显微镜

振动显微镜通过提供营养物质、代谢产物和其他生物分子的化学对比度来研究细胞功能。

SWIP显微镜的空间分辨率、化学选择性及成像深度

(d)短波红外光热显微镜示意图。

通过散射假体，研究者表征了SWIP显微镜的深度穿透和高分辨率成像能力。

所以，人类的光学（电磁波和电子）用光路法制造的显微镜的极限就是---原子。

有两个人最早在科学上使用显微镜。

使用紫外光显微镜，在分辨力上确实显示出某种程度的提高。

在紫外光显微镜中所使用的标本必须枯在石英载玻片和石英盖玻片之间，石英载玻片比一般玻璃载玻片小而且薄，尺寸为25x37.5x0.5mm，石英盖玻片也必须比一般玻璃盖玻片薄得多，大约为0.025mm。

在紫外光显微镜中，首先遇到的是载玻片、盖玻片和透镜的材料问题。

所形成的在265nm波长上的反差是由于核酸的特异性吸收，蛋白质在280^-320nm范围内也表现出选择性的吸收，这种自然的吸收可以被作为紫外光显微镜的主要用武之地。

紫外光显微镜比可见光显微镜制造难度大。

要分辨小的尺寸，就要拉近样品和目镜的距离，紫外光显微镜在分辨力上的增大并不能达到令人满意的程度。

这个方案有许多实际困难，这种远紫外光显微镜在物理学上可能是有意义的，而在生物学上也没有多大的价值，大多数生物学材料在紫外光范围的吸收并不处于远紫外的光谱区域。

科学家正在努力缩小超分辨率显微镜与结构生物学技术之间的差距。

《自然—光子学》：程继新团队发明高分辨深穿透短波红外光热显微镜《自然—光子学》：程继新团队发明高分辨深穿透短波红外光热显微镜精选

美国波士顿大学程继新课题组发明了短波红外光热显微镜。

然而，目前振动显微镜的成像深度不足以在不改变样品的情况下分析出完好的类器官或组织中的化学成分。

如图2所示，研究者使用SWIP显微镜成像单个500纳米小球，提示SWIP的高灵敏度。

电子显微镜的作用原理与光学显微镜完全不同，光学显微镜利用的是光在被测物体上发生的反射，然后通过透镜收集直接进入人的眼睛。

原子力显微镜的原理与扫描隧道显微镜大致相同，都是通过探针和原子表面发生相互作用。

SWIP显微镜原理和示意图。

扫描探针显微镜利用一根尖锐的原子级探针在材料表面移动，通过监测探针与材料之间由于量子力学原理产生的电流、力等信号“摸”出材料的表面形态。

可见光的波长为400-700纳米，小于这个波长一半的物体（颗粒）阻挡在光路上时，光线会绕过（衍射）这个阻挡物，因此形不成反射，反射显微镜不能看到这个颗粒，这就是可见光显微镜的分辨率极限。

阿贝据此提出可见光显微镜的分辨率极限为200纳米，即阿贝极限。

人们把提高显微镜分辨力的希望自然寄托在使用具有更短波长的紫外光上，紫外线的波长为10-400纳米。

区别在于，原子力显微镜采用了原子间的相互作用（如范德华力）作为信号进行收集，而非隧道电流，这就使得原子力显微镜可以观察诸如陶瓷的绝缘体。

电子显微镜的作用原理与光学显微镜完全不同，光学显微镜利用的是光在被测物体上发生的反射，然后通过透镜收集直接进入人的眼睛。

在之后的三个世纪中，人们对胡克所发现的新世界愈发好奇，也在光学显微镜的基础上设计了各种各样更加先进的显微镜。

这些先进的显微镜先后于1953年，1986年，2014年与2017年获得了四次诺贝尔物理学或化学奖。