可倾斜，因为当载物台倾斜时，液体或油易流出，既损坏了标本，又会污染载物台，也影响检查结果。镜检时应将标本按一定方向移动视野，直至整个标本观察完毕，以便不漏检，不重复。使用显微镜的重点为对光，以及物镜的转换和光线的调节。在一般情况下，观察染色标本光线宜强，无色或未染色标本光线宜弱；低倍镜观察光线宜弱，高倍镜观察光线宜强。^[19]

将低倍镜转至镜筒下方与镜筒成一直线。需要强光时，将聚光器提高，光圈放大；需要弱光时，将聚光器降低，或光圈适当缩小。将待观察的标本置载物台上，转动粗调节器使载物台升高标本接近物镜。转动粗调节器的同时，须俯身在镜旁仔细观察接物镜与标本之间的距离。双眼同时接目镜观察，同时双手转动粗调节，使镜筒徐徐上升以调节焦距，使视野内的物象看到上时即停，再调微调节器，至标本清晰为止。 ^[20]

显微镜一般具有三个接物镜，即低倍、高倍及油镜固定于接物镜转换盘孔中。观察标本时，先使用低倍接物镜，此时，视野较大，标本较易查出，但放大倍数较小（一般放大100倍），较小的物体不易观察其结构。高倍接物镜放大的倍数较大（一般放大400倍），能观察微小的物体或结构。寄生虫的蠕虫卵、微丝蛎、原虫的滋养体及包囊、昆虫的幼虫均使用低、高倍镜，细菌则使用油镜。使用低、高倍镜观察，如在低倍镜下不能准确鉴定所见的物体或其内部构造时，则转高倍镜观察。使用油镜观察，一般加一滴油后直接将油镜头浸入油滴中进行镜检观察。^[20]

标明放大倍数10x，40x，100x，或10/0.25，40/0.65，100/1.30；低倍镜最短，高倍镜较长，油镜最长；镜头前面的镜孔低倍镜最大，高倍镜较大，油镜最小；油镜头上常刻有黑色环圈，或"油"字。^[20]

光线对好后，移动推进器寻找需要观察的标本；如标本的体积较大，不能清楚查见其构造因而不能确认时，则将标本移至视野中央，再旋转高倍接物镜于镜筒下方；旋转微调节器至物象清晰为止；调节聚光器及光圈，使视野内的物象达到最清晰的程度。^[20]

使用油镜观察时，需加香柏油，因为油镜需要进入镜头的光线多，但油镜的透气孔最小，这样进入的光线就少，物体不易看清楚。同时又因自玻片透过的光线，由于介质（玻片一空气一接物镜）密度（玻片：n=1.52，空气：n=1.0）不同而发生了折射散光，因此射人镜头的光线就更少，物体更看不清楚。于是，采用一种和玻片折光率相接近的介质如香柏油，加于标本与玻片之间，使光线不通过空气，这样射入镜头的光线就较多，物象就看得清楚。^[20]

将光线调至最强程度（聚光器提高，光圈全部开放）。 转动粗调节器使镜筒上升，滴香柏油］小滴（不要过多，不要涂开）于接物镜正下方标本上。转动接物镜转换盘，使油镜头于镜筒下方。俯身镜旁侧面在肉眼的观察下，转动粗调节器使油镜头徐徐下降浸入香柏油内，轻轻接触玻片为止。慢慢转动粗调节器，使油镜头徐徐上升至见到标本的物象为止。转动微调节器，使视野物象达到最清晰的程度。左手徐徐移动推进器，并转动微调节器以观察标本。标本观察完毕后，转动粗调节器将镜筒升起，取下标本玻片。立即用擦镜纸将镜头上的香柏油擦净。^[20]

接通电源，打开主开关，旋转亮度调节旋钮调整光源亮度；眼睛从目镜中观察，视野中光线要明亮、均匀。每个人的双眼距离不一，观察者需要根据自己的双眼距离来调整显微镜的眼点距，这个过程叫作瞳距调节。手动调整瞳距的方法为：先转动目镜筒，使眼点距处于最大位置，然后将双眼靠近显微镜，慢慢转动目镜筒，使眼点距朝小的方向变化，当双眼均能清楚地看到视场的圆形边界时则瞳距已调节好，此时，左右两物像合二为一，达到最佳观察效果。^[21]

按照被观察标本的颜色来选择使用黑色板还是白色板。一般来说，标本的颜色与原板颜色反差越大越好。^[21]

被观察标本或样品通常可以直接放在载物台中央进行观察，但若是进行切割或需要进一步分离操作之后进行的观察，如花的解剖观察等，则需要使用解剖针、镊子等尖锐器械；为防止载物台被划出痕迹，要求在载物台上放一个培养皿，再放上样品进行观察和解剖。^[21]

观察标本或样品时，和复式显微镜的操作一样，先旋转倍数调节旋钮到最低放大倍率，两眼从目镜中同时观察样品。如样品较为模糊，则旋转调焦旋钮，直到样品变得清晰。如观察者左右眼视力存在差异，可调节镜筒上的视度调节圈进行双目视力差的校正，使图像变得最为清晰。如果需要进一步放大观察，可调节倍数调节旋钮逐级放大，再微调调焦旋钮直至物像清晰。需要注意的是，物像越放大，焦深就越小，观察时样品中清晰显示的范围也就越小。^[21]

调焦时若发现调焦手轮过紧或过松，可旋转调焦手轮旁边的松紧调节圈，使调焦变得舒适。若使用中出现镜体自动下滑现象，也可通过调节松紧调节圈予以解决。^[21]

体视显微镜总放大倍数为目镜、物镜及附加物镜三者放大倍数的乘积。物镜放大倍数可以从变倍调节圈的标记处读出；无附加物镜时，附加物镜放大倍数取值为1。通常观察时无须使用附加物镜，所以，体视显微镜放大倍数的计算方法与复式显微镜相同，也是物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积，如目镜10x，物镜10x，则放大倍数为10x10=100倍。^[21]

观察结束后，将光源亮度旋钮调至最小，关掉电源，拔下插头，将体视显微镜台板擦拭干净，用清洁抹布擦拭机械部分，用擦镜纸清洁光学部分。检查签字后，套好防尘罩放回原位。^[21]

准备：右手握住镜臂把显微镜从镜箱中取出后，再用左手托住镜座，靠胸前。将显微镜放在身前稍左侧。镜座与桌缘相距约二寸。再将转凳旋高，端坐操作。^[22]

操作：首先向外转动粗调节器，使载物台略下降，再转物镜转换器，使低倍镜对准镜台中央圆孔，此时可听到固定卡扣碰声音，或手指感到阻力，证明低倍镜头已对准镜台中央孔，说明目镜与物镜已成一直线。然后向内旋粗调节器，使载物台上升，使物镜距载物台上的玻片1cm左右的高度。^[22]

对光：打开光圈，同时转动反光镜，两眼对准目镜（一定要双眼齐睁）。转动反光镜，对着光源取光（如利用日光源，应避免直接照射的光线，以免亮度太强影响观察并且对眼睛有害），直到视野（发亮的范围叫视野）完全发亮为止。这时观察光圈的大小对视野亮度的影响。^[22]

装玻片：取一张玻片，将有盖片的一面向上，放在载物台上用压片夹夹好，然后将观察部分对准镜台中央圆孔。^[22]

调节物距：首先转动粗调节器使低倍镜头距观察物约0.5cm（这时必须双眼离开目镜，从物镜侧面看着低倍镜下降的位置以防镜头撞压玻片），然后把双眼放在目镜上观察，同时转动粗调节器使载物台缓缓下降，直到视野出现物像为止，如物像不在视野中央，可稍移动玻片位置。注意玻片移动方向和物像移动方向是否一致。如光线强弱不适，可开关光圈或升降聚光器进行调节。^[22]

选好目标：一定要先在低倍镜下把需进一步观察的部位调到中心，同时把物像调节到最清晰的程度，才能进行高倍镜的观察。^[23]

转动转换器，调换上高倍镜头：转换高倍镜时转动速度要慢，并从侧面进行观察（防止高倍镜头碰撞玻片）。如高倍镜头碰到玻片，说明低倍镜的焦距没有调好，应重新操作。^[23]

调节焦距：转换好高倍镜后，用左眼在目镜上观察，此时一般能见到一个不太清楚的物像，可将细调节器的螺旋逆时针移动0.5~1圈，即可获得清晰的物像（切勿用粗调节器）。^[23]

如果视野的亮度不合适，可用集光器和光圈加以调节。如果需要更换玻片标本时，必须顺时针（切勿转错方向）转动粗调节器使镜台下降，方可取下玻片标本。^[23]

显微镜在从木箱中取出或装箱时，右手紧握镜臂，左手稳托镜座，轻轻取出。不要只用一只手提取，以防显微镜坠落，然后轻轻放在实习台上或装入木箱内。^[20]

显微镜放到实习台上时，先放镜座的一端，再将镜座全部放稳，切不可使镜座全面同时与台面接触，这样震动过大，透镜和微调节器的装置易损坏。^[20]

显微镜须经常保持清洁，勿使油污和灰尘附着。如透镜部分不洁时，用擦镜纸轻擦；如有油污，将擦镜纸蘸少许二甲苯拭去。^[20]

显微镜不能在阳光下暴晒和使用。^[20]

接目镜和接物镜不要随便抽出和卸下。必须抽取接目镜时，须将镜筒上口净用布遮盖，避免灰尘落人镜筒内。更换接物镜时，卸下后应倒置在清洁的台面下，并随即装入木箱的置放接物镜的管内。^[20]

显微镜用完后，取下标本片，经聚光器降下，再将物镜转成"八"字形，转动粗调节器使镜筒下降，以免接物镜与聚光器相碰。^[20]

防潮。如果室内潮湿，光学镜片就容易生霉、生雾，镜片一旦生霉，便难除去。显微镜内部的镜片由于不便擦拭，潮湿对其危害性更大。机械零件受潮后，容易生锈。为了防潮，存放显微镜时，除了选择干燥的房间外，存放地点也应远离墙、地、湿源。显微镜箱内应放置1~2袋硅胶做干燥剂，并经常对硅胶进行烘烤。在其颜色变粉红后，应及时烘烤，烘烤后再继续使用。^[24]

防尘。光学元件表面落入灰尘，不仅影响光线通过，而且经光学系统放大后，会生成很大的污斑，影响观察。灰尘、砂粒落入机械部分，还会增加磨损，引起运动受阻，危害同样很大。因此，必须经常保持显微镜的清洁。^[24]

防腐蚀。显微镜不能和具有腐蚀性的化学试剂放在一起，如硫酸、盐酸、强碱等。^[24]

防热。防热的目的主要是避免热胀冷缩引起镜片的开胶与脱落。^[24]

请勿触碰尖锐的物品，如铁钉、针等。^[24]

非相关人员请勿随意动用。^[24]

平时对显微镜的各光学部分的表面，用干净的毛笔清扫或用擦镜纸擦拭干净即可。在镜片上有抹不掉的污物、油渍或手指印时，镜片生霉、生雾以及长期停用后复用时，都需要先进行擦拭再使用。^[24]

目镜和聚光镜允许拆开擦拭。物镜因结构复杂，装配时又需要专门的仪器来校正才能恢复原有的精度，故严禁拆开擦拭。^[24]

拆卸目镜和聚光镜时，要注意以下几点：小心谨慎；拆卸时，要标记各元件的相对位置（可在外壳上划线做标记）、相对顺序和镜片的正反面，以防重装时弄错；操作环境应保持清洁、干燥。拆卸目镜时，只要从两端旋出上下两块透镜即可。目镜内的视场光栏不能移动；否则，会使视场界线模糊。聚光镜旋开后严禁进一步分解其上透镜。因其上透镜是油浸的，出厂时经过良好的密封，再分解会破坏它的密封性能。 ^[24]

先用干净的毛笔或吹风球除去镜片表面的灰尘。然后用干净的绒布从镜片中心开始向边缘做螺旋形单向运动。擦完一次把绒布换一个地方再擦，直至擦净为止。如果镜片上的油渍、污物或指印等擦不掉，可用柳枝条裹上脱脂棉，蘸少量酒精和乙醚混合液（酒精80%，乙醚20%）擦拭。如果有较重的霉点或霉斑无法除去，可用棉签蘸水润湿后粘上碳酸钙粉（含量为99％以上）进行擦拭。擦拭后，应将粉末清除干净。镜片是否擦净，可用镜片上的反射光线进行观察检查。要注意的是，擦拭前一定要将灰尘除净，否则，灰尘中的砂粒会将镜面划起沟纹。不准用毛巾、手帕、衣服等擦拭镜片。酒精乙醚混合液不可用得太多，以免液体进入镜片的黏接部位使镜片脱胶。镜片表面有一层紫蓝色的透光膜，不要误作污物将其擦去。^[24]

表面涂漆部分，可用布擦拭；但不能使用酒精、乙醚等有机溶剂擦，以免脱漆。没有涂漆的部分若有锈，可用布蘸汽油擦去。擦净后重新上好防护油脂即可。^[24]

镜筒的自行下滑是生物显微镜经常发生的故障之一。对于轴套式结构的显微镜解决的办法可分两步进行。^[25]

第一步：用双手分别握住两个粗调手轮，相对用力旋紧。看能否解决问题，若还不能解决问题，则要用专用的双柱扳手把一个粗调手轮旋下，加一片摩擦片，手轮拧紧后，如果转动很费劲，则加的摩擦片太厚了，可调换一片薄的。以手轮转动不费力，镜筒上下移动轻松，而又不自行下滑为准。摩擦片可用废照相底片和小于！毫米厚的软塑料片用打孔器冲制。第二步：检查粗调手轮轴上的齿轮与镜筒身上的齿条啮合状态。镜筒的上下移动是由齿轮带动齿条来完成的。齿轮与齿条的最佳啮合状态在理论上讲是齿条的分度线与齿轮的分度圆相切。在这种状态下，齿轮转动轻松，并且对齿条的磨损最些口现在有一种错误的做法，就是在齿条后加垫片，使齿条紧紧地压住齿轮来阻止镜筒的下滑。这时齿条的分度线与齿轮的分度圆相交，齿轮和齿条的齿尖都紧紧地顶住对方的齿根。当齿轮转动时，相互间会产生严重的磨削。由于齿条是铜质材料的，齿轮是钢质材料的。所以相互间的磨削，会把齿条上的牙齿磨损坏，齿轮和齿条上会产生许多铜屑。最后齿条会严重磨损而无法使用。因此千万不能用垫高齿条来阻止镜筒下滑。解决镜筒自行下滑的问题，只能用加大粗调手轮和偏心轴套间的摩擦力来实现。但有一种情况例外，那就是齿条的分度线与齿轮的分度圆相离。这时转动粗调手轮时，同样会产生空转打滑的现象，影响镜筒的上下移动。如果这通过调整粗调手轮的偏心轴套，无法调整齿轮与齿条的啮合距离。则只能在齿条后加垫适当的薄片来解决。加垫片调整好齿轮与齿条啮合距离的标准是：转动粗调手轮不费劲，但也不空转。^[25]

调整好距离后，在齿轮与齿条间加一些中性润滑脂。让镜筒上下移动几下即可以了。最后还须把偏心轴套上的两只压紧螺丝旋紧。不然的话，转动粗调手轮时，偏心轴套可能会跟着转动，而把齿条卡死，使镜简无法上下移动。这时如果转动粗调手轮力量过大的话，可能会损坏齿条和偏心轴套。在旋紧压紧螺丝后，如果发现偏心轴套还是跟着转的话。这是由于压紧螺丝的螺丝孔螺纹没有改好所造成的。因为厂家改螺纹是用机器改丝的，往往会有一到二牙螺纹没改到位。这时即使压紧螺丝也旋不到位，偏心轴套也就压不紧了。发现这种故障，只要用M3的丝攻把螺丝孔的螺纹攻穿就能解决镜筒自行下滑问题。^[25]

转换器转动困难可能是固定螺丝太紧。使转动困难，并会损坏零件。太松，里面的轴承弹珠就会脱离轨道，挤在一起，同样使转动困难；另外弹珠很可能跑到外面来，弹珠的直径仅有一毫米，很容易遗失。固定螺丝的松紧程度以转换器在转动时轻松自如，垂直方向没有松动的间隙为准。调整好固定螺丝后，应随即把锁定螺丝锁紧。不然的话，转换器转动后，又会发生问题。转换器定位失灵有时可能是定位簧片断裂或弹性变形而造成。一般只要更换簧片就行了。

遮光器定位失灵可能是遮光器固定螺丝太松，定位弹珠逃出定位孔造成。只要把弹珠放回定位孔内，旋紧固定螺丝就行了。如果旋紧后，遮光器转动困难，则需在遮光板与载物台间加一个垫圈。垫圈的厚薄以螺丝旋紧后，遮光器转动轻松，定位弹珠不外逃，遮光器定位正确为佳。^[25]

镜架镜臂倾斜时固定不住是镜架和底座的连接螺丝松动所致。可用专用的双头扳手或用尖嘴钳卡住双眼螺母的两个孔眼用力旋紧即可。如旋紧后不解决问题，则需在螺母里加垫适当的垫片来解决。^[25]

大部分显微镜使用一段时间后都会产生镜片的外面被玷污或发生霉变。尤其是高倍物镜40X，在做《观察植物细胞的质壁分离与复原》实验时，极容易被糖液污染。如镜头被污染不及时清洗干净就会发生霉变。处理的办法是先用干净柔软的绸布蘸温水清洗掉糖液等污染物，后用干绸布擦干，再用长纤维脱脂棉蘸些镜头清洗液清洗，最后用吹风球吹干。要注意的是清洗液千万不能渗人到物镜镜片内部。因为为了达到所需要的放大倍数，高倍物镜的镜片，需要紧紧地胶接在一起。胶是透明的，且非常薄，一旦这层胶被酒精、乙醚等溶剂溶解后，光线通过这两片镜片时，光路就会发生变化。观察效果会受到很大影响。所以在清洗时不要让酒精、乙醚等溶剂渗入到物镜镜片的内部。^[25]

若是目镜、物镜镜头内部的镜片被污染或霉变，就必须拆开清洗。目镜可直接拧开拆下后进行清洗。但物镜的结构较复杂，镜片的叠放，各镜片间的距离都有非常严格的要求，精度也很高。生产厂家在装配时是经过精确校正而定位的。所以拆开清洗干净后，必须严格按原样装配好。^[25]

生物显微镜的镜片都是用精密加工过的光学玻璃片制成的，为了增加透光率，都需在光学玻璃片的两面涂上一层很薄的透光膜。这样透光率就可以达到97% -98%。这一层透光膜表面很平整光滑，且很薄，一旦透光膜表面被擦伤留有痕迹，它的透光率就会受到很大影响。观察时会变得模糊不清。所以在擦拭镜片时，一定要用干净柔软的绸布或干净毛笔轻轻擦拭，若用擦镜纸擦拭则更要轻轻擦拭，以免损伤透光膜。^[25]

综上所述，对于生物显微镜的维护保养，只要做到防尘、防潮、防热、防腐蚀、用后及时清洗擦拭干净，并定期在有关部位加注中性润滑油脂即可。对于一些结构复杂，装配精密的零部件，如果没有一定的专业知识，一定的技能和专用工具，就不能擅自拆装，以免损坏零部件。^[25]

粗调主要的故障是自动下滑或升降时松紧不一。自动下滑是指镜筒（或镜臂）静止在某一位置时，由于其自身重量的作用，自动的慢慢滑下来。排除方法：一般是用一手握紧一只粗调焦手轮，一手旋转另一只手轮。过松把手轮旋紧，过紧把手轮旋松，直至粗调机构松紧适宜。如直简显微镜镜筒下滑，可用一只手握住粗动手轮的一端（此端的双眼螺母上打有固定销），另一只手用双眼螺母扳手撬人另一端手轮端面的双眼螺母内，用力旋紧即可制止下滑。如还不行，说明垫圈太薄，应将双眼螺母旋出，拔出手轮，更换较厚的垫圈。^[26]

另一种直简显微镜的粗调机构，其齿杆套是夹头式，上面两只螺钉紧压夹头，使齿轮轴获得足够的静摩擦力，如果螺钉松动，夹头松弛，镜筒就会自动下落。此时，只要适当旋紧这两个螺钉，即可制止自动下滑。^[26]

第三种直简显微镜的粗调机构是压投式的，与上一种基本相同，当旋紧上面的螺钉时，可增大压板对齿轮的压力，从而制止镜筒下滑。^[26]

斜简显微镜的粗调机构，当镜臂发生自动下滑时，可用两手分别握住两边粗调手轮，彼此向反方向旋转，用力拼紧即可制止，此法如不行，则应更换较厚垫圈或锥形轴套。^[26]

杠杆式的微调（直筒）主要故障是卡死。原因是限位销钉经常受到摩擦和撞击，会发生磨损和变形，或由于使用时不够小心，到了限位后，继续用力旋转，使两个零件的限位部分发生对卡（卡死）。这时应更换与限位销钉连接的零件、限位器或限位螺钉，甚至更换全套微调装置，才能使其性能恢复。^[26]

微动燕尾条之间由于灰尘和其他等原因使润滑干涸，使微调失效。这种现象，可用小滴管滴几滴汽油在燕尾槽与燕尾条之间，让它活动几下。把干涸润滑脂洗掉，再滴几滴钟油或缝纫机油，即可恢复原有的性能，若润滑脂干涸严重，则必须把燕尾槽、燕尾条拆卸下来用汽油洗净，重新上些较稀的润滑脂或钟油。^[26]

微调失效故障是微调上升时有效，下降时失效。这种现象是由于微动燕尾上的压缩弹簧弹力不足或燕尾由于缺油或撞击变形等原因造成配合过紧而形成的，前者应更换弹簧，后者应加油或者用砂纸或锉刀磨去变形的部位，重新装好，拆开微调时应注意各部件的位置，特别注意要把顶杆顶至微动燕尾的小槽内，否则会失效。^[26]

斜简显微镜的微调，绝大部分是齿轮式，它的主要故障是失效。其原因是限位螺钉长期磨损或到了限位后，继续用力旋转，使限位跳过，造成扇形齿轮过位脱落，微调失去作用。这时应更换限位螺钉，并使扇形齿轮正确复位。此种微调机构零件细小、结构紧凑，又安装在仪器内部，没有足够的经验不容易修好，应送专业人员维修。^[26]

物镜转换器主要故障为定位装置失灵。多数是定位弹簧片损坏（变形、断裂、失去弹性或弹簧片的固定螺钉松动），更换定位簧片的方法如下：装上新弹簧片后，暂不要把螺钉旋紧，先作光轴校正，"合轴"后再将螺钉旋紧，若是内定式的转换器，则应旋下转动盘中央的大头螺钉，取下转动盘，才能更换定位弹片，校正方法同上。^[26]

它的主要故障为自动下滑，排除方法如下：^[26]

直筒显微镜：一只手用双眼螺母扳手插人手轮端面双眼螺母内。另一只手用螺丝刀插人另一端的大头螺钉的槽口内，用力旋紧。^[26]

斜简显微镜：首先用螺丝刀把双眼螺母中间的驻螺退出1~2圈，然后，用双眼螺母扳手把双眼螺母向调节座旋进。同时用另一只手转动手轮，进行试验直到升降机构松紧合适，又能停在任意位置上时，停止双眼螺母的旋进，再把驻螺旋紧即可。^[26]

制止自动下滑的机械原理与斜简显微镜的粗调机构相同。这是由于双眼螺母后面通过垫圈紧贴着套在齿杆外的锥形轴套，锥形轴套在轴向一边开有一排槽口，当双眼螺母向里旋进时，槽口变小、内孔收紧、夹紧齿杆，加大齿轮转动的摩擦阻力，从而制止自动下滑。^[26]

显微镜作为一种科学仪器，广泛应用于生物、化学、物理、冶金、酿造、医学等领域的科研活动中。^[9]

持镜时必须是右手握臂、左手托座的姿势，不可单手提取，以免零件脱落或碰撞到其他地方；轻拿轻放，不可把显微镜放置在实验台的边缘，以免碰翻落地；保持显微镜的清洁，光学和照明部分只能用擦镜纸擦拭，切忌口吹手抹或用布擦，机械部分用布擦拭；水滴、酒精或其他药品切勿接触镜头和镜台，如果沾污应立即擦净；放置玻片标本时要对准通光孔中央，且不能反放玻片，防止压坏玻片或碰坏物镜；要养成两眼同时睁开的习惯，以左眼观察视野，右眼用以绘图；不要随意取下目镜，以防止尘土落入物镜，也不要任意拆卸各种零件，以防损坏；使用完毕后，必须复原才能放回镜箱内，其步骤是：取下标本片，转动旋转器使镜头离开通光孔，下降镜台，平放反光镜，下降集光器（但不要接触反光镜）、关闭光圈，推片器回位，盖上绸布和外罩，放回实验台柜内。最后填写使用登记表（注：反光镜通常应垂直放，但有时因集光器没提至应有高度，镜台下降时会碰坏光圈，所以这里改为平放）。^[27]