細胞生物學的方法與工具

分辨率(解析度)

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想像在夜裡從很遠處看一輛汽車的車頭燈:兩盞燈模糊地融成一團光暈,只有當車靠近時它們才分開成兩盞。兩個點不再看起來像一個點的那個距離,正是分辨率的核心。在顯微術中,分辨率指的是:當兩個物體靠得多近時,你仍能分辨出那裡是兩個而不是一個。它才是衡量一台顯微鏡能呈現多少精細細節的真正標準。

分辨率主要由用來成像的光或束流的波長決定,而不是由你放大多少倍決定。一條粗略的法則說,你無法分辨彼此距離遠小於約半個波長的事物。可見光的波長為 400 到 700 奈米,這使普通光學顯微鏡的分辨率上限約為 200 奈米。電子束的波長要短得多,這正是為什麼電子顯微鏡的分辨率可以達到幾分之一奈米,能揭示光線永遠無法分開的結構。

分辨率之所以重要,是因為它劃出了任何顯微鏡所能呈現內容的硬性邊界。如果兩個細胞器靠得比分辨極限還近,再怎麼放大、銳化或縮放都無法把它們撬開——它們永遠看起來像一團。一個常見的混淆是把分辨率和放大倍數搞混:放大讓圖像變大;分辨率則決定那張更大的圖像裡到底是包含了更多真實細節,還是只是更大的一片塗抹。

兩個相距 100 奈米的線粒體,在標準光學顯微鏡下(極限約 200 奈米)只顯現為一團污跡,但在電子顯微鏡下卻清楚地呈現為兩個分開的物體。

一旦低於分辨極限,無論怎麼放大,兩個物體都會塌縮成一個。

放大倍數更高並不意味著分辨率更高。超過顯微鏡的分辨極限後,額外的放大只會產生「空放大」——圖像更大,卻沒有新的細節。

又稱
resolving power分辨本领解析度