{ 顯微鏡載物臺(tái)振動(dòng)問題 }

在組織切片中膜片鉗制細(xì)胞時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中能夠看到樣品的不同部分非常重要。這是找到要修補(bǔ)的細(xì)胞、重新定位刺激電極或藥物應(yīng)用移液器以及對正在記錄的細(xì)胞的遠(yuǎn)端部分進(jìn)行成像所必需的。這種移動(dòng)可以通過在保持樣品固定的同時(shí)移動(dòng)顯微鏡來實(shí)現(xiàn)，也可以通過移動(dòng)樣品同時(shí)保持顯微鏡固定來實(shí)現(xiàn)。

從歷史上看，保持樣品固定并移動(dòng)顯微鏡是很常見的。這是由于“針對切片電生理學(xué)優(yōu)化”的顯微鏡中樣品臺(tái)的移動(dòng)通常遠(yuǎn)非平穩(wěn)，并且有振動(dòng)的趨勢。這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有的 高阻封接破裂并丟失記錄。因此，過去通常為膜片鉗裝置選擇第一個(gè)選項(xiàng)（移動(dòng)顯微鏡、固定樣品）。這確實(shí)是避免載物臺(tái)振動(dòng)的好方法，只要顯微鏡保持簡單輕便即可。

隨著顯微鏡的成像功能增加，移動(dòng)顯微鏡變得越來越復(fù)雜。連接的相機(jī)、光源、液體光導(dǎo)等需要隨顯微鏡移動(dòng)，這可能會(huì)影響成像系統(tǒng)的性能。而且，移動(dòng)重型顯微鏡往往會(huì)引起整個(gè)減振臺(tái)的振動(dòng)，包括固定的樣品臺(tái)。因此，顯微鏡固定且樣品移動(dòng)的膜片鉗系統(tǒng)變得越來越普遍。為了確保與機(jī)械手一起移動(dòng)樣本不會(huì)干擾記錄，平臺(tái)移動(dòng)平穩(wěn)且無振動(dòng)變得越來越重要。這種穩(wěn)定的載物臺(tái)是高效可靠的膜片鉗裝置的核心組成部分，將對實(shí)驗(yàn)的成功率產(chǎn)生重大影響。

{ 是什么讓平臺(tái)移動(dòng)順暢？ }

使用校準(zhǔn)的 3D 加速度計(jì)測量的 Sensapex uMs-MXY 平臺(tái)（藍(lán)色）和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參考產(chǎn)品（紅色）測量的 5 mm/s 移動(dòng)（黑色）的垂直振動(dòng)比較。

防止載物臺(tái)移動(dòng)過程中的振動(dòng)從載物臺(tái)的中心開始： 運(yùn)動(dòng)生成本身必須平穩(wěn)。電機(jī)、流道和軸承必須按照非常高的標(biāo)準(zhǔn)制造并適當(dāng)張緊。甚至平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)也有所貢獻(xiàn)——平穩(wěn)的加速和減速（而不是猛烈運(yùn)動(dòng)和猛烈停止）是關(guān)鍵。歸根結(jié)底，如果不完全描述平臺(tái)特征，這些方面幾乎是不可能判斷的。也就是說，大多數(shù)（如果不是全部）顯微鏡載物臺(tái)制造商可能會(huì)認(rèn)真完成這部分設(shè)計(jì)。

但是，即使載物臺(tái)的核心運(yùn)動(dòng)是最佳的，振動(dòng)仍然是可能的。這歸結(jié)為基本物理學(xué)：膜片鉗平臺(tái)是一個(gè)倒擺：牢固地固定在光學(xué)平臺(tái)上，頂板由相對較長的腿支撐，頂板上有相當(dāng)大的重量。任何加速和減速都會(huì)導(dǎo)致該鐘擺出現(xiàn)一些 “搖擺”（即振動(dòng)）。擺錘還將拾取并可能增強(qiáng)電機(jī)線性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的剩余振動(dòng)。雖然這無法完全避免，但可以簡化為完全可以忽略不計(jì)，并且對錄制或成像沒有影響。

{ 使載物臺(tái)不易振動(dòng)}

減少樣品臺(tái)在移動(dòng)過程中的振動(dòng)趨勢建立在基本物理概念的基礎(chǔ)上。首先要考慮的是，整個(gè)物臺(tái)組件越硬，尤其是頂板和固定頂板的柱子或腿，物臺(tái)頂部在移動(dòng)過程中就越不容易受到振動(dòng)。堅(jiān)固的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。

將 uMs FXY 載物臺(tái)頂板的剛度與鐵軌進(jìn)行比較。請注意不同的顏色縮放。

第二點(diǎn)同樣明顯：質(zhì)心越低越好。因此，將所有沉重的核心部件，尤其是電機(jī)和導(dǎo)軌，保持在盡可能低的位置將是一個(gè)主要因素。這是物臺(tái)設(shè)計(jì)中常見的妥協(xié)點(diǎn)。電機(jī)通常位于靠近頂板的位置，不必要地將質(zhì)心向上移動(dòng)。但是，平臺(tái)質(zhì)心的高度不僅僅由平臺(tái)本身決定。安裝在平臺(tái)上的設(shè)備也將有所貢獻(xiàn)。平臺(tái)上最重的物體將是顯微操縱器。理想情況下，這些應(yīng)該很輕（每個(gè) >1 kg 就好了），但也不應(yīng)該不必要地高，以免進(jìn)一步提高質(zhì)心（距離載物臺(tái)表面小于 100 毫米是一個(gè)很好的目標(biāo)值）。

Time-domain”ring-down”comparision of uMs FXY VS.competitor

{ 總結(jié) }

切片膜片鉗實(shí)驗(yàn)越高級，在記錄過程中移動(dòng)樣本就越有用。為了能夠在不危及實(shí)驗(yàn)成功的情況下可靠地做到這一點(diǎn)，樣品臺(tái)的設(shè)計(jì)必須能夠平穩(wěn)移動(dòng)，振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)很小。這是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：
1、線性運(yùn)動(dòng)部件的良好設(shè)計(jì)和制造；
2、確保載物臺(tái)，尤其是頂板安裝，盡可能堅(jiān)硬；
3、保持載物臺(tái)的質(zhì)心較低。