工業應用中倒置顯微鏡相較于正置顯微鏡的五大優勢

使用倒置顯微鏡時，您需要從下方觀察樣本，因為倒置顯微鏡的光學元件位于樣本下方，而使用正置顯微鏡時，您需要從上方觀察樣本。一直以來，倒置顯微鏡主要用于生命科學研究，因為重力將樣本沉入含有水性溶液的托座底部，從上方則無法觀察到太多內容。但近段時間以來，倒置顯微鏡在工業應用中也變得越來越流行。我們現在一起來了解倒置顯微鏡在工業應用中的優勢。

對于正置顯微鏡，樣本的尺寸限制為80 mm的平均高度和3 kg的重量，這也取決于所使用的物鏡。而這一限制并不適用于倒置顯微鏡。由于光學元件都安裝在載物臺下方，所以樣本放在物鏡上方。這意味著使用者獲得了更佳的工作距離，可以處理重達30 kg的大型厚重樣本。所以如果要處理較大且較重的樣本，或者使用的樣本在尺寸和重量方面存在著極大的差異變化，則倒置顯微鏡能夠提供您所需的自由。

圖1: 左：倒置顯微鏡的光通道。右：含有大樣本的倒置顯微鏡。

使用倒置顯微鏡時，您只需要將樣本擺放于載物臺上，對焦表面進行成像即可。樣本在所有放大倍數下都能保持對焦而且同類型的樣本都能進一步保持同樣的對焦。

使用正置顯微鏡時，其工作流程包含更多需要操作員完成的任務：您需要降低載物臺，將其移出，取下樣品架并安裝新的樣品架，將樣本擺放到位并實施保護，再使用樣本壓塊將樣本表面調平，之后才能轉換至更低的放大倍數進行定位。操作員需要練習全部這些步驟，但不同的步驟在每次操作當中依然存在著失敗的風險。

對于未經培訓的操作員來說，樣本的放置可能是一項艱巨的任務；而使用倒置顯微鏡時，將樣品放在載物臺上可謂‘小菜一碟’，整個操作所需的步驟也更少。

還有一點：正置顯微鏡的所有步驟加起來會非常耗時，尤其是當您需要對樣本逐一進行觀察而且樣本量較大時。假設經驗豐富的使用者在操作正置顯微鏡。即便每個步驟只需要5秒的時間，倒置顯微鏡的使用者也能輕松快于其他的同事：以下舉例了立式顯微鏡與倒置顯微鏡（如Leica DMi8 ）在工業應用中的使用者耗時對比。他們的任務是分析標準的金相學樣本。

表1：正置顯微鏡對比倒置顯微鏡的工作流程。

按照這里的假設，與正置顯微鏡的樣本分析相比，倒置顯微鏡可以讓您速度加快4倍，從而利用倒置顯微鏡完成更大的工作量。

物鏡會壓碎樣本早已不是秘密。正置顯微鏡的這種風險最大。這種問題一旦產生，您不僅要購買新的物鏡，還要將樣本丟棄掉。大多數情況下，無法立即獲得備用物鏡而是需要重新訂購。這就導致了樣本產出效率的下降，而如果沒有第二臺顯微鏡可用，則最壞情況是導致工作的中斷。

倒置顯微鏡的設計有助于大幅降低將物鏡壓迫樣本的風險。首先，物鏡位于載物臺下方，因此得到了更多的保護。其次，諸如 Leica DMi8 等工業應用儀器具有上方對焦停止功能，通過定義轉換器的上止點來提供額外的安全性。因此，在保護您投資的同時，您可以專注于任務工作而不必花時間擔心工具和樣本可能受到的損害。

樣本準備工作比較少，因為可以直接提取樣本并放置于載物臺上進行觀察。此外，樣本只有一邊需要進行處理。由于不需要包埋樣本，也不需要切割過大的樣本，因此能夠節省時間。在顯微鏡上對樣本進行操作的同時并不需要使用樣本壓塊來對樣本進行調平。7個樣本準備步驟變成了2個。這就能幫助您節省時間和成本。

圖2: 左：用于倒置顯微鏡的帶拋光表面的樣本。右：對于正置顯微鏡，樣品必須安放在樣品架上。

使用正置顯微鏡來觀察樣本時，您的大腦可能“轉不過彎"：由于儀器的構造，將載物臺移動到左邊時眼睛通過物鏡看到的樣本圖像會向右移。反之亦然。

如果通過工業用的倒置顯微鏡，如 Leica DMi8等，對樣本進行觀察就會發現，樣本的移動方向與載物臺的方向一致。移動表現和我們在真實世界中了解到的事物一樣。尤其對于沒有經過培訓的使用者，這確實減輕了工作負擔，因為使用者不必思考樣本移動的方向，整個觀察過程就好像沒有使用任何光學元件一樣。無論如何您都不用在這方面花太多的心思，可以相對節省時間并因此加快整個操作過程。