沒(méi)有熒光功能的倒置顯微鏡，如何升級(jí)？——LED倒置熒光模塊加裝方案解析

不換顯微鏡，用一套模塊補(bǔ)齊熒光觀察能力

實(shí)驗(yàn)室里難免會(huì)遇到這樣的場(chǎng)景：一臺(tái)倒置顯微鏡用得好好的，明場(chǎng)觀察沒(méi)問(wèn)題，可當(dāng)實(shí)驗(yàn)方案里出現(xiàn)熒光染料時(shí)，它卻派不上用場(chǎng)。換新顯微鏡成本高，外接汞燈又占地方、麻煩多。LED倒置熒光模塊提供了一個(gè)折中且實(shí)用的思路：不更換顯微鏡，通過(guò)加裝一套模塊，讓現(xiàn)有設(shè)備獲得熒光觀察能力。本文就來(lái)梳理這一升級(jí)方案的來(lái)龍去脈。

一、一臺(tái)沒(méi)有熒光的倒置顯微鏡，能做什么、缺什么？

倒置顯微鏡的物鏡位于載物臺(tái)下方，可以直接觀察培養(yǎng)皿、培養(yǎng)瓶和多孔板里的活細(xì)胞，是細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的常用設(shè)備。在明場(chǎng)模式下，它可以完成細(xì)胞形態(tài)觀察、計(jì)數(shù)、生長(zhǎng)狀態(tài)判斷等基礎(chǔ)工作。

但熒光實(shí)驗(yàn)對(duì)設(shè)備提出了額外要求：標(biāo)記細(xì)胞核的DAPI、追蹤蛋白的綠色熒光蛋白、免疫熒光中的FITC和TRITC……這些熒光染料都需要激發(fā)光照射和對(duì)應(yīng)的濾光片組才能被看到。缺少熒光功能的倒置顯微鏡，面對(duì)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)只能“望而卻步"。當(dāng)實(shí)驗(yàn)方案中越來(lái)越多地出現(xiàn)熒光標(biāo)記時(shí)，為顯微鏡補(bǔ)齊熒光能力就成了現(xiàn)實(shí)需求。

二、升級(jí)熒光的三種思路

面對(duì)熒光升級(jí)需求，實(shí)驗(yàn)室通常有三種選擇：

·       更換一臺(tái)標(biāo)配熒光的新顯微鏡：功能完整，但投入較大，原有設(shè)備閑置浪費(fèi)；

·       外接汞燈燈室：技術(shù)成熟，但燈室體積大、需要預(yù)熱冷卻、燈泡壽命短、含汞，后期維護(hù)麻煩；

·       加裝LED倒置熒光模塊：投入相對(duì)可控，安裝簡(jiǎn)單，不廢棄現(xiàn)有設(shè)備，是近年來(lái)應(yīng)用較多的升級(jí)方式。

三條路線(xiàn)各有適用場(chǎng)景，但對(duì)預(yù)算有限、希望物盡其用的實(shí)驗(yàn)室而言，加裝LED倒置熒光模塊往往是性?xún)r(jià)比較高的選擇。下面重點(diǎn)介紹這一方案。

三、LED倒置熒光模塊：一體化加裝方案

LED倒置熒光模塊將大功率LED光源、熒光激發(fā)塊（激發(fā)濾光片、二向色鏡、發(fā)射濾光片）和控制系統(tǒng)整合在一個(gè)殼體內(nèi)，加裝在倒置顯微鏡載物臺(tái)下方，與原光路配合實(shí)現(xiàn)熒光激發(fā)與觀察。以廣州市萊特光電技術(shù)有限公司的系列產(chǎn)品為例，其安裝遵循“加裝不改動(dòng)"的原則：

·       內(nèi)陷安裝槽設(shè)計(jì)：模塊通過(guò)內(nèi)陷安裝槽固定在載物臺(tái)下方，安裝后更薄、更貼合；

·       不改動(dòng)原光路：加裝過(guò)程不改變顯微鏡原有光路系統(tǒng)，明場(chǎng)觀察功能完整保留；

·       結(jié)構(gòu)緊湊：殼體采用卡扣設(shè)計(jì)，外觀簡(jiǎn)潔，載物臺(tái)下空間占用小，轉(zhuǎn)換物鏡更方便；

·       安裝簡(jiǎn)單：接入DC 12V電源即可工作，無(wú)需復(fù)雜的燈室和光路調(diào)試。

圖1 加裝LED倒置熒光模塊后的倒置顯微鏡——模塊安裝于載物臺(tái)下方

圖2 倒置顯微鏡載物臺(tái)下方光路區(qū)域——模塊加裝后不影響物鏡與載物臺(tái)操作

圖3 一體化模塊結(jié)構(gòu)——光源、激發(fā)塊與控制系統(tǒng)集成于緊湊殼體內(nèi)

由于模塊是按顯微鏡品牌和型號(hào)量身設(shè)計(jì)的，不同機(jī)型對(duì)應(yīng)不同的模塊系列，安裝時(shí)只需確認(rèn)機(jī)型匹配，不需要自行改造設(shè)備。這也是“加裝"方案與“改裝"方案的區(qū)別所在：前者即裝即用，后者往往涉及光路改動(dòng)，風(fēng)險(xiǎn)更高。

四、加裝后的使用體驗(yàn)

加裝LED倒置熒光模塊后，顯微鏡的使用體驗(yàn)有幾個(gè)明顯變化：

·       明場(chǎng)、熒光雙模式：兩種觀察方式可自由切換，日常觀察不受影響；

·       即開(kāi)即用：開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)沒(méi)有時(shí)間限制，無(wú)須預(yù)熱、無(wú)須冷卻，實(shí)驗(yàn)節(jié)奏更連貫；

·       大屏顯示：彩色大屏清晰顯示各通道狀態(tài)與光強(qiáng)百分比，信息一目了然；

·       單指操控：大直徑指壓旋鈕，旋轉(zhuǎn)調(diào)光、按壓切換通道，操作簡(jiǎn)單；

·       光強(qiáng)記憶：不同通道切換時(shí)自動(dòng)恢復(fù)各自的光強(qiáng)設(shè)置，無(wú)須反復(fù)調(diào)節(jié)；

·       維護(hù)省心：LED光源壽命長(zhǎng)，幾乎無(wú)耗材更換，日常只需保持清潔通風(fēng)。

圖4 模塊控制系統(tǒng)——銀色旋鈕配合彩色大屏與通道按鍵

圖5 彩色大屏界面——方柱顯示各通道亮度，百分比直觀清晰

五、升級(jí)后的熒光效果

加裝完成后，顯微鏡即可進(jìn)行多色熒光觀察。以常用配置為例，模塊可適配UV（DAPI）、B（FITC/GFP）、G（TRITC/Cy3）、Y（mCherry）、R（Cy5）等激發(fā)塊，覆蓋細(xì)胞核染色、蛋白定位、免疫熒光等常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)的染料需求。高品質(zhì)帶通濾光片配合獨(dú)立熒光通道設(shè)計(jì)，讓熒光信號(hào)更純凈、背景更干凈，成像質(zhì)量有保障。

圖6 DAPI藍(lán)色熒光成像效果——升級(jí)后即可獲得清晰的熒光圖像

圖7 尼康ECLIPSE Ti倒置顯微鏡加裝電動(dòng)熒光附件的示例

六、加裝前，需要確認(rèn)這幾件事

為了讓加裝過(guò)程順利、后續(xù)使用無(wú)憂(yōu)，建議在確定方案前與供應(yīng)商確認(rèn)以下幾個(gè)方面：

·       機(jī)型與光軸匹配：提供顯微鏡的具體品牌和型號(hào)，確認(rèn)模塊的安裝位與光軸位置匹配；

·       供電條件：模塊一般接入DC 12V電源即可工作，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)室具備相應(yīng)的供電條件；

·       安裝空間：確認(rèn)載物臺(tái)下方空間滿(mǎn)足安裝要求，不影響物鏡轉(zhuǎn)換和載物臺(tái)操作；

·       通道需求：提前梳理實(shí)驗(yàn)常用染料，確定需要配置的熒光通道數(shù)量和波段；

·       售后支持：了解廠(chǎng)家的安裝指導(dǎo)、技術(shù)支持和保修政策，降低后期使用風(fēng)險(xiǎn)。

把這些細(xì)節(jié)確認(rèn)清楚，加裝過(guò)程通常可以一次完成，避免反復(fù)溝通和返工。

七、從明場(chǎng)到熒光：一次熒光觀察的完整流程

加裝完成后，日常使用并不復(fù)雜。一次典型的熒光觀察可以這樣進(jìn)行：先接通模塊電源，設(shè)備即開(kāi)即用；在明場(chǎng)模式下觀察樣本，定位感興趣的區(qū)域；隨后切換到對(duì)應(yīng)的熒光通道，例如觀察細(xì)胞核時(shí)切換到DAPI通道；通過(guò)旋鈕調(diào)節(jié)光強(qiáng)，找到亮度合適的觀察狀態(tài)，即可進(jìn)行觀察或圖像采集；如需多色觀察，可依次切換多個(gè)通道分別采集，再借助圖像分析軟件疊加合成。整個(gè)過(guò)程不涉及光源預(yù)熱和光路調(diào)試，操作門(mén)檻低，新用戶(hù)也能較快上手。

八、這類(lèi)升級(jí)方案適合哪些實(shí)驗(yàn)室？

·       已配備倒置顯微鏡但缺熒光功能，希望通過(guò)加裝補(bǔ)齊能力的實(shí)驗(yàn)室；

·       預(yù)算有限，不希望為熒光功能更換整臺(tái)顯微鏡的團(tuán)隊(duì)；

·       對(duì)實(shí)驗(yàn)效率有要求，希望即開(kāi)即用、操作簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室；

·       需要控制長(zhǎng)期維護(hù)成本、減少耗材投入的實(shí)驗(yàn)室；

·       有環(huán)保要求，希望避開(kāi)汞燈廢棄處理問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)室。

當(dāng)然，是否采用加裝方案，還應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)類(lèi)型、使用頻率和顯微鏡實(shí)際狀態(tài)綜合判斷。如果實(shí)驗(yàn)以熒光為主且使用頻繁，也可以與供應(yīng)商溝通，評(píng)估不同方案的適用性。

九、萊特光電倒置熒光模塊系列

廣州市萊特光電技術(shù)有限公司提供覆蓋多個(gè)品牌系列的LED倒置熒光模塊：適配奧林巴斯CKX53的CKX-UVBG-E、適配CKX41的CKX41-UVBGY-M、適配IX51/71的IX2-UVBG-E，適配尼康ECLIPSE Ti的Ti-UVBGY-E，以及適配粵顯XDS-3的XDS3-UVBGY-E、適配澳浦DSZ2000/2500X的DSZ2-UVBGY-E、適配舜宇I(lǐng)CX41的ICX-UVBG-M。無(wú)論進(jìn)口品牌還是國(guó)產(chǎn)品牌，都能找到對(duì)應(yīng)的加裝方案。同時(shí)，公司還提供正置熒光模塊、體視熒光模塊及多波段LED熒光光源，可以為不同機(jī)型提供熒光升級(jí)支持。

十、結(jié)語(yǔ)

一臺(tái)沒(méi)有熒光功能的倒置顯微鏡，并不一定要被淘汰。通過(guò)加裝LED倒置熒光模塊，它可以在較低投入下獲得多色熒光觀察能力，繼續(xù)在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)揮作用。安裝簡(jiǎn)單、即開(kāi)即用、維護(hù)省心，是這類(lèi)方案受到歡迎的主要原因。如果你的實(shí)驗(yàn)室也有一臺(tái)等待升級(jí)的倒置顯微鏡，不妨認(rèn)真評(píng)估一下這條加裝路徑。

需要提醒的是，熒光實(shí)驗(yàn)的效果不只取決于硬件，也取決于樣本制備、染料選擇和操作細(xì)節(jié)。建議加裝后從熟悉的一個(gè)實(shí)驗(yàn)做起，逐步積累經(jīng)驗(yàn)，讓這臺(tái)升級(jí)后的倒置顯微鏡真正成為實(shí)驗(yàn)室多色熒光觀察的可靠工具。