一、系统概述

奥林巴斯倒置显微镜IX81是一款面向高端生命科学研究的全电动化倒置平台，集成了先进的光学设计、精准的机械控制与智能的软件管理。其成像系统由光学传输、光源照明、探测采集与自动化控制四大模块协同构成，支持明场、相差、DIC、荧光、多通道以及活细胞长时间动态成像等多种模式。无论是常规细胞形态观察，还是弱信号荧光定量分析，IX81都能通过灵活的模块化配置和一体化控制界面，满足科研人员对高分辨率、高灵敏度、高通量的多样化需求。

二、光学传输模块

1. UIS2无限远光学系统

• 采用无限远校正设计，将物镜与成像镜组间保持平行光路，最大限度消除透镜插入带来的像差和色差。

• 全系列物镜均兼容APS-C及全幅相机接口，无需额外校准。

2. 物镜转盘与物镜配置

• 标配电动五孔、可扩展至七孔物镜转盘，切换速度≤1秒，切换过程自动识别物镜放大倍数与数值孔径参数。

• 支持低倍大视野（4×、10×、20×）、中倍消色差（20×、40×）、高倍油镜（60×/1.4、100×/1.4）、长工作距离干镜及水镜，用户可根据实验类型灵活组合。

3. 中继镜与成像出口

• 提供1×及1.6×中继镜两种选择，以调整系统总放大倍率与视场大小。

• 左、右、下三路成像接口可自由分配给双目观察筒、数码相机或科学级相机，分光比可调，支持100:0、80:20、50:50等多种模式。

三、照明与激发模块

1. 明场照明（透射）

• 可配卤素灯（12V100W）、高亮度LED两种光源。

• 内置柯勒照明机构，实现灯丝与样本面非共轭，保证中心至边缘照度均匀度＞90%。

• 机械与电动双重光强调节，配备中性密度滤片与电动调光器，光强范围0–100%连续可调。

2. 相差与DIC增强

• 自动/手动插入相差环与相位板，配合相差物镜，实现相差照明。

• 配备偏光器与检偏器，实现DIC（微分干涉）成像，光路内置相位补偿装置，保证成像对比度与分辨率。

3. 荧光激发与多通道切换

• 支持100W金属卤素灯、可编程多通道LED及激光模块（选配）。

• 电动六位或八位电动滤光片转轮，激发滤光、二向色镜、发射滤光片一体化设计，切换时间＜0.3秒。

• 标配DAPI、FITC/GFP、TRITC/RFP、Cy5等常用通道，可自定义滤片组合，兼容新型荧光探针。

四、探测与采集模块

1. 相机兼容性

• 标准C型或F型接口，兼容CCD、CMOS、sCMOS、EMCCD及高灵敏近红外相机。

• 支持高速帧率（>100fps）与高分辨率（>5MP）相机组合，满足动态过程与大视野成像需求。

2. 曝光与触发控制

• 提供毫秒级精度曝光控制，内置软件可设定多通道多位置多时间点采集流程。

• 同步控制激发光源开关与相机快门，减少光毒性与漂白影响。

3. 实时预览与数据管理

• 实时预览窗口支持伪彩叠加、通道对比、ROI放大与直方图监测。

• 数据可保存为TIFF、RAW、AVI等多种格式，并通过元数据记录实验参数。

五、自动化控制与智能补偿

1. ZDC自动对焦系统

• 基于红外激光反射原理，实现亚微米级焦面漂移补偿。

• 在长时间活细胞采集中保持焦面恒定，重复定位误差＜0.1μm。

2. 电动载物台与多维扫描

• XY移动范围100×120mm，重复定位精度＜0.5μm；Z轴行程8mm，步进精度0.01μm。

• 软件可编程实现Tile扫描、大视野拼图及Z-stack 3D重建，并可按预设路径自动多点采集。

3. 集中式软件平台

• Olympus cellSens提供一站式控制界面，集成成像、分析、机器视觉与自动化脚本。

• 支持外部SDK接口，可与MATLAB、Python、LabVIEW等平台联动，实现深度定制与自动化实验流程。

六、应用场景与性能优势

1. 活细胞动态成像

• LED低热量光源、ZDC焦面稳定、高速sCMOS相机协同，适合长时间跟踪细胞运动与荧光探针动力学分析。

2. 多通道共定位与FRET

• 精准通道切换与低色差物镜设计，保证R/G/B三色通道在XY及Z轴上的重叠误差＜0.2μm；支持FRET效率定量分析。

3. 高通量药物筛选

• 电动托盘与载物台支持96孔及384孔板自动化采集；Python脚本可快速导出结果并生成报告。

4. 3D组织切片与共聚焦对接

• 支持厚样本Z-stack重建；选配共聚焦模块或TIRF模块，扩展深层成像与单分子检测能力。

七、系统维护与升级

1. 光学校准

• 定期使用标准荧光珠与校正板进行色彩与空间校准，保证多通道成像一致性。

2. 模块更换

• 柔性插件式设计，用户可在数分钟内更换光源、滤光片、聚光器及显微操作器等模块。

3. 软件升级

• 官方定期更新cellSens平台，新增AI聚焦、智能伪彩、深度学习分割等功能；提供在线升级包与远程技术支持。

八、总结

奥林巴斯IX81倒置显微镜的成像系统以其模块化设计、精密光学、全电动化控制及智能化分析平台，构筑了一个兼顾灵活性与高性能的科研级显微成像解决方案。它不仅可以应对多种成像模式的切换与应用，还能通过软件定制化脚本满足高通量与精细化实验需求。面向未来，借助AI图像处理、深度学习与硬件升级，IX81的成像能力将不断拓展，为生命科学研究提供更强大的可视化工具。