今天和大家談?wù)勶@微鏡當中最重要的部件：
物鏡。為什么是最重要且沒有之一呢？因為科研工作者們關(guān)心的解析度、信噪比等與
成像質(zhì)量息息相關(guān)的
參數(shù)都是由物鏡決定的。當然，顯微鏡的其他部分也一樣不可或缺，但是篇幅有限，即便是物鏡，我們也只能淺嘗輒止的談一談。
CT"0"~~ K9 0Zf 在生命科學(xué)研究領(lǐng)域，
光學(xué)顯微鏡的使用率絕對位列儀器的前三甲，如果有人不相信，那請看看周圍吧，不管是在實驗室，還是在醫(yī)院，我們都隨處可見顯微鏡們靚麗的身影。
_B W$?:)9 而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，在光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上，衍生出許多其他復(fù)雜的成像
系統(tǒng)。例如全內(nèi)反射熒光顯微鏡、
激光共聚焦掃描顯微鏡、多
光子激光掃描顯微鏡等等。絕大多數(shù)的科研工作者們，都需要或多或少的和顯微鏡大家族中的成員們打交道。這個時候，對這些復(fù)雜系統(tǒng)的了解就有一些迫切了。
p=405~ 那么作為物鏡當中，最不可不談的東西就是物鏡的最重要的參數(shù)：數(shù)值孔徑。
UdLC] -@J;FjrXmP A HZ6 數(shù)值孔徑即Numerical Aperture 所以在中國我們通常稱之為NA值，NA值的大小直接標注在物鏡上，大家平時切換物鏡的時候，有觀察過嗎？通常來說NA值越大，物鏡的成像質(zhì)量越好。為什么會這么說呢？我們先來看看數(shù)值孔徑的計算公式：
\t!+]v8f8 NA = n (sin μ)
da[l[b; 其中n是物鏡與樣本之間介質(zhì)的折射系數(shù)，μ是物鏡孔徑角的一半。
%LVk%kz 作為生命科學(xué)領(lǐng)域的研究者，我們不必去深究為什么NA的公式是如上所示，但是，我們需要了解的是為什么NA值是物鏡最重要的參數(shù)，所以趁熱打鐵，我們再看看下面兩個公式：
Ke 'bH R= 1.22λ / [NAObj + NACon]
]L_HnmD6 R = 1.22 • λ/(2 • NA)
rp1 u 上面兩個公式的左邊R，決定了物鏡的分辨率，即物鏡可以區(qū)分兩點間的最短距離。接著我們再看看公式的右邊，λ是入射光的
波長，實驗條件恒定的情況下，跟數(shù)值一樣都是定制，而我們看到NA都是處在分母的位置上，即NA值越大，R的數(shù)值就越小，分辨率就越高，所以我們觀察樣本的解析度就越高，通俗點來說，就是可放大的倍率越大。那么為什么會兩個公式呢？因為第一個是透射光的計算公式，另一個是反射光的。順帶一提的是，通常來說NACon即聚光鏡的數(shù)值孔徑要小于高倍物鏡的數(shù)值孔徑，所以熒光成像的分辨率要高于明場成像。
4 6e;UUf!d 談到反射光，作為現(xiàn)如今最重要的成像手段，熒光成像在顯微成像領(lǐng)域毋庸置疑的處在壟斷地位，這里筆者不得不多談一下她，因此為大家介紹如下公式：
GXHk{G@TS Intensity ∝ (NAobj)4/Mag2
N8nyTPw 在這個公式中Intensity的大小指的是熒光的強度值，而NA值這一次出現(xiàn)在了分子的位置，所以NA值越大，熒光強度越大，所以得到的熒光圖像信噪比越高，圖片質(zhì)量越好。如果是進行時間序列成像，高NA值的物鏡，還能大大減少曝光時間，提高成像速度，從而更好的捕捉快速移動的熒光標記物。
C($`'~b 綜上所述，雖然較為粗略和淺顯，但是我們依然可以大致了解NA值的重要性，同時也對物鏡也有了初步的了解，那么隨之而來的問題就出現(xiàn)了：
K7_)!=DcX NA既然如此重要，為什么物鏡種類卻如此千差萬別 ？
qt;6CzL
C 既然NA值如此重要，顯微鏡廠商們都只生產(chǎn)高數(shù)值孔徑的物鏡不就好了？為什么還要生產(chǎn)那么多種類繁多的物鏡呢？我們再回過來看看NA的計算公式：
9qqEr~ NA = n (sin μ)
.vT ' hu
NA的大小跟介質(zhì)的折射率有著直接的關(guān)系，如果各位生命科學(xué)研究者高中數(shù)學(xué)還沒有忘干凈的話，應(yīng)該知道sin最大值只有1，所以介質(zhì)折射率越大，物鏡的NA值越大，這也是為什么我們高倍顯微鏡是油鏡的原因。
Rj E,Wn 答案也就隨之而來，很顯然，如果樣本不能接觸，或是加入其他介質(zhì)，我們就只能選擇空氣作為介質(zhì)，從而限制里物鏡的NA值大小。那么如果可接觸的話，是不是所有的樣本都用高折射率的介質(zhì)呢？下面我們再來看看下面要說的概念。
W
tzV|e, 深層成像：球差的困擾！
`I'=d 4 Ap97
