觀察表面微結構與細胞成長狀態之設備

（一）掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）

掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）其原理 主要是利用高加速電壓之入射電子束打擊在試片後，產生相關二次訊 號來分析檢測之試片上的各種特性，掃描式電子顯微鏡由於景深

（Depth of Focus）大，對於研究物體之表面結構功效特別顯著，如 材料之斷口、磨損面、塗層結構、夾雜物等觀察研究。如圖 3.3 所示。

圖 3.3 掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）。

（二）倒立式光學顯微鏡

倒立顯微鏡是顯微鏡的一種，在穿透光觀察下，明視野用之照明 光源和聚光鏡是來自機身上方，光線穿過聚光鏡到觀察樣本，再穿過 位於樣本下方的物鏡，最後的成相是藉由反射鏡和透鏡到達觀察者的 眼睛或成像儀器。最主要是在聚物鏡與接物鏡，長工作距離的聚光 鏡，有長工作距離平場的消色差物鏡及位相差裝置，能將影像焦點可

直接穿透玻璃等較厚的介質（培養皿），以直接觀測活體細胞組織、

細菌培養、浮游生物、沉澱物等進行顯微研究。如圖 3.4 所示。

圖 3.4 倒立式光學顯微鏡（Inverted Microscope）。

（三）相位差顯微鏡（Phase Contrast Microscope）

相位差顯微鏡是一種將光線通過透明標本細胞時所產生的光程 差（即相位差）轉為光強差的特殊顯微鏡。當光線通過較透明之樣本 時，光的波長（顏色）和振幅（亮度）都沒有明顯的變化。使用普通 光學顯微鏡觀察未經染色之標本（如活體細胞）時，其細胞型態和內 部結構難以分辨。而細胞各部分的折射率和厚度皆不同，當光線通過 標本時，直射光和衍射光的光程會產生差別。隨著光程的增加或減 少、加快或減弱的光波其相位會產生改變（即產生相變差）。相位差 顯微鏡與一般光學鏡最大的差別就是多了裝有相位板 ( 相位環形 板 ) 的物鏡（相位差物鏡）、附有相位環 ( 環形縫板 ) 的聚光鏡（相 位差聚光鏡）及單色（綠）濾光鏡的配備。本實驗利用相位差顯微鏡 觀察細胞生長行為及微結構溝軌之方向，將觀察結果與其他顯微鏡做

比較。如圖 3.5 所示。

圖 3.5 相位差顯微鏡（Phase Contrast Microscope）。

（四）原子力顯微鏡（Atomic Force Microscopy, AFM）

原子力顯微鏡原理係用原子之間的凡得瓦力（Van Der Waals Force）作用來呈現樣本的表面特性。假設兩個原子中，一個是在懸 桿（Cantilever）的探針尖端，另一個是在樣本的表面，其之間的作用 力會隨距離之改變變化。原子力顯微鏡的系統，是利用微小探針與待 測物之間交互作用力，呈現待測物的表面之物理特性。本實驗利用原 子力顯微鏡觀察基材的微奈米表面結構之深度及形狀。如圖3.6所示。

圖3.6 原子力顯微鏡（Atomic Force Microscopy, AFM）。