從古至今，人類一直在追尋更高更遠的真相，從遠洋航行到太空探索，人們不斷征服一個個宏偉的目標，但是人們?nèi)庋鬯姷暮暧^世界不是世界的全部，還有人眼無法看清的微觀世界，它同樣也吸引著無數(shù)人去探索和追尋。

無論宏觀還是微觀事物，我們的觀測都是基于三維空間的屬性，即XYZ三維，而對事物形態(tài)變化的觀察則需要再引入一個衡量因素--時間T，因此對事物觀察的最完備方式一定是XYZT的同時記錄，即形態(tài)+時間的長時間攝影，這也是顯微鏡的功能。

經(jīng)過三百多年的發(fā)展，現(xiàn)代顯微鏡提出分辨率、景深、視野等概念，并不斷提出解決方案，顯微鏡已經(jīng)初步滿足我們對微觀世界觀察的需求，幫助我們記錄下微觀世界的空間和時間。

微觀世界觀察最重要的是細節(jié)的分辨，分辨率的概念便由此誕生，分辨率是指人眼可以區(qū)分的兩個點之間的最小距離，只在XY維度有效，根據(jù)瑞利判據(jù)，Rayleigh Criterion，正常人能分辨的極限是明視距離25cm處0.2mm的兩個點，當我們使用顯微鏡后，我們可以看清更小距離的兩個點，這便提升了我們觀察的分辨率。隨著現(xiàn)代研究的不斷深入，人們對分辨率的要求也在不斷提高，而科學家們也在不斷的提升顯微鏡的分辨率，如電子顯微鏡將分辨率提升至納米級別，實現(xiàn)了對病毒的觀察，超高顯微成像技術，將顯微鏡的分辨率從200納米提升到幾十納米，實現(xiàn)了對活細胞細胞器的觀察。

分辨率的提升也帶來了新的問題，即視野和景深的減小，當用普通zhongyang照明法（使光線均勻地透過標本的明視照明法）時，顯微鏡的分辨距離為d=0.61λ/NA，可見光波長范圍為400—700nm，取其平均波長550nm，波長是固定常量，因此，增大NA數(shù)值，即可得到更小的D值，也就是可以分辨的兩點之間的距離更小，可以讓人眼看清楚更小的物體。

NA值即數(shù)值孔徑，描述了透鏡收光錐角的大小，NA = n * sinα，即透鏡與被檢物體之間介質的折射率（n）和孔徑角（2α）半數(shù)的正弦之乘積。n為物鏡與樣本之間介質的光折射率，當顯微鏡物方介質為空氣時，折射率n = 1 , 采用折射率高于空氣的介質，可以顯著提高NA值，水浸介質是蒸餾水，折射率為1.33；油浸物鏡介質是香柏油或其它透明油，其折射率一般在1.52左右，接近透鏡和載玻片的折射率，因此，油鏡的NA值高于空氣鏡。

孔徑角又稱“鏡口角”，是透鏡光軸上的物體點與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度，增大鏡口角，可以提高正弦值，其實際上限約為72度（正弦值為0.95），乘以香柏油折射率1.52，可以得出zuida的NA值為1.45左右，代入分辨率計算公式，可以得出常規(guī)顯微鏡極限XY平面分辨率為0.2um左右。

NA值還會直接影響顯微鏡的視野亮度（B）。由公式B∝N.A.²/ M² 我們可以推出，亮度隨數(shù)值孔徑（N.A.）的增大或者物鏡倍率（M）的降低而增加。

從理論上來說，我們應該追求盡可能高的NA值，以獲得更好的XY平面分辨率和視野亮度。然而凡事都有兩面性，XY平面分辨率的提升，會帶來Z軸景深和觀察視野的減小。

顯微鏡一般都是垂直向下取景的，通過視場直徑內(nèi)觀察到的物體表面凸起的位置與凹下的位置都能夠看的很清楚時，那么凸點與凹點之間的高度差就是景深了，對于顯微鏡來說景深越大越好，景深越大在觀察高低不平整的物體表面時，能夠得到更好更立體的清晰度畫面，大景深有助于我們對微觀世界進行垂直方向形態(tài)的觀察，也就是XYZ三維形態(tài)中的Z軸信息。

景深就是象平面上清晰的象所對應物平面的前后空間的深度：d_tot=(λ*n)/NA + n/(M?NA) * e，d_tot：景深，NA ：數(shù)值孔徑，M ：總放大率，λ：光波波長, （通常λ=0.55um），n: 試樣與物鏡之間介質的折射率（空氣: n=1、油: n=1.52）根據(jù)這個公式，我們可以知道，Z軸景深與XY平面NA值成反比。

除了景深外，視野也受到NA值的影響，通過儀器固定注視一點時所能看見的空間范圍即視野，它的計算與物鏡的放大倍數(shù)直接相關，觀察所看到的實際視野直徑等于視場直徑除以物鏡的放大倍數(shù)，目鏡會表明對應視場數(shù)，如10/18，即放大倍數(shù)10倍，視場直徑18mm，因此當目鏡確定后，放大倍數(shù)越大則觀察的視野越小。

XY平面分辨率是對局部細節(jié)的解析，而視野則決定了我們對樣本的觀察范圍，視野必然是越大越好，但受限于當前的技術，我們必須采用高倍物鏡，才可以得到良好的NA值，因此,視野和NA值有間接的負相關系。

當我們需要觀察的樣本大于我們的視野時，每次觀察只能看到一個局部，為了解決這個問題，拼圖技術便應運而生。通過在XY方向移動樣本，連續(xù)拍下不同位置的圖像，ZH拼接在一起，就可以得到一張全視野的圖像。

▲鏡下局部視野

▲拼接后全視野

▲手動拼接

▲自動拼接(圖源：Echo顯微鏡)

拼接分為手動和自動兩種，手動拼圖成本低廉，但是對人員的操作水平，經(jīng)驗要求很高，如上圖，操作人員稍有不慎，就會出現(xiàn)圖片接縫問題，同時手動拼圖速度慢，不適合大批量，高通量樣本處理，比如醫(yī)院病理科日均上百病理切片觀察，手動拼圖方式無法滿足要求。

自動拼圖的核心部件是全自動載物臺，結合軟件，可自動實現(xiàn)全自動，大范圍全視野拍攝，結合自動Z軸對焦補償，即可得到全視野的清晰圖像。

Echo Revolution 全自動熒光顯微鏡

Echo Revolution全自動熒光顯微鏡，將XYZ三軸全部實現(xiàn)電動化，從而實現(xiàn)自動完成多圖拼接的大視野高分辨率成像，而電動化的Z軸可以幫助用戶實現(xiàn)自動聚焦、自動定焦和Z-Stacking 多層掃描大景深成像。Echo Revolution全自動熒光顯微鏡還添加了延時攝影功能，可以幫助用戶實現(xiàn)長時間觀察和時間回溯，使用戶可以進行更全面的觀察實驗。

對現(xiàn)代顯微鏡而言，基本功能可以拆解成三塊：光學成像、圖像采集、圖像處理與分享。

所謂光學成像，即盡量還原鏡下樣品的形態(tài)，色彩等信息；圖像采集即將鏡下觀察結果轉換為照片或視頻；圖像處理與分享，即對樣品進行標注，測量并分享。

現(xiàn)代顯微鏡生產(chǎn)商根據(jù)以上三功能，進行產(chǎn)品設計與研發(fā)：

各廠商針對三功能進行再次拆解，開發(fā)部件：

根據(jù)觀察樣本和應用方向的不同，各廠商開發(fā)了針對性的部件來滿足用戶要求，不同樣本需要各個部件WM配合才能得到好的成像效果，以常見的免疫熒光觀察為例，一套專業(yè)免疫熒光顯微鏡的構成，為熒光光源+螢石物鏡+熒光激發(fā)塊+高速高靈敏相機+熒光分析處理工作站，部件種類繁多，配置復雜，如果用戶對顯微鏡不夠了解，很容易配錯。

當前顯微鏡觀察方式基本分為7種，各廠商針對性開發(fā)了不同部件，并且不約而同采用了模塊化，積木式設計。

模塊化設計顧名思義，用戶可以通過更換不同部件，來得到不同的功能，積木式設計則是為模塊化設計提供一個基本光學顯微底座，通過外接方式來實現(xiàn)功能擴展。

如上圖，積木式顯微鏡結構設計帶來的好處是顯而易見的。它可以用一個基本框架，實現(xiàn)盡可能多的功能，但是凡事都有兩面性，積木式設計也有如下幾個問題：

1. 系統(tǒng)復雜，不易學習掌握 。

2. 外置部件設計使系統(tǒng)龐大，接線多，占地空間大 。

3.  搬運困難，需要專業(yè)人員拆卸裝箱后才能搬運，搬運后還需要專業(yè)人員再次安裝調(diào)試。

我們可以參考一下，照相工具的演化如圖：我們常用的照相工具，這些年來經(jīng)歷了三步演化，專業(yè)單反-微單-智能手機。

對顯微鏡的未來而言，積木式設計肯定不會消亡，它服務于專精市場，同時集成式設計會是顯微鏡未來的一個主要方向，通過集成式設計，突出常用功能，簡化機械與人機界面，實時數(shù)據(jù)分享，讓顯微鏡變得易學好用，無縫實時傳輸圖像。

一體化極簡設計：

高清成像：

實時圖像分享：

我們相信，集成化，極簡化，網(wǎng)絡化是顯微鏡的未來方向與目標。

Echo Revolution全自動熒光顯微鏡

Echo Revolution全自動熒光顯微鏡，將XYZ三軸全部實現(xiàn)電動化，從而實現(xiàn)自動完成多圖拼接的大視野高分辨率成像，而電動化的Z軸可以幫助用戶實現(xiàn)自動聚焦、自動定焦和Z-Stacking多層掃描大景深成像。Echo Revolution全自動熒光顯微鏡還添加了延時攝影功能，可以幫助用戶實現(xiàn)長時間觀察和時間回溯，使用戶可以進行更全面的觀察實驗。

▲ Echo Revolution全自動熒光顯微鏡

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白蟻亦稱蟲尉。白蟻跟很多昆蟲類似，都具有趨光性。尤其是在下雨前的晚上，有燈光的地方，都會看到它的身影。由于白蟻的食物有一部分來源于纖維素，而工蟻的職責就是從各種枯木、死亡植物中收集木質纖維，這就包括了人類的木質建材，這也是為什么白蟻被認為是一種對人類有害的"害蟲"。如果觀察這類蟲，我們會用到什么顯微鏡呢？下面由小編帶大家近距離觀察國產(chǎn)顯微鏡下的白蟻幼蟲。

國產(chǎn)顯微鏡下的白蟻幼蟲呈乳黃色

國產(chǎn)體視顯微鏡下的白蟻幼蟲呈乳黃色

MZ62系列連續(xù)變倍體視顯微鏡，采用優(yōu)質光學系統(tǒng)設計，展現(xiàn)優(yōu)異的分辨率及真實色彩，人機工程學設計和耐用的機身部件，長時間使用穩(wěn)定可靠。是常規(guī)生物醫(yī)學檢驗，科研研究和工業(yè)檢測等高精度觀察領域的理想工具。

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硅藻是一類具有色素體的單細胞植物，常由幾個或很多細胞個體連結成各式各樣的群體。生長于淡水或海水之中，為單細胞植物。細胞中含有葉綠素和褐色的色素，細胞壁含有硅酸。因古代的硅藻沉積于水底而形成石油和硅藻土層。由于細胞壁含有豐富的硅(稱為細胞殼)，大多有美麗的花紋，由相互扣合的兩瓣組成，形似圓形藥丸盒。細胞殼化石構成多孔巖石，稱為硅藻土，用以制造過濾器、絕緣體、磨料等。下面由小編帶大家近距離觀察生物顯微鏡下的硅藻。

生物顯微鏡ML51-N觀察到硅藻

生物顯微鏡ML51-N使用優(yōu)秀的無限遠獨立校正光學系統(tǒng)，標配視野數(shù)25mm的大視野三目鏡筒和高性能平場半復熒光物鏡，成像清晰銳利，色彩還原真實，為專業(yè)應用提供高質量、高性能的顯微成像支持，廣泛應用于醫(yī)學檢查、疾病預防、生物研究、教學科研等領域。

生物顯微鏡ML51-N

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酵母菌是一群單細胞的真核微生物。一種肉眼看不見的微小單細胞微生物，能將糖發(fā)酵成酒精和二氧化碳，分布于整個自然界，是一種典型的異養(yǎng)兼性厭氧微生物，是一種天然發(fā)酵劑，可用來制面包；發(fā)酵生產(chǎn)酒精和含酒精的飲料，如啤酒、葡萄酒和白酒；生產(chǎn)食品工業(yè)的酶，如蔗糖酶，半乳糖苷酶等。那么酵母菌可以用什么 顯微鏡看呢？

一、生物顯微鏡ML51-M搭配顯微鏡相機MSX11觀察明場效果

生物顯微鏡ML51-M觀察染色酵母菌

生物顯微鏡 ML51-M使用優(yōu)秀的無限遠獨立校正光學系統(tǒng)，標配視野數(shù)25mm的大視野三目鏡筒和高性能平場半復熒光物鏡，成像清晰銳利，色彩還原真實，為專業(yè)應用提供高質量、高性能的顯微成像支持，廣泛應用于醫(yī)學檢查、疾病預防、生物研究、教學科研等領域。

二、倒置顯微鏡MI52-N觀察相差效果

倒置顯微鏡采用優(yōu)異的無限遠光學系統(tǒng)，超長工作距離聚光系統(tǒng)可對高培養(yǎng)皿或圓筒狀燒瓶進行無沾染培養(yǎng)細胞觀察，它可對活體細胞，透明液態(tài)組織進行顯微觀察，也可對培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)組織進行動態(tài)顯微觀察，可應用于科研院所、高等院校、醫(yī)療衛(wèi)生、檢驗檢疫、農(nóng)牧乳業(yè)等部門。

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陶瓷顆粒是一種新型路面材料，是采用高嶺土、長石、石英和粘土為主要原料，再加上無機的高溫色劑之后經(jīng)高溫燒制而成。陶瓷顆粒的顏色在多種多樣的同時，具有防滑耐磨、環(huán)保耐腐、色澤鮮艷、堅硬牢固、使用壽命長等特點。主要在構造景觀城區(qū)、景觀小區(qū)、美化城市環(huán)境方面使用。下面小編帶大家走進微觀世界，看看顯微鏡下的陶瓷顆粒。

在顯微鏡下放大50倍，看到的陶瓷顆粒的是否存在其他雜質

在下面我們再放大100倍后，測定陶瓷顆粒的形狀、組成、大小等

MJ33金相顯微鏡是一種多用途工業(yè)檢驗用光學儀器，配置明/暗場物鏡、大視野目鏡與偏光觀察裝置，透反射照明采用"柯勒"照明系統(tǒng)，視場清晰?？捎糜诎雽w硅晶片、LCD基板、電路板、固體粉沫及其它各種透明或不透明工業(yè)試樣的檢驗，是生物學、金屬學、礦物學、精密工程學、電子工程學等研究的理想儀器。

明暗場金相顯微鏡MJ33

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食鹽是烹飪中最常用的調(diào)味料之一，學名為氯化鈉（化學式NaCl），白色結晶體，吸濕性強，應存放與干燥處。食鹽也是人體正常的生理活動不可缺少的物質，食鹽在自然界里分布很廣。海水里含有豐富的食鹽。鹽湖鹽井和鹽礦中也蘊藏著食鹽。下面讓小編帶大家看看不同顯微鏡下的食鹽。

一、偏光顯微鏡MP41搭配顯微鏡相機MD30拍攝的食鹽晶體

偏光顯微鏡下的食鹽晶體

偏光顯微鏡MP41是用于研究所謂透明與不透明各向異性材料的一種顯微鏡，它可以將普通光改變?yōu)槠窆膺M行鏡檢的方法，以鑒別某一物質是單折射（各向同性）或雙折射性（各向異性）。同時可應用于觀察紙張?zhí)砑硬牧系男螤睢?/p>

偏光顯微鏡MP41

顯微鏡攝像頭MD30可以連接到任何標準的三目生物顯微鏡、體視顯微鏡、金相顯微鏡上，拍攝數(shù)碼顯微圖象，它具有傳輸速度快，色彩還原好，圖象清晰，存儲方便能優(yōu)點，可以廣泛的應用于工業(yè)品管、教學研究、材料分析、臨床檢驗，機器視覺等領域。MD30顯微鏡相機可以使你原本繁雜的工作變的輕松、有趣和高效。

二、倒置顯微鏡MI52-N搭配顯微鏡相機MDX10拍攝精鹽顆粒析出晶體

倒置顯微鏡下的精鹽顆粒析出晶體，顏色五彩斑斕

倒置顯微鏡MI52-N搭配顯微鏡相機MDX10

明美倒置顯微鏡MI52-N該倒置顯微鏡采用優(yōu)異的無限遠光學系統(tǒng)。超長工作距離聚光系統(tǒng)可對高培養(yǎng)皿或圓筒狀燒瓶進行無沾染培養(yǎng)細胞觀察，照明系統(tǒng)充分考慮散熱性，人機工程學設計理念，使操作便捷，空間更廣闊。

MDX10顯微鏡數(shù)字相機采用高性能成像芯片，針對顯微鏡拍攝場景特別優(yōu)化，精確還原樣品的精細結構和真實色彩，采用USB3.0數(shù)據(jù)傳輸接口，2000全分辨率下運行流暢，極大提升采集效率，是病理診斷、金相分析和體視觀察等應用領域的理想工具。

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顯微鏡下進攻細菌的噬菌體