Темнопольная микроскопия
Содержание
Принцип действия
В оптической микроскопии тёмного поля неоднородности образца рассеивают свет, и этот рассеянный свет формирует изображение исследуемого образца.
Особенностью микроскопа темного поля является способ освещения образца, который осуществляется «сбоку» (зеленая полоса на рисунке). При таком освещении неоднородности, имеющиеся в образце, рассеивают падающий свет и в микроскопе изображение образца наблюдают в рассеянном свете, а освещающий свет «напрямую» не попадает в объектив. Такое освещение называется эпи-подсветкой (EPI-illuminator, EPI—microscope, EPI-objective lens).
Для прозрачных объектов возможно и контровое освещение, но при этом необходимы дополнительные действия, чтобы убрать «прямое поле»: необходимо провести фурье-преобразование полученного изображения и удалить из полученной суммы компоненту, соответствующую «опорной» волне. Это можно сделать, например, с помощью линзы и шаблона, закрывающего небольшой участок в плоскости, где линзой фокусируется «опорная» световая волна. Затем, с помощью второй линзы проводят обратное преобразование Фурье и наблюдают полученную картину визуально. При этом контраст исходного изображения существенно возрастает.
В микроскопах использование метода тёмного поля может быть предусмотрено конструкцией [2] или реализуется установкой дополнительных узлов, таких, как конденсор темного поля ОИ-13.
Преимущества и недостатки
Темнопольная микроскопия хорошо подходит для получения изображений живых и неокрашенных биологических образцов, таких, как отдельные водные одноклеточные организмы.
Основным ограничивающим фактором метода является то, что только малая часть падающего света в итоге формирует изображение, поэтому необходимо применять достаточно мощные источники света, что иногда приводит к повреждениям образца (сейчас иногда используют лазеры).
Применение
Темнопольная микроскопия в последнее время используется в производстве компьютерных мышей [3] с тем чтобы обеспечить работу оптических мышей в том числе и на прозрачных стёклах, имеющих микроскопические дефекты или пыль на поверхности.
Микроскопия в темном поле
Темнопольная микроскопия позволяет наблюдать живые бактерии. Для темнопольной микроскопии используют темнопольный конденсор, выделяющий контрастирующие структуры неокрашенного материала. Перед началом работы свет устанавливают и центрируют по светлому полю, затем светлопольный конденсор удаляют и заменяют соответствующей системой (например, ОИ-10 или ОИ-21). Препарат готовят по методу «раздавленной капли», делая его как можно более тонким (толщина покровного стекла не должна быть толще 1 мм). Наблюдаемый объект выглядит как освещенный на тёмном поле. При этом лучи от осветителя падают на объект сбоку, а в линзы микроскопа поступают только рассеянные лучи (рис. 11-2). В качестве иммерсионной жидкости пригодно вазелиновое масло.
Рис. 11-2. Схема светового микроскопа с темнопольным конденсором.
Фазово-контрастная микроскопия. Техника фазово-контрастной микроскопии
Фазово-контрастная микроскопия позволяет изучать живые и неокрашенные объекты за счёт повышения их контрастности. При прохождении света через окрашеные объекты происходит изменение амплитуды световой волны, а при прохождении через неокрашенные — фазы световой волны, что используют для получения высококонтрастного изображения в фазово-контрастной (рис. 11-3) и интерференционной микроскопии. Для повышения контрастности фазовые кольца покрывают металлом, поглощающим прямой свет, не влияя на сдвиг фазы. В оптической системе микроскопа применяют специальный конденсор с револьвером диафрагм и центрирующим устройством; объективы заменяют на иммерсионные объективы-апохроматы.
Темнопольная микроскопия
Метод темного поля относится к световой (оптической) микроскопии и используется в случаях, когда образец невозможно рассмотреть в светлом поле. Принцип темнопольной микроскопии заключается в том, что препарат освещается световым конусом, апертура которого больше, чем апертура объектива. Благодаря этому в объектив попадает только рассеянный образцом свет. Увеличенная картинка показывается на полностью черном фоне в виде светлых участков структур. Чаще всего этот вид микроскопии (световой, темнопольной) применяют для изучения живых и неокрашенных образцов, например одноклеточных микроорганизмов, обитающих в воде. Важно помнить, что для наблюдений в темном поле требуются специальные темнопольные микроскопы.
Методы микроскопии: люминесцентный, темнопольный и другие
Вообще световая микроскопия использует множество методов. Темнопольная – лишь один из них. Наиболее популярный метод исследований – светлое поле. Его применяют и для любительских, и для профессиональных наблюдений. В светлом поле изучают части растений и животных, насекомых, руды, металлы, органические и неорганические структуры. Кроме светлопольной микроскопии существуют и другие методы: поляризационный, фазового контраста, люминесцентный (флуоресцентный) и прочие. В рамках одной статьи рассказать обо всех, увы, не представляется возможным. Материалы на эту тему можно найти по ссылке.
Темнопольная микроскопия: особенности
У любого метода исследований есть свои ограничения, достоинства и недостатки. Темнопольный – не исключение. Так как для создания изображения в темнопольном микроскопе используется только малая часть падающего на образец света, в нем должен быть установлен весьма мощный источник освещения. Обычного светодиода недостаточно, намного чаще используют галогенные лампы. Минус этого типа освещения – большие затраты электроэнергии и сильный нагрев во время работы. Из-за особенностей освещения существуют ограничения и для используемых объективов – их апертура должна быть достаточно мала, чтобы не захватывать весь свет от лампы. И, конечно же, нельзя забывать о специальном темнопольном конденсоре – он обязательно должен присутствовать в микроскопе.
В нашем интернет-магазине вы можете приобрести темнопольный микроскоп или микроскоп светлого поля, на который можно установить специальный конденсор. Конденсоры темного поля представлены в этом разделе. Если затрудняетесь с выбором – звоните или пишите, мы поможем определиться с моделью и аксессуарами.
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Микроскоп темного поля: характеристики, составные части, функции
Содержание:
В темнопольный микроскоп это специальный оптический прибор, используемый в некоторых лабораториях. Это результат модификации светлопольной микроскопии. Микроскопия темного поля может быть достигнута с помощью просвечивающего или эпи-освещения.
Первый основан на блокировании световых лучей, которые достигают конденсатора напрямую, за счет использования устройств, которые вставляются до того, как световые лучи достигают конденсатора.
Темное поле в проходящем свете позволяет выделить структуры, наблюдая за очень тонкими частицами. Структуры видны с некоторым преломлением или яркостью на темном фоне.
В то время как эффект эпи-освещения достигается падающим или наклонным светом. В этом случае микроскоп должен быть оснащен специальным фильтром в форме полумесяца.
При падающем освещении наблюдаемые структуры характеризуются высоким рельефным визуальным эффектом. Это свойство позволяет выделить края взвешенных частиц.
В отличие от светлопольной микроскопии, темнопольная микроскопия особенно полезна для визуализации фресок, содержащих взвешенные частицы, без какого-либо окрашивания.
Однако у него есть несколько недостатков, в том числе то, что его нельзя использовать для сухих препаратов или окрашенных препаратов. У него нет хорошего разрешения. Кроме того, для обеспечения хорошего изображения числовая апертура объективов не может превышать апертуру конденсора.
характеристики
В состав микроскопа темного поля внесены важные изменения по сравнению с микроскопом светлого поля, поскольку основы обоих микроскопов противоположны.
В то время как в светлом поле световые лучи концентрируются таким образом, что они проходят через образец напрямую, в темном поле лучи рассеиваются, так что только наклонные лучи достигают образца. Затем они распределяются одним и тем же образцом, передавая изображение на объектив.
Если бы вы сфокусировались на слайде без образца, был бы виден темный круг, поскольку без образца нет ничего, что могло бы рассеивать свет в сторону объектива.
Чтобы получить желаемый эффект в поле зрения, необходимо использовать специальные конденсаторы, а также диафрагмы, которые помогают управлять световыми лучами.
В темном поле зрения элементы или частицы во взвешенном состоянии кажутся яркими и преломляющими, а остальная часть поля темная, что создает идеальный контраст.
При использовании косого или падающего света в наблюдаемых структурах получается эффект кромок с высоким рельефом.
Части темнопольного микроскопа
-Механическая система
Трубка
Это устройство, через которое изображение, отраженное и увеличенное объективом, проходит, пока не достигнет окуляра или окуляров.
Размешивать
Это опора, на которой расположены разные цели. Мишени не закреплены, их можно удалить. Револьвер можно поворачивать таким образом, чтобы можно было изменить цель, когда это необходимо оператору.
Макро винт
Этот винт используется для фокусировки образца, он перемещается вперед или назад, чтобы приблизить образец к цели или дальше от нее, и движение является гротескным.
Винт микрометра
Винт микрометра перемещается вперед или назад, чтобы переместить образец ближе или дальше от мишени. Микрометрический винт используется для очень тонких, почти незаметных движений. Он тот, кто достигает максимальной концентрации.
Плита
Это опора, на которой образец будет опираться на предметное стекло. Он имеет центральное отверстие, через которое проходят световые лучи. Когда винты макро- и микрометра перемещаются, столик поднимается или опускается, в зависимости от движения винта.
Машина
Тележка позволяет перемещать весь образец вместе с объективом. Разрешены движения вперед и назад и наоборот, слева направо и наоборот.
Удерживающие щипцы
Они расположены на сцене, сделаны из металла и предназначены для удержания ползуна, чтобы предотвратить его скатывание во время наблюдения. Важно, чтобы образец оставался фиксированным во время наблюдения. Застежки точно соответствуют размеру слайда.
Рука или ручка
Плечо соединяет трубку с основанием. Это то место, где следует держать микроскоп при перемещении из стороны в сторону. Одной рукой держите руку, а другой держите основание.
Основание или ступня
Как следует из названия, это основание или опора микроскопа. Благодаря основанию микроскоп может оставаться неподвижным и устойчивым на плоской поверхности.
-Оптическая система
цели
Они имеют цилиндрическую форму. У них есть линза внизу, которая увеличивает изображение, исходящее от образца. Объективы могут быть разного увеличения. Пример: 4,5X (увеличительное стекло), 10X, 40X и 100X (иммерсионный объектив).
Иммерсионный объектив назван так потому, что он требует помещения нескольких капель масла между объективом и образцом. Остальные называются сухими мишенями.
Цели напечатаны с указанием их характеристик.
Пример: марка производителя, коррекция кривизны поля, коррекция аберрации, увеличение, числовая апертура, особые оптические свойства, иммерсионная среда, длина трубки, фокусное расстояние, толщина покровного стекла и кодовое кольцо. цвет.
У линз есть передняя линза, расположенная внизу, и задняя линза, расположенная вверху.
Окуляры
Окуляры имеют цилиндрическую форму, полую. Внутри них есть собирающие линзы, которые расширяют виртуальное изображение, создаваемое линзой.
Окуляр присоединяется к тубусу. Последний позволяет изображению, передаваемому объективом, достигать окуляра, который снова увеличивает его.
У него также есть диафрагма, и в зависимости от того, где она расположена, она будет иметь название. Те, которые расположены между обеими линзами, называются окулярами Гюйгенса, а если они расположены после двух линз, они называются окулярами Рамсдена. Хотя есть много других.
Увеличение окуляра варьируется от 5X, 10X, 15X или 20X, в зависимости от микроскопа.
Через окуляр или окуляры оператор может просматривать образец. Некоторые модели имеют кольцо на левом окуляре, которое перемещается и позволяет регулировать изображение. Это регулируемое кольцо называется диоптрийным кольцом.
-Система освещения
Фонарь
Он является источником освещения и расположен в нижней части микроскопа. Свет галогенный, излучается снизу вверх. В общем, лампа, которая есть в микроскопах, на 12 В.
Диафрагма
В диафрагме темнопольных микроскопов отсутствует радужная оболочка; в этом случае это препятствует тому, чтобы лучи, исходящие от лампы, достигли образца напрямую, только косые лучи будут касаться образца. Те лучи, которые рассеиваются структурами, присутствующими в образце, проходят мимо цели.
Это объясняет, почему структуры выглядят яркими и светящимися в темном поле.
Конденсатор
Конденсор темнопольного микроскопа отличается от конденсора светлого поля.
Есть два типа: рефракционные конденсаторы и отражательные конденсаторы. Последние в свою очередь делятся на две категории: параболоиды и кардиоиды.
Преломляющие конденсаторы
У этого типа конденсатора есть диск, который вставлен для преломления световых лучей, он может быть расположен над передней линзой или на задней стороне.
Импровизировать конденсатор такого типа очень просто, достаточно поставить перед передней линзой конденсора диск из черного картона, который меньше линзы (диафрагмы).
С помощью этого наконечника светопольный микроскоп можно преобразовать в микроскоп темного поля.
Конденсаторы отражения
Это те, которые используются в стереоскопических микроскопах. Есть два типа: параболоиды и кардиоиды.
Характеристики
-Он используется для исследования наличия Бледная трепонема в клинических образцах.
-Также полезно наблюдать за боррелиями и лептоспирами.
-Идеально подходит для наблюдения за поведением in vivo клеток или микроорганизмов, если нет необходимости детализировать конкретные структуры.
-Идеально подходит для выделения капсулы или стенки микроорганизмов.
Преимущество
-Микроскопы темного поля с рефракционным конденсатором дешевле.
-Его использование очень полезно при 40-кратном увеличении.
-Они идеально подходят для наблюдения за образцами, которые имеют показатель преломления, подобный среде, в которой они находятся. Например, клетки в культуре, дрожжи или подвижные бактерии, такие как спирохеты (Borrelias, Leptospiras и Treponemas).
-Cell можно наблюдать in vivo, что позволяет оценить их поведение. Например, броуновское движение, движение жгутиками, движение путем выброса псевдопод, процесс митотического деления, вылупление личинок, почкование дрожжей, фагоцитоз и другие.
-Это позволяет выделить края структур, например капсулу и клеточную стенку.
-Можно анализировать дезагрегированные частицы.
-Использование красителей не требуется.
Недостатки
— При установке препаратов необходимо соблюдать особую осторожность, поскольку, если они будут слишком толстыми, они не будут хорошо просматриваться.
-Разрешение изображений низкое.
-Микроскопы темного поля, в которых используются рефракционные конденсаторы, имеют очень низкий процент светимости.
-Для улучшения качества изображения с иммерсионным объективом (100X) необходимо уменьшить числовую апертуру объективов и, таким образом, увеличить апертуру освещающего конуса. Для этого необходимо установить дополнительную диафрагму, которая может регулировать числовую апертуру объектива.
-Вы не можете визуализировать сухие препараты или цветные препараты, если они не являются жизненно важными красителями.
-Он не позволяет визуализировать определенные конструкции, особенно внутренние.
-Микроскопы темного поля дороже.
Ссылки
100 рекомендуемых блогов для изучения английского языка
