Basic Methods in Microscopy pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cold Spring Harbor Laboratory Pr

作者:Spector, David L. (EDT)/ Goldman, Robert D. (EDT)

出品人:

页数:382

译者:

出版时间:2005-10

价格:$ 183.06

装帧:HRD

isbn号码:9780879697471

丛书系列:

图书标签:

Microscopy
Microscopy Techniques
Cell Biology
Histology
Image Analysis
Optical Microscopy
Electron Microscopy
Biological Imaging
Research Methods
Laboratory Techniques

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具体描述

Imaging has become a vital tool for researchers in all aspects of biology. Recent advances in microscope technology, labeling techniques and gene and protein manipulation methods have led to breakthroughs in our understanding of biological processes. In order to take advantage of these techniques, biologists need to understand the fundamental techniques of microscopy. The methods found here, drawn from the popular laboratory standard manual Cells: A Laboratory Manual, provide a solid course in the basics of using the microscope in a biology laboratory. Basic Methods in Microscopy provides an essential guide to light microscopy, fluorescence microscopy, confocal microscopy, multiphoton microscopy and electron microscopy, preparation of tissues and cells, labeling of specimens and analysis of cellular events. This manual is an important tool for any biology researcher employing imaging as a research method.

显微镜技术基础：超越可见之境一、聚焦微观世界：光学与成像的基石本书旨在为初学者和希望系统性回顾显微镜基础知识的专业人士，提供一套全面且深入的理论框架与实践指南。我们抛开对特定品牌或型号仪器的赘述，专注于构建理解所有光学显微技术的核心原理。首先，本书将详尽探讨光的波动性与几何光学在显微镜中的应用。我们将从麦克斯韦方程组出发，阐述光在介质中传播的规律，并将其与透镜系统的设计紧密联系起来。清晰的成像依赖于对光的精确控制，因此，对衍射、干涉和偏振等现象的理解是至关重要的第一步。本书会用大量实例说明，为何衍射极限是光学显微镜分辨率的根本制约因素，并介绍如何通过优化数值孔径（NA）和波长来最大化信息捕获。随后，我们将深入解析显微镜的光路设计。从早期的伽利略和开普勒式目镜，到现代的复消色差（Apochromatic）物镜，每一组件的设计都旨在校正色差和球差。我们会细致分析阿贝数、焦深以及视场照明对最终图像质量的影响。一个重要的章节将专门用于讲解共轭平面的概念，这对于理解聚焦、景深以及图像的放大倍数是如何相互关联至关重要。二、基础成像模式的深度剖析本书将分门别类地介绍当前实验室中最常用且最具代表性的明场、暗场和相差成像技术。明场显微镜（Bright-Field Microscopy）：尽管看似简单，但要获得高质量的明场图像，需要对对比度产生机制有深刻的理解。我们将探讨样品对光线的吸收、散射和折射如何转化为可见的图像信息。重点在于照明系统的调校，即如何正确设置科勒照明（Köhler Illumination），确保视野均匀且分辨率最大化。对于染色技术的选择，我们将讨论不同染料（如苏木精-伊红H&E）与组织结构的化学亲和性，以及它们对光吸收特性的影响。暗场显微镜（Dark-Field Microscopy）：这种技术的核心在于散射光。本书将以精密的几何模型来解释，为何只有与主光束呈特定角度进入物镜的光线才能形成图像。我们将详细对比外置式暗场聚光器和环形暗场光栅的工作原理，并着重分析暗场技术在观察未染色、高对比度微粒（如细菌鞭毛、微小结晶）时的优势与局限。相差显微镜（Phase-Contrast Microscopy）：这是观察活体、无色透明样本的革命性技术。相差成像的原理基于人眼无法感知物体内部折射率和厚度差异引起的光程差。本书将详尽阐述环形光阑和相板（Phase Plate）如何协同工作，将光程差转化为可检测的振幅（亮度）差异。我们会精确计算不同折射率差异对应的延迟角度，并讨论“光晕效应”（Halo Effect）的产生原因及抑制方法。三、增强对比度与分辨率的高级技术概览超越基础的三种模式，本书将引入用于解决特定生物学或材料学挑战的高级成像技术，着重于其物理基础和适用场景。微分干涉衬度（DIC / Nomarski Microscopy）：DIC被誉为“光学剪影技术”。我们将详细解释惠普尔棱镜（Wollaston Prisms）如何将光束分割成两个高度接近且偏振正交的子束。图像的形成依赖于这两个子束在样品中穿行后，因路径长度差异而产生的干涉。本书将强调DIC对样品梯度变化的敏感性，以及如何通过调整补偿器来控制图像的“假三维”效果，这在观察细胞膜的微小起伏时极为有用。荧光显微镜原理（Fluorescence Microscopy Fundamentals）：荧光是现代生物成像的支柱。本书将从斯托克斯位移的概念入手，解释激发光与发射光波长差异的物理根源。我们将详细分析滤光片组（Excitation, Emission, Dichroic Mirror）的功能和性能指标，如带宽和截止波长。对于不同类型的荧光团（染料），如有机染料和量子点，我们将讨论它们的光漂白特性（Photobleaching）和量子产率，这些是设计高效实验的关键参数。扫描与计算成像的序曲：虽然本书侧重于传统光学，但我们必须触及分辨率的极限。我们将简要介绍共聚焦显微镜（Confocal Microscopy）的基本概念——空间滤波。通过引入针孔（Pinhole），我们可以有效地排除焦平面之外的离焦光，从而极大地提高轴向分辨率（Optical Sectioning）。这为读者理解后续更复杂的三维重建技术打下坚实的物理基础。四、样品制备与图像质量控制无论仪器多么先进，劣质的样品准备都会导致失败的观察。本书的最后一部分将是实用的操作指南，强调物理学原理在实验操作中的体现。固定、包埋与切片：我们将探讨化学固定剂（如甲醛、戊二醛）如何通过交联作用稳定生物结构，并分析不同包埋介质（如树脂、石蜡）对光折射率的影响，以及这对高NA物镜的聚焦精度造成的影响。在切片技术中，我们将讨论微刀（Ultramicrotome Knives）的材料选择对组织表面光滑度的决定性作用。数字成像与质量评估：现代显微镜离不开数码相机。我们将深入探讨CCD和CMOS传感器的工作机制，包括量子效率（QE）和暗电流（Dark Current）。图像处理部分，我们将教授如何进行背景减除、平场校正（Flat-Field Correction），以及如何运用傅里叶变换原理来分析和增强图像中的周期性结构信息，从而有效地评估实验的最终分辨率和对比度。本书致力于提供一个严谨、结构化的知识体系，确保读者不仅学会“如何操作”显微镜，更能理解“为什么这样操作”能获得最佳结果，从而在面对未知挑战时，能够基于物理原理灵活调整实验方案。