[转载]关于普通光学显微镜和扫描光学显微镜的空间分辨率问

阿平

所谓普通显微镜，就是指宽场成像显微镜，所谓宽场成像就是“面成像”，所谓面成像就是一个时间点获得一整个二维图像，这是与明显区别于扫描成像显微镜的。扫描显微镜是“点成像”，即每个时间点只能获得一个空间信息，通过不断花费时间去扫描最终获得整个二维或三维图像，因此扫描成像每个像点不是一个时间点，不管扫描速度有多快。不过目前市场的碟片共聚焦，属于二者综合性，因为使用多孔碟片，在一个时间点就可以多获得几个空间点信息，但是整个图像也不是一个时间点到，部分空间信息是一个时间点到。
   简单的说，宽场和单光子扫描共聚焦光学显微镜，都受衍射极限限制，横向分辨率极限基本都是200nm左右（可能有人说共聚焦横向分辨率也会提高，但我个人认为就算提高也是非常有限的，共聚焦的核心是针孔，针孔的核心作用是去除不同激发焦深杂散荧光，可以有效的提高纵向分辨率）。但是双光子扫描显微镜由于其特殊的荧光激发机理，分辨率可突破衍射极限（补充一点双光子显微镜不用共聚焦，即双光子扫描显微镜，而不是双光子共聚焦显微镜）。
    由于是显微系统成像，因此分辨率还跟物镜数值孔径、放大倍数、成像CCD有关。比如对于宽场成像，在100×物镜下，要想有效实现200nm的分辨率，根据奎斯特取样定理，ccd单个像素是不能大于10um的，否则分辨率就受限于单个物理像素大小了。
    对于扫描成像系统来说，成像分辨率取决两个部分，一个是聚焦光斑的大小（与物镜的数值孔径有关），另一个是扫描时候的步进精度有关。并不是说扫描像素越多分辨率越高，即100×100图不一定比1000×1000的图像分辨率要低，买仪器的时候不要被忽悠了。什么叫做好，就是同样尺寸大小的图，扫描出像素多就是分辨率高，如一个实际大小是1cm×1cm的图，100×100的分辨率肯定比1000×1000的差。