细胞生物学的方法与工具

分辨率(分辨本领)

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想象在夜里从很远处看一辆汽车的车头灯:两盏灯模糊地融成一团光晕,只有当车靠近时它们才分开成两盏。两个点不再看起来像一个点的那个距离,正是分辨率的核心。在显微术中,分辨率指的是:当两个物体靠得多近时,你仍能分辨出那里是两个而不是一个。它才是衡量一台显微镜能呈现多少精细细节的真正标准。

分辨率主要由用来成像的光或束流的波长决定,而不是由你放大多少倍决定。一条粗略的法则说,你无法分辨彼此距离远小于约半个波长的事物。可见光的波长为 400 到 700 纳米,这使普通光学显微镜的分辨率上限约为 200 纳米。电子束的波长要短得多,这正是为什么电子显微镜的分辨率可以达到几分之一纳米,能揭示光线永远无法分开的结构。

分辨率之所以重要,是因为它划出了任何显微镜所能呈现内容的硬性边界。如果两个细胞器靠得比分辨极限还近,再怎么放大、锐化或缩放都无法把它们撬开——它们永远看起来像一团。一个常见的混淆是把分辨率和放大倍数搞混:放大让图像变大;分辨率则决定那张更大的图像里到底是包含了更多真实细节,还是只是更大的一片涂抹。

两个相距 100 纳米的线粒体,在标准光学显微镜下(极限约 200 纳米)只显现为一团污迹,但在电子显微镜下却清楚地呈现为两个分开的物体。

一旦低于分辨极限,无论怎么放大,两个物体都会塌缩成一个。

放大倍数更高并不意味着分辨率更高。超过显微镜的分辨极限后,额外的放大只会产生“空放大”——图像更大,却没有新的细节。

又称
resolving power分辨本领解析度