正确的清洁度分析解决方案对质量控制至关重要。本文介绍了选择适合自身需求的解决方案时应考虑的一些重要因素。这些因素取决于不同的方面，例如行业（微电子或汽车）、污染物类型、尺寸、成分、材料属性和可能造成的损害等。

从基本的清洁度验证到更复杂的分析，有多种基于显微镜和激光光谱的清洁度解决方案可供选择。

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介 绍

汽车零部件和电子元件中的微粒子污染会对产品性能和使用寿命产生严重的影响^[1-3]。如果关键部件受到重度污染，车辆或设备系统就会出现重大故障。因此，对于现代制造和生产中的质量保证，清洁度分析在确定颗粒物尺寸和材料属性方面具有重要的作用。为帮助用户选择适合自己需求的正确清洁度分析解决方案，下文列出了一些需要考虑的主要因素。

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需要考虑的因素

为找到最适合用户需求的清洁度分析解决方案，可以先思考下面的几个问题。

主要应用是什么？

清洁度分析是否会影响组件和零部件的生产与组装，例如汽车和电子行业？如果是，那么这两个行业对颗粒物污染有着严格的要求，包括类型、大小、成分和可能造成的损害等，通常要按照ISO 16232、VDA 19或ZVEI（电子工程技术清洁度）等标准和指南执行分析^[2,4]。或者清洁度分析是针对液压流体、润滑剂、燃油和医药产品？对大多数机械系统而言，需按照ISO 4406和DIN 51455标准来对液压流体、润滑剂和燃油执行清洁度分析^[5]。医药产品清洁度分析通常遵循USP 788标准。由于不同应用的清洁度分析存在重大的差异，选择的解决方案需要能够准确可靠地确定颗粒物分析所要求的各项参数。

图1：示例A)汽车零部件和组件，和B)印刷电路板(PCB)，清洁度分析在质量控制和生产中可以发挥重要的作用。

要分析的颗粒物的尺寸是多大？

在汽车行业中，大颗粒物(>25 µm)和坚硬的颗粒物（陶瓷和金属）由于其磨损性质可能会造成严重的损害。但对于亚微米级的电子元件，即使是较小的颗粒物（5到10µm或更小）也会造成问题。对于流体清洁度，需要分析5µm或更大的颗粒物。选择清洁度分析解决方案时，了解要分析的颗粒物的尺寸非常重要。

图2：清洁度分析中的滤膜里污染物的图片，显示了不同尺寸的颗粒物。

应用需要区分反光颗粒物和非反光颗粒物吗？

反光颗粒物，即导电性颗粒物，通常为金属，相比非导电性颗粒物，通常为非金属，可对汽车零部件和电子元件造成更大的损害。因此，在确定颗粒物可能造成的潜在损害时，如果能够区分反光和非反光颗粒物，会大有帮助。如果清洁度分析解决方案能够帮助用户有效区分反光颗粒物和非反光颗粒物，用户便可以更好地确定颗粒物可能造成的损害。

确定颗粒物材料重要吗？

如果清洁度分析的最终目标是找到并清除污染物来源，则了解颗粒物的成分便十分有用。在这种情况下，理想的解决方案应能够帮助用户高效可靠地识别颗粒物材料。

图3：使用光学显微镜和激光光谱确定的铝合金颗粒物的成分。

来源：徕卡显微系统 https://mp.weixin.qq.com/s/iJ3mZ8KS3LLKLQ1Y315olg

DIC显微镜

大多数人在使用显微镜时都采用明场照明。遗憾的是，对很多生物标本来说，明场显微镜通常只提供低对比度图像，在其中几乎无法辨别任何细节。使用染色剂可以增加明场的对比度，但这也有一个风险，即染色剂可能对活细胞有毒。在DIC显微镜中，DIC指的是微分干涉对比法，与明场显微镜相比，其无需染色剂也可以更大的对比度观察多种生物标本的结构。这种光学对比法主要是利用偏振光和样本的厚度或光密度差异，这种差异会导致通过样本的光发生相移。
只有特定的徕卡显微镜具备DIC。其可用于观察各种生命科学或法医学应用中的细胞或组织。DIC显微镜也可用于某些材料和地球科学应用。

什么是DIC显微镜，它的作用是什么?

DIC是微分干涉对比法，这是一种显微镜光学对比技术，通过其可以获得充足的对比度和分辨率，从而观察到未染色的生物标本的细胞结构。它也能帮助观察材料表面上小的高度差异。只用偏振光照亮样本时，偏振光被分散成两束具有正交偏振平面的不同光线。当光线在样本中经过不同的折射或散射后，会出现不同的相移。这些光线再次汇聚时，它们会相互干扰并变成椭圆偏振光。这种偏振光通过分析仪时会变为振幅偏移。在DIC图像中，可以观察到差异小于1/1000个波长的相移（当用相机传感器检测时）。DIC显微图像呈浮雕状，看上去有阴影。

如何设置DIC显微镜？

DIC显微镜是一种宽视场显微镜，在光源镜与聚光镜之间，以及在物镜和相机传感器或目镜之间，都设有偏振滤光器和沃拉斯顿棱镜。如需更多DIC显微镜设置信息，请参阅文章： 微分干涉对比（DIC）与金相学

微分干涉对比（DIC）显微镜是如何工作的？

DIC显微镜是一种使用偏振滤光器和沃拉斯顿棱镜的传统宽视场显微镜。

光源散发出的光会穿过滤光器，变成45°的偏振光。在穿过沃拉斯顿棱镜后，光会被分成垂直偏振分量，其中一个为0°偏振，另一个为90°偏振。聚光镜将光聚集在标本上，再由2束偏振角度不同的连贯平行光线照射到标本上。光线穿过不同的光路长度，因为其穿过样本的路径上可能存在厚度或折射率差异。
最后的结果是，一条光线相对于另一条光线出现相移。垂直偏振光通过物镜和另一个沃拉斯顿棱镜后，重新组合成135°偏振光。根据光路长度的不同，这两束光线的干扰会产生建设性（增亮）或破坏性（变暗）干扰，使得原本用明场显微镜几乎观察不到的结构现在可通过DIC显微镜观察到。
最后，偏振滤光器（也称为分析仪）会将未发生任何相移的直接透射光滤除，其只允许135°的偏振光通过。如需了解详细信息，请参阅文章： 微分干涉对比（DIC）

来源：DIC显微镜 | 产品 | 徕卡显微系统 (leica-microsystems.com.cn)

本报告简要讨论了几种常用于评估表面形貌（也称表面结构或表面光洁度）的重要计量方法和标准定义。随着纳米技术、薄涂层以及电路和装置小型化的出现，表面计量学已经成为一个极其重要的科学和工程领域。其从微米级和亚微米级特征的角度研究表面形貌的精确、代表性表征。这些特征构成了表面的波纹度、粗糙度和层次。形貌在确定许多现代技术、组件、部件和产品（例如电机、涂层、电子设备等）所用材料的机械、热、光学和电气性能方面起着至关重要的作用。

表面表征的光学方法可以具有高垂直（z）分辨率，但不如探针方法或电子显微镜的横向（xy）分辨率。但是形貌采集要快得多。这意味着光学方法可提供大面积的表面形貌数据，使其更适用于可靠、准确的统计分析。

SEM也可获得非常高的分辨率，但需要在真空室中进行成像。如果材料的导电性不够，则在电子束中会发生充电，因此样品必须涂一层导电膜。采集图像通常会很耗时。

来源:徕卡显微系统

https://mp.weixin.qq.com/s/em0_cPAcaUIXAo6VRIjx8w

细胞培养

取您所需，利用徕卡显微系统的细胞和组织培养倒置显微镜提高活细胞成像工作流程中的效率。

这些使用简便的显微镜允许您根据自身需求配置相应的成像解决方案，可搭载灵活多样的聚光镜选件和数字成像记录功能，从未为您的实验室打造恰到好处的解决方案。

徕卡细胞培养显微镜系统特性：

操作简便，所需的培训和维护量极小，以便您将精力都集中在研究工作上

冷光源 LED 照明在所有光亮度级别下提供恒定的色温

简易荧光装置 (选配) 可轻松呈现您的荧光标记

高清成像 (选配) - 将高清摄像头直接连接到显示器或 PC；提供高质量的可发表图像

灵活的工作距离，最高可达 80 mm，可容纳载玻片、petri 培养皿、多孔板和较高的培养瓶

细胞工厂解决方案可容纳最高 400 mm 的器皿

细胞分类

细胞外形

实验室培育的动物细胞可根据多项标准进行区分：

显微镜下可以轻松地识别其形态。成纤维样细胞为双极或多极细长形状，而上皮样细胞呈多边形。与上面两种细胞不同的是，淋巴母细胞样细胞并非贴壁生长，而是悬浮生长。

细胞的类型可细分为永生细胞、原代细胞和干细胞。

细胞组织形式可谓丰富多样，从简单的二维单层培养细胞到二维共培养细胞，再到三维球状细胞团和类器官

将细胞系用于细胞培养的一些实例。

细胞培养材料

如何培养细胞

动物细胞在各类不同的器皿中培养，涵盖用于基础研究的小型微流体装置、用于筛选目的的 96 孔板乃至用于大规模药物生产的细胞培养瓶和细胞工厂。

鉴于其一次性使用特点，多数容器使用塑料制成。其它器皿则专为显微镜应用优化设计，因此具有玻璃底。

动物细胞培养基包含：

• 水

• 能量来源

• 氨基酸

• 维生素

• 以及盐类

此外，它还包含缓冲系统和 pH 值指示剂，用于检查 pH 值是否平衡。

细胞培养维护

您的日常工作内容是什么？

由于细胞会消耗培养基中的成分，必须定期补充培养基。在这种情况下，细胞培养过程中应进行目视检查，以观察汇合程度和健康度并检测潜在的微生物污染。

永生细胞系的一个特征就是无限增殖。因此，它们必须时不时进行分裂 (传代) 并转移至单独的培养器皿中。

通常，培养的细胞在用于实验前就进行了基因改造。例如，借助 转染操作，研究人员为所需要的蛋白质添加 荧光标记 ，以便通过显微镜将其可视化。

MDCK cells in different confluence stadiums.

显微镜 – 基本要求

我需要哪种工具？

为管理细胞培养实验室的日常工作，显微镜是一件必需品。此类显微镜必须具备倒置配置。倒置显微镜采用“物镜位于样品下方，聚光镜位于样品上方”的设计，这样就能使物镜尽量贴近细胞，并在上方保持较大的工作距离。

由于动物细胞的固有反差极低，细胞培养显微镜必须提供诸如相差等反差观察法。DIC (微分干涉相差) 在这里无法发挥作用，因为该技术无法配合塑料器皿用于细胞培养。DIC 有一个很好的替代方案，那就是 IMC (整合调制相差)，该技术不仅能搭配塑料容器使用，而且无需借助专用物镜或棱镜。此外，细胞培养显微镜应易于操控，以避免浪费时间。

徕卡细胞培养显微镜具备出色的易用性，并可针对个性化需求提供灵活多样的反差观察方法。

显微镜 – 高级要求

我需要哪种工具？

一种很常见的细胞生物学科研手段是使用荧光标记转染细胞，以便使用研究型显微镜进行后续研究。如果您使用荧光蛋白，您的细胞培养显微镜还需要配备荧光选件，以用于控制转染效率。

为实现重要的记录和标准化目的，显微镜应配备数字摄像头，最好能够记录和梳理拍摄的数据。

由于细胞培养实验室都存在空间问题，细胞培养显微镜的尺寸不宜过大，例如，最好能安装在超净台中。此外，最新趋势都要求显微镜设计得足够小巧和稳固，以便在培养箱内部使用。

用于大批量生产应用的显微镜

生产生物材料 (例如蛋白质、疫苗或抗体) 需要在大型器皿中培养细胞。

为应对这一要求，相关的细胞培养显微镜必须具备较大的工作距离和视场。此外，它需要具备极高的稳定性，以便牢固地承载大型器皿乃至大量器皿。

Leica DM IL LED 可使用超长透射光照明臂进行配置，以便您自由调节细胞培养器皿所需要的工作距离，高度最高可达 40 cm。

细胞检测

活细胞应用

细胞培养是一个动态过程。与其它任何生物系统一样，细胞的生长和行为有时难以预测。因此，长期监测比仅仅在单个时间点检查细胞培养过程更具优势。

而这正是显微镜能够一展所长的地方，您可将其放置在培养箱中，以便全天候不间断地监测细胞。例如，借助这一特性，您可随时随地检查细胞培养的汇合程度。

正置显微镜和倒置显微镜的区别

光学显微镜是由两组透镜组成的光学折射系统，其中焦距较短、靠近观察物、成实像的透镜组称为物镜，焦距较长、靠近眼瞳、成虚像的透镜组则称为目镜。位于物镜前方的观察物体由物镜作放大后成倒立的实像。光学显微镜分为正置显微镜和倒置显微镜

然后，该实像再被目镜作二级放大，在位于人眼的明视距离处，得到放大效果的倒立虚像。通过显微镜机械调焦系统，可以调整并满足相对于物镜的成像条件以及观察者明视距离的二次成像条件。

光学显微镜分为正置显微镜和倒置显微镜。两者区别为：

1、物镜与载物台的相对位置不同：正置显微镜物镜转换盘朝向是向下的，载物台在物镜下方；倒置显微镜的物镜是向上的，载物台在物镜上方。

2.适用条件不同：正置显微镜物镜适合观察切片等；倒置显微镜适合观察到培养皿里面的活体细胞。

3.工作距离不同：正置显微镜物镜工作距离比较短；倒置显微镜工作距离长。

光学显微镜的日常维护保养

光学显微镜是由许多光学元件和金属零件组成，因此保证各光学元件的清洁及系统的稳定，对保持显微镜高效运作，延长其使用寿命大有裨益。接下来就请大家跟随蔡司君一起学习一下光学显微镜日常维护保养的一些相关知识吧。

• 设备放置和使用环境的维护

• 机械系统维护保养

• 光学系统维护保养
  ▪不要用手接触光学零件
  ▪擦镜纸是给油镜清洁使用的，干镜清洁请务必使用脱脂棉签

  ▪油镜使用后用干净柔软的专业擦镜纸蘸无水乙醇采用螺旋渐进的方式轻轻擦干净油的物镜；

  √ 留意擦镜纸的两个面，纹路是不同的：其中一面是粗糙的，另一面更光滑些，要使用更光滑的那一面来清洁。一般不建议用干的擦镜纸直接擦拭，同样可能划伤镜头。

  ▪如果有较顽固污迹或灰尘，先用洗耳球吹走较大较硬灰尘，然后用长纤维脱脂棉签或干净细棉布蘸无水乙醇擦拭，这样可以避免较大较硬灰尘颗粒划伤镜头，影响观察效果。

  ▪目镜和物镜的擦试方法

  √ 准备工作：在长纤维脱脂棉签顶端蘸上无水乙醇

  √ 目镜：从中央部分开始，采用螺旋渐进的方式轻轻逐步擦到边缘

• 使用注意事项
  ▪显微镜样本一定要保持干净，如有盖片样本，一定要干净干燥，以免样本上的试剂污染物镜。
  ▪不要用手直接触摸光学部件的表面（如物镜，荧光滤块，目镜等）。
  ▪手动显微镜换物镜时，不要抓着物镜转，要转动物镜转盘。
  ▪荧光光源金属卤化物灯使用时注意开关间隔最少30分钟。
  ▪样本用油镜观察后，如还需用空气镜观察，要把样本上的油擦干净再观察，以免样本上的油污染空气镜。
  ▪油镜观察时，请使用与显微镜配套的专业镜油，不要使用其他介质（香柏油等），使用完显微镜后，及时擦掉物镜上的镜油，最好将其他物镜也清洁一遍。清洁液以无水乙醇为主。
  ▪调焦时，为避免镜头撞到样本，先将物镜调到离样本最近端，然后在镜下向离物镜远端调焦到样本清晰。
  ▪显微镜使用过程中，镜体、灯箱及电源等位置应无遮挡或覆盖，以免影响散热从而损耗显微镜寿命。
  ▪显微镜使用完后，等灯箱部分冷却后，再盖上防尘罩。
  ▪显微镜包含很多光学部件，避免显微镜碰撞，以保护光学系统。
  
  

徕卡显微镜艺术品修复领域的应用（一）

艺术品修复

艺术品修复

利用先进的成像解决方案，分析、修复、保护与记载艺术作品或文物，需要复杂的技术技能和顶级成像解决方案，尤其是以无接触、非破坏性的方式。结合数码相机技术和图像分析软件，徕卡显微系统的艺术保护显微镜解决方案专为不同领域的修复学家、艺术历史学家、考古学家以及保护工作室和博物馆的专家所设计。所有的显微镜解决方案都对详细准确地分析样品、显微分析结构及材料并存档进行了优化。

使您不会错过任何细节

徕卡显微系统专为不同领域的修复学家、艺术历史学家、考古学家以及相关领域的专家提供各种解决方案。对详细准确地分析样品、显微分析结构及材料并存档，全部进行了优化。

为专家提供专业知识

显微镜解决方案尤其适用于特殊要求，与徕卡显微系统的数码相机技术和图像分析软件相结合，成为保护工作室和博物馆的许多专家常用的专业工具。

为了更好地了解每个应用领域不同的方法和技术，我们列出了下列产品，帮助您进行宝贵的艺术珍品以及不可替代的原物方面的工作。

云南楚雄彝族自治州某县人民医院采购

徕卡Leica DM3000研究级检测显微镜