МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основные виды микроскопов

Соседние файлы в папке Методы

в
микробиологии: устройство микроскопа
и основные приемы микроскопирования
живых микроорганизмов

1 Особенности
разных видов микроскопии

2 Устройство
светлопольного микроскопа

3 Правила работы
с иммерсионным объективом

4 Приемы
микроскопирования живых микроорганизмов

Светлое поле, Темное поле, Фазовый контраст, Флуоресцентный

Люминесцентный, Лабораторный, Тринокулярный, Бинокулярный

Наши менеджеры обязательно свяжутся с вами и уточнят условия заказа

Лабораторный микроскоп CX43 является дальнейшим развитием микроскопа CX41. Он используется для решения повседневных (рутинных) задач в КДЛ (клинико-диагностических лабораториях), производственных лабораториях и исследовательских центрах.

Этот микроскоп, сбалансированное и недорогое решение для КДЛ, исследовательских лабораторий, лабораторий битумных материалов, которым необходим надёжный и долговечный инструмент для микроскопии.

Микроскоп – устройство для визуального изучения малоразмерных объектов при помощи формирования их увеличенного изображения. Существует огромное количество разновидностей микроскопов для решения разнообразных задач во многих областях деятельности человека.

По умолчанию (возрастание)

Микроскопы для микробиологии — приборы, позволяющие исследовать микроорганизмы, их структуру и морфологические признаки с помощью различных методов микроскопического анализа. При этом операторы руководствуются действующими нормативными документами, регламентирующими наличие тех или иных характерных признаков микроорганизмов.

Методы исследованийС помощью микроскопов для микробиологии проводятся исследования по методам:

Конструктивные особенностиИсследуемые микроорганизмы могут иметь размеры от 0,3 мкм до 0,7 мм. Такой внушительный разброс требует наличия у оптического прибора большого диапазона возможного увеличения. Поэтому все микроскопы для микробиологии оснащаются оптическими системами высокого класса.

Оптическая система представляет собой сложную систему линз, размещенную в тубусе. Для настройки фокуса в заданной точке служат винты грубой и микрометрической настройки. Другой важный узел микробиологического микроскопа — система освещения, которая включает источник света, конденсор и диафрагму.

Кроме того, для микробиологических исследований часто используются иммерсионные объективы. Они могут входить в комплектацию микроскопа или поставляться отдельно.

Такой объектив, за счет введения жидкости (масла или дистиллированной воды) между ним и препаратом, позволяет:

По типу конструкции различают прямые и инвертированные микробиологические микроскопы.

В прямых объектив располагается непосредственно над наблюдаемым препаратом. В инвертированных он находится под предметным столиком, а конденсор располагается сверху и направляет свет на исследуемый препарат. Отдельные модели позволяют проводить наблюдения без предметного стекла, через прозрачное дно лабораторной посуды.

В нашем ассортименте представлены различные модели микроскопов для микробиологии. Ознакомиться с их перечнем и техническими характеристиками вы можете ниже в каталоге.

Для оформления заказа и уточнения информации звоните по номеру: +7 (812) 607–18-08.

Микроскопия — начальный этап бактериологического исследования. Этот метод позволяет выявить наличие микробов в пробе, определить их размер, форму и строение.

С помощью этих методов повышается качество увеличенного изображения микроорганизмов, что облегчает изучение колоний и их признаков. Для каждого из них необходимы определенные элементы конструкции микроскопа.

Определенные микроскопы могут применяться только в одной из методик исследований, а могут быть универсальными. По мере необходимости к ним можно добавлять дополнительные элементы, используемые в конкретной методике. Ниже мы подробней рассмотрим основные методы бактериологических исследований с помощью микроскопов.

Светлопольная микроскопияЭто один из наиболее часто применяющихся методов бактериологического исследования в лаборатории. Его суть — наблюдение за окрашенными микроорганизмами в видимом спектре. Для этого яркость разных частей препарата должна достаточно отличаться по интенсивности.

Дополнительное окрашивание актуально, т. к. чаще всего микроорганизмы полупрозрачны и не имеют цвета. Может применяться один краситель (метод Леффлера) или несколько (метод Грамма, Циля-Нильсона). Эти методы являются позитивными, т. е. окрашивается непосредственно препарат. Возможно применение негативных методов (метод Бури), когда специальной тушью окрашивается только фон.

Темнопольная микроскопияДля этого необходим специальный темнопольный конденсор. Применяется для исследования прозрачных микроорганизмов со слабоконтрастной структурой. На исследуемый объект свет направляется под определенным углом так, что прямые лучи не попадают в объектив. Изображение строится лучами, отклоненными рассеивающими свет структурами объекта. Объект выглядит светлым на темном фоне.

Метод фазового контрастаСпециальные кольца, установленные в конденсоре и объективе за счет смешения световых лучей в противофазе, обеспечивают понижение интенсивности подсветки объекта. Метод позволяет увидеть те структуры объекта, которые изменяют фазу проходящего света. На объекте становятся видны подробности его строения в виде светящихся контуров.

Флуоресцентная (люминесцентная) микроскопияПроизводится дополнительная обработка препарата: флюорохромирование либо иммунофлюоресценция. Для работы требуется микроскоп с сильным источником света, излучающим в широком диапазоне или в конкретной части спектра, а также набор фильтров.

Поляризационная микроскопияЭто один из самых важных методов при исследовании анализов в лаборатории. Между источником света и препаратом помещается поляризатор, а между препаратом и объективом — поляризатор-анализатор. Происходит процесс поляризации света, и анизотропные вещества становятся видимыми.

ДИК микроскопияВ основе метода также лежит процесс поляризации. Световой луч делится на две части, проходит оптические пути и снова сливается. Для этого нужен микроскоп, оснащенный поляризатором, анализатором, ДИК-призмой, ДИК-слайдерами и специальными объективами.

Конфокальная микроскопияС помощью этого метода достигается максимальная разрешающая способность в исследованиях, так как в основе лежит применение лазера в качестве источника света. Это дает возможность создавать трехмерное изображение исследуемого объекта.

1 Особенности разных видов микроскопии

Основными задачами
микроскопии являются следующие:

На сегодняшний
день наиболее используемой является
световая микроскопия.

Световая
микроскопия
обеспечивает увеличение до 2–3 тысяч
раз, цветное и подвижное изображение
живого объекта, возможность микрокиносъемки
и длительного наблюдения одного и того
же объекта, оценку его динамики и химизма.
Изображение
в световом микроскопе формируется
вследствие того, что объект и различные
его структуры избирательно поглощают
свет с различной длиной волны (абсорбционный
контраст) или вследствие изменения фазы
световой волны при прохождении света
через объект (фазовый контраст).

Основными
характеристиками любого микроскопа
являются разрешающая способность и
контраст. Разрешающая
способность
– это минимальное расстояние, на котором
находятся две точки, демонстрируемые
микроскопом раздельно. Разрешение
человеческого глаза в режиме наилучшего
видения равно 0,2 мм. Контраст
изображения –
это различие яркостей изображения и
фона. Если это различие составляет менее
3–4 %, то его невозможно уловить ни глазом,
ни фотопластинкой; тогда изображение
останется невидимым, даже если микроскоп
разрешает его детали. На контраст влияют
как свойства объекта, изменяющие световой
поток по сравнению с фоном, так и
способности оптики уловить возникающие
различия в свойствах луча. Возможности
светового микроскопа ограничены волновой
природой света. Физические свойства
света – цвет (длина волны), яркость
(амплитуда волны), фаза, плотность и
направление распространения волны
изменяются в зависимости от свойств
объекта. Эти различия и используются в
современных микроскопах для создания
контраста.

Увеличение
микроскопа
определяется как произведение увеличения
объектива на увеличение окуляра. У
типичных исследовательских микроскопов
увеличение окуляра равно 10, а увеличение
объективов – 10, 40 и 100. Соответственно,
увеличение такого микроскопа составляет
от 100 до 1 000. Некоторые из микроскопов
имеют увеличение до 2 000. Еще более высокое
увеличение не имеет смысла, так как при
этом разрешающая способность не
улучшается. Напротив, качество
изображения ухудшается.

Числовая апертура
используется для выражения разрешающей
способности оптической системы. Числовая
апертура – это оптический «охват»
линзы, она является мерой количества
света, попадающего в линзу. Числовая
апертура объектива указана на его
оправе. Апертура конденсора должна
соответствовать числовой апертуре
объектива. Числовая апертура любой
линзы, граничащей с воздухом (т.е. «сухой
системы»), не может превысить 1, так как
показатель преломления воздуха равен
1. Числовую апертуру можно повысить,
если увеличить показатель преломления
среды между фронтальной линзой объектива
и предметным стеклом, приблизив его к
показателю преломления стекла (1,5). Для
этого между фронтальной линзой объектива
и исследуемым объектом помещают каплю
жидкости с показателем преломления
большим, чем показатель преломления
воздуха, например, каплю воды (n
= 1,3), глицерина (n
= 1,4) или кедрового (иммерсионного) масла
(n
= 1,5). Для каждой из указанных выше
жидкостей выпускаются специальные
объективы, которые называются
иммерсионными.

Световая
микроскопия включает
обычную просвечивающую
микроскопию (светло-, темнопольную),
фазово-контрастную, люминесцентную. В
последнее время разработаны и другие
способы микроскопии и микроскопы –
инверсионная
и
конфокальная лазерная сканирующая
микроскопия.

Светлопольная
микроскопия
позволяет исследовать объекты в
проходящем свете в светлом поле. Данный
вид микроскопии предназначен для
исследования морфологии, размеров
клеток, их взаимного расположения,
структурной организации клеток и других
особенностей. У светового микроскопа
максимальная разрешающая способность
составляет 0,2 мкм, что обеспечивает
высокоточное увеличение микроскопа до
1500х.

Фазово-контрастная
микроскопия
позволяет более четко наблюдать живые
прозрачные объекты, которые имеют
коэффициенты преломления, близкие к
коэффициентам преломления среды.
Действие фазово-контрастного микроскопа
основано на интерференции света в
плоскости изображения, обусловленной
сдвигом по фазе (при использовании
фазового кольца в апертурной диафрагме).
При фазово-контрастной микроскопии
часто применяют биологические микроскопы
с обратным расположением оптики –
инвертированные микроскопы. У таких
микроскопов объективы расположены
снизу, а конденсор – сверху.

С помощью
фазово-контрастной микроскопии изучают
форму, размеры, взаимное расположение
клеток, их подвижность, размножение,
прорастание спор микроорганизмов и т.
д. Благодаря
применению этого способа микроскопии
контраст живых неокрашенных микроорганизмов
резко увеличивается и они выглядят
темными на светлом фоне (позитивный
фазовый контраст) или светлыми на темном
фоне (негативный фазовый контраст).

Темнопольная
микроскопия
основана на освещении объекта косыми
лучами света. При таком освещении лучи
не попадают в объектив, поэтому поле
зрения выглядит темным. Такое освещение
препарата достигается использованием
специального темнопольного конденсора.
Темнопольная микроскопия является
очень простым, но эффективным методом
и хорошо подходит для получения
изображения живых и неокрашенных
биологических образцов. Учитывая
простоту установки, качество получаемых
изображений весьма хорошее.

При микроскопировании
в темном поле можно увидеть объекты,
величина которых измеряется сотыми
долями микрометра, что находится за
пределами разрешающей способности
обычного светлопольного микроскопа.
Однако наблюдение за объектами в темном
поле позволяет исследовать только
контуры клеток и не дает возможности
рассмотреть их внутреннюю структуру.

Люминесцентная
(флуоресцентная) микроскопия
основана на способности ряда веществ
биологического происхождения или
некоторых красителей светиться при их
освещении невидимым ультрафиолетовым
или синим светом. При использовании
ультрафиолетового света разрешающая
способность микроскопа может достигать
0,1 мкм.

Клетки
микроорганизмов обрабатывают специальными
красителями – флуорохромами (акридиновый
оранжевый, примулин, родамин и др.) в
виде сильно разбавленных водных
растворов: 1:500–1:100 000. Такие растворы
слабо токсичны, что дает возможность
изучать неповрежденную клетку. В
зависимости от химического состава,
клеточные структуры в разной степени
адсорбируют красители и люминесцируют
различным образом. Кроме того, флуорохромы
неодинаково адсорбируются живыми и
мертвыми клетками. Это позволяет
использовать данный вид микроскопии
для цитологических и иммунологических
исследований, определения жизнеспособности
клеток и т. д.

Электронная
микроскопия
позволяет обнаружить объекты, которые
не разрешаются при использовании
световых или ультрафиолетовых лучей.
Теоретически
разрешение
просвечивающего
электронного микроскопа
составляет 0,002 нм; реальное разрешение
современных электронных
микроскопов
приближается к 0,1 нм. На практике
разрешение для биологических объектов
достигает 2 нм.

Короткая длина
волны электронов позволяет различить
объекты размером 0,5–1,0 нм. В современных
электронных микроскопах на экране
достигается увеличение 5000– 200 000.
Благодаря столь высокому разрешению
становится возможным выявление деталей
бактериальных структур. Например, с
помощью напыления солей тяжелых металлов,
окружающих бактерию и проникающих в
поверхностные неровности, получают
контрастирование за счет дифференциальной
задержки электронов. Этот эффект получил
название негативного
контрастирования.

Электронный
микроскоп, в котором изображение
формируется благодаря прохождению
(просвечиванию) электронов через образец,
называют просвечивающим
(или трансмиссионным).

В сканирующем
электронном микроскопе (растровая
электронная микроскопия (РЭМ)
пучок электронов быстро сканирует
поверхность образца, вызывая излучение,
которое формирует изображение на
светящемся экране. Для РЭМ характерны
высокая
разрешающая способность, большой
диапазон увеличений (до 100 000 и выше),
большая глубина фокусировки (~100 мкм),
многообразие режимов работы. Сканирующий
микроскоп дает картину поверхностей и
позволяет получать трехмерное изображение.

Лазерная
конфокальная микроскопия
дает возможность получить отчетливое
изображение и наблюдать объекты в фокусе
по всему полю. Данный
метод пригоден лишь для исследования
самосветящихся (флуоресцентных) объектов.
При сочетании
с компъютерной техникой возможна
пространственная реконструкция
изучаемого объекта.
В конфокальном лазерном сканирующем
микроскопе изображения внутренних
сечений формируются за счет сканирования
сфокусированным лазерным пучком от
разных (405, 488, 532, 635 нм) лазеров и
пространственной фильтрации излучения.
При использовании сканирующей микроскопии
ближнего поля (СМБП) достигается высокая
разрешающая способность. Наименьший
размер элемента, полученного с помощью
СМБП, составляет 20 нм при длине волны
света 0,486 нм. В изображении контролируемого
элемента отсутствуют дифракционные
или интерференционные эффекты,
затрудняющие определение его границ.
Отличительной особенностью СМБП по
сравнению с атомно-силовым микроскопом
является чувствительность к оптическим
характеристикам поверхности контролируемого
образца, длине волны света, люминесценции
и др.

Компьютерная
интерференционная микроскопия
позволяет получить высококонтрастное
изображение при наблюдении субклеточных
структур; во многих случаях применяется
для изучения живых клеток. Принцип
действия автоматизированного
интерференционного микроскопа основан
на интерференции световых пучков
лазерного излучения, отраженного от
опорного зеркала и зеркала, на котором
помещен измеряемый фазовый объект.
Теоретически предельно
достижимая разрешающая способность
может составить в среднем 0,2 нм, практически
она составляет 0,4 мкм.

Рентгеновская
компьютерная томография (РКТ), позитронная
эмиссионная томография
(ПЭТ)
позволяют наблюдать объекты в обычных
условиях.

Соседние файлы в папке Скорина

Светлопольная микроскопия

Светлопольная микроскопия осуществляется с помощью обычного светового микроскопа, основной частью которого является объектив. На оправе объективов обозначается увеличение: 8, 10, 20, 40, 90.

При исследовании микробов применяется иммерсионная система (объектив). Иммерсионный объектив погружают в каплю кедрового масла, нанесенного на препарат. Кедровое масло имеет такой же коэффициент преломления, как и стекло, и этим достигается наименьшее рассеивание световых лучей (рис. 1.12).

Рис. 1.12. Ход лучей в иммерсионном объективе

Изображение, получаемое в объективе, увеличивает окуляр, состоящий из двух линз. В отечественных микроскопах применяются окуляры с увеличением 7, 10, 15 (рис. 1.13). Общее увеличение микроскопа определяется произведением увеличения объектива на увеличение окуляра. В микробиологии обычно используются увеличения в 900-1000 раз. Качество микроскопа зависит не от степени увеличения, а от его разрешающей способности.

Рис. 1.13. Схема сложного светового микроскопа для наблюдения в светлом поле, отрегулированного для освещения по Келеру

Под этим надо понимать наименьшее расстояние между двумя точками препарата, при котором они еще четко различимы под микроскопом. Разрешающая способность обычных световых микроскопов с иммерсионной системой равна 0,2 мкм.

Темнопольная микроскопия

Микроскопия в темном поле зрения основана на следующем принципе (рис. 1.14). Лучи освещают объект не снизу, а сбоку и не попадают в глаза наблюдателя: поле зрения остается темным, а объект на его фоне оказывается светящимся. Это достигается с помощью специального конденсора (параболоид) или обычного конденсора, прикрытого в центре кружком черной бумаги.

Рис. 1.14. Схема микроскопа для наблюдения в темном поле.

На середину покровного стекла наносят исследуемый материал. Края углубления на предметном стекле смазывают вазелином, и им накрывают покровное стекло так, чтобы капля находилась против центра углубления. Затем переворачивают препарат покровным стеклом вверх. Темнопольная микроскопия используется для изучения живых неокрашенных микроорганизмов.

Электронная микроскопия

Возможности оптических микроскопов ограничены слишком большой длиной волны видимого света (6000 А). Объекты, размеры которых меньше этой величины, находятся за пределами разрешающей способности светового микроскопа. В электронном микроскопе вместо световых волн используются электронные лучи, обладающие чрезвычайно малой длиной волны и высокой разрешающей способностью (рис. 1.17).

Рис. 1.17. Схема трансмиссионного электронного микроскопа.

В качестве источника электронных лучей применяют электронную пушку, основой которой служит вольфрамовая нить, нагретая электрическим током. Между вольфрамовой нитью и анодом на пути электронов находится электрическое поле высокого напряжения. Электронный поток вызывает свечение фосфоресцирующего экрана. Проходя через объект, части которого имеют различную толщину, электроны будут соответственно задерживаться, что проявится на экране участками затемнения. Объект приобретает контрастность.

С помощью электронной микроскопии можно обнаружить самые мелкие структуры, получить увеличение до 200 000 и увидеть объекты размером 0,002 мкм.

Основу микробиологической диагностики инфекционных заболеваний составляют микроскопические, микробиологические, биологические, серологические и аллергологические методы.

Микроскопический метод исследования

Микроскопические методы исследований включают приготовление мазков и препаратов для микроскопирования. В большинстве случаев результаты микроскопических исследований носят ориентировочный характер (например, определяют отношение возбудителей к окраске), так как многие микроорганизмы лишены морфологических и тинкториальных особенностей. Тем не менее микроскопией материала можно определить некоторые морфологические признаки возбудителей (наличие ядер, жгутиков, внутриклеточных включений и т.д.), а также установить факт наличия или отсутствия микроорганизмов в присланных образцах.

Микробиологический метод исследования

Биологические методы исследований направлены на определение наличия токсинов возбудителя в исследуемом материале и на обнаружение возбудителя (особенно при незначительном исходном содержании в исследуемом образце). Методы включают заражение лабораторных животных исследуемым материалом с последующим выделением чистой культуры патогена либо установлением факта присутствия микробного токсина и его природы. Моделирование экспериментальных инфекций у чувствительных животных — важный инструмент изучения патогенеза заболевания и характера взаимодействий внутри системы микроорганизм-макроорганизм. Для проведения биологических проб используют только здоровых животных определённых массы тела и возраста. Инфекционный материал вводят внутрь, в дыхательные пути, внутрибрюшинно, внутривенно, внутримышечно, внутрикожно и подкожно, в переднюю камеру глаза, через трепанационное отверстие черепа, субокципитально (в большую цистерну головного мозга). У животных прижизненно забирают кровь, экссудат из брюшины, после гибели — кровь, кусочки различных органов, СМЖ, экссудат из различных полостей.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним. См. подробнее в пользовательском соглашении.

Цель работы: изучить устройство светового биологического микроскопа и освоить правила работы с ним. Ознакомиться с различными видами микроскопии.

Материалы, реактивы, оборудование: микроскоп; бактериологические петли; предметные стекла.

1.1. Устройство микроскопа

Микроскоп (от греч. micros — малый и scopio — смотрю) — это оптический прибор, состоящий из двух частей: механической (подсобной) и оптической (главной).

1. Оптическая часть: окуляр, объектив, конденсор Аббе, осветительный прибор (зеркальце).

2. Механическая часть: штатив, основание, предметный столик, тубусодержатель, макровинт, микровинт (рис. 1).

Рис. 1. Устройство микроскопа: 1 — основание; 2 — осветитель; 3 — светофильтр; 4 — конденсор Аббе; 5 — предметный столик; 6 — объективы; 7 — револьверная головка;

8 — монокулярная насадка; 9 — окуляр; 10 — штатив; 11 — измерительный нониус; 12 — ограничительный винт; 13 — держатель препарата; 14 — ручка грубой настройки;

15 — ручка точной настройки; 16 — рукоятка перемещения конденсора

Механическая часть микроскопа.

Штатив имеет основание в виде подковы и колонку (тубусодержатель) в форме дуги. К нему примыкают коробка механизмов, система зубчатых колес для регуляции положения тубуса. Система приводится в движение вращением макрометрического и микрометрического винтов.

Макрометрический винт (кремальера, зубчатка, макровинт) служит для предварительной ориентировочной установки изображения рассматриваемого объекта.

Микрометрический винт (микровинт) используют для последующей четкой установки на фокус. При полном повороте микровинта труба передвигается на 0,1 мм (100 мкм).

При вращении винтов по часовой стрелке труба опускается по направлению к препарату, при вращении против часовой стрелки — поднимается от препарата.

Предметный столик служит для размещения на нем препарата с объектом исследования. Предметный столик вращается и перемещается во взаимно перпендикулярных плоскостях с помощью винтов. В центре столика находится круглое отверстие для освещения препарата снизу лучами света, направляемыми зеркалом микроскопа. В столик вмонтированы два зажима (клеммы) — пружинящие металлические пластинки, предназначенные для закрепления препарата.

Если необходимо исследовать поверхность препарата, не допуская пропусков (что важно при подсчете), или же если во время работы требуется повторное исследование какого-либо определенного участка на препарате, на предметный столик помещают препаратоводитель. На нем имеется система линеек — нониусов, с помощью которых можно присвоить координаты любой точке исследуемого объекта. Для этого при установке препаратоводителя следует совместить центр вращения столика и оптическую ось системы микроскопа с центрировочной пластинкой препаратоводителя (отсюда предметный столик с препаратоводителем называют иногда крестообразным).

Тубус (труба) — оправа, в которую заключены элементы оптической системы микроскопа. К нижней части тубуса прикрепляется револьвер (объективодержатель) с гнездами для объективов. Современные модели микроскопов имеют наклонный тубус с дугообразным тубусодержателем, что обеспечивает горизонтальное положение предметного столика.

Оптическая часть микроскопа состоит из основного оптического узла (объектив и окуляр) и вспомогательной осветительной системы (зеркало и конденсор). Все части оптической системы строго центрированы относительно друг друга.

Во многих современных микроскопах зеркало и конденсор заменены вмонтированным в прибор регулируемым источником света.

Осветительная система находится под предметным столиком. Зеркало отражает падающий на него свет в конденсор. Одна сторона зеркала плоская, другая — вогнутая. При работе с конденсором необходимо пользоваться только плоским зеркалом. Вогнутое зеркало применяют при работе без конденсора с объективами малых увеличений. Конденсор (от лат. con-denso — уплотняю, сгущаю), состоящий из 2-3 короткофокусных линз, собирает лучи, идущие от зеркала, и направляет их на объект. Конденсор необходим прежде всего при работе с иммерсионной системой. Линзы конденсора вмонтированы в металлическую оправу, соединенную с зубчатым механизмом, позволяющим перемещать конденсор вверх и вниз специальным винтом. Для регулировки интенсивности освещения в конденсоре есть ирисовая (лепестковая) диафрагма, состоящая из стальных серповидных пластинок.

Окрашенные препараты лучше рассматривать при почти полностью открытой диафрагме, неокрашенные — при уменьшенном отверстии диафрагмы.

Под конденсором располагается кольцевидный держатель для светофильтров (обычно к микроскопу прилагаются синее и белое матовые стекла). При работе с искусственным источником света светофильтры создают впечатление диезного освещения, что делает микроскопирование менее утомительным для глаз.

Объектив (от лат. objectum — предмет) — наиболее важная часть микроскопа. Это многолинзовая короткофокусная система, от качества которой зависит в основном изображение объекта. Наружная линза, обращенная плоской стороной к препарату, называется фронтальной. Именно она обеспечивает увеличение. Остальные линзы в системе объектива выполняют преимущественно функции коррекции оптических недостатков, возникающих при исследовании объектов.

Один из таких недостатков — явление сферической аберрации. Оно связано со свойством линз неравномерно преломлять периферические и центральные лучи. Первые обычно преломляются в большей степени, чем вторые, и поэтому пересекаются на более близком расстоянии к линзе. В результате изображение точки приобретает вид расплывчатого пятна.

Хроматическая аберрация возникает при прохождении через линзу пучка лучей с различной длиной волны. Преломляясь по- разному, лучи пересекаются не в одной точке. Сине-фиолетовые лучи с короткой длиной волны преломляются сильнее, чем красные с большей длиной волны. Вследствие этого у бесцветного объекта появляется окраска.

К объективам, устраняющим сферическую и частично хроматическую аберрацию, относятся ахроматы. Они содержат до 6 линз и коррегируют первичный спектр (желто-зеленую часть спектра), не устраняя вторичного спектра. Изображение, получаемое с помощью ахроматов, не окрашено, но края его имеют красный или синеватый ореол. В современных ахроматах этот недостаток практически неуловим. Лучший материал для линз ахроматов — флинтгласы — старые сорта стекла с высоким содержанием окиси свинца.

Объективы, устраняющие хроматическую аберрацию и для вторичного спектра, называют апохроматами. В их составе может быть от 1 до 12 линз. Линзы апохроматов для лучей коррекции вторичного спектра делают из плавикового пата, каменной соли, квасцов и других материалов. Апохроматы дают возможность устранить окрашивание объекта и получить одинаково резкое изображение от лучей разного цвета. Максимального эффекта при работе с апохроматами можно достичь только при их сочетании с компенсационными окулярами, возмещающими оптические недостатки объективов. В компенсационных окулярах хроматическая ошибка противоположна хроматической ошибке объектива, и в результате хроматическая аберрация микроскопа оказывается почти полностью компенсированной.

Планахроматы — разновидность апохроматов, имеющих плоское поле зрения. Объективы-планахроматы полностью устраняют искривление поля зрения, обуславливающее неравномерность фокусировки объекта (при кривизне поля зрения фокусируется только часть поля). Планахроматы и планапохроматы используют при микрофотографии.

Объективы бывают сухие и погружные (иммерсионные). При работе с сухими объективами между фронтальной линзой объектива и объектом исследования находится воздух. Оптический расчет иммерсионных объективов предусматривает их работу при погружении фронтальной линзы объектива в жидкую однородную среду. При работе с сухим объективом вследствие разницы между показателями преломления стекла (1,52) и воздуха (1,0) часть световых лучей отклоняется и не попадает в глаз наблюдателя (рис. 2).

Рис. 2. Ход лучей в сухой и иммерсионной системах: I-V- лучи света

При работе с иммерсионным объективом необходимо поместить между покровным стеклом и линзами объектива кедровое масло, показатель преломления которого близок к показателю преломления стекла (табл. 1).

Особенности модели CX43

Вы можете задать любой интересующий вас вопрос по товару или работе магазина.

Наши квалифицированные специалисты обязательно вам помогут.

Услуги

Наша компания предлагает профессиональные услуги по настройке микроскопов. Мы знаем, насколько важно иметь точную и качественную настройку для достижения максимальной четкости и точности наблюдения. Наша команда экспертов имеет богатый опыт в области микроскопии и готова помочь вам в достижении наилучших результатов.

Компания Микросистемы предлагает высококачественные услуги по пусконаладке микроскопов. Наша команда опытных специалистов обладает всеми необходимыми знаниями и навыками для того, чтобы обеспечить эффективную работу вашего микроскопа.

Фазово-контрастная микроскопия

При прохождении пучка света через неокрашенный объект изменяется лишь фаза колебания световой волны, что не воспринимается человеческим глазом. Чтобы изображение стало контрастным, необходимо превратить фазовые изменения световой волны в видимые амплитудные. Это достигается с помощью фазово-контрастного конденсора и фазового объектива (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Схема фазово-контрастного микроскопа.

Фазово-контрастный конденсор представляет собой обычный объектив с револьвером и набором кольцевых диафрагм для каждого объектива. Фазовый объектив снабжен фазовой пластинкой, которую получают нанесением солей редкоземельных элементов на объектив. Изображение кольцевой диафрагмы совпадает с кольцом фазовой пластинки соответствующего объектива.

Фазово-контрастная микроскопия значительно повышает контрастность объекта и используется для изучения нативных препаратов.

Разновидности микроскопов

Современные микроскопы можно классифицировать по разным признакам.

По способу получения изображения их можно разделить на оптические и электронные. Оптические микроскопы — это традиционные устройства, работающие с видимым диапазоном света, (иногда с инфракрасным или ультрафиолетовым частями спектра, но это все равно диапазон, близкий к оптическому, с которым работают практически на том же оборудовании). Предельное увеличение оптического микроскопа имеет порядок 1500х — 2000х, На практике большинство оптических микроскопов выпускается для увеличений не больше 1500х, что связано со свойствами оптического излучения в видимом диапазоне, в первую очередь с длиной световой волны.

Считается, что первые оптические устройства, являющиеся прообразом современных оптических микроскопов появились в разных странах Европы в 16-м веке.

Электронные микроскопы “освещают” исследуемый объект лучом электронов, ускоренных высоким напряжением и сфокусированных магнитными линзами. Отраженные или рассеянные объектом электроны улавливаются преобразователем, усиливаются, и на основе этого формируется синтезированное изображение объекта на экране, которое и видно исследователю. За счет гораздо меньшей длины волны электронов разрешение такого устройства может быть до 1000 раз больше, чем у световых микроскопов, а предельное увеличение электронных микроскопов может составлять до 100 тысяч и даже до миллиона крат или несколько больше.

Но нужно понимать, что понятие “изображение” здесь весьма условно, так как является синтезированным, искусственным, а не видимым простым глазом в строгом смысле слова.

Имеются разные виды электронных микроскопов, использующих электронный луч для получения изображения — растровые, сканирующие, просвечивающие и т.п. Различают также туннельные, атомно-силовые и другие виды микроскопов, не использующие, как таковой, сфокусированный электронный луч, но тем не менее являющихся электронными, так как тоже используют микропотоки электронов для формирования изображения исследуемой поверхности.

Первые электронные микроскопы были созданы в 30-х годах 20-го столетия.

Строго говоря, существуют промежуточные по длине волны виды микроскопии, в частности — рентгеновская, с облучением объекта исследований электромагнитными лучами рентгеновского диапазона, которая также использует преобразователи для создания видимого изображения. Но подобных тонкостей достаточно много, и не имеет смысла отвлекаться на них здесь.

ВАЖНО!!!! Нельзя путать или смешивать между собой электронные и цифровые микроскопы! Это две большие разницы (:-) Цифровыми принято называть оптические микроскопы, не имеющие окуляров для непосредственного наблюдения и использующие цифровую камеру для вывода изображения на экран монитора. Электронные микроскопы не имеют традиционной оптики в своем составе вообще, потому что работают не с видимым светом, а используют электронный луч, сфокусированный магнитными линзами или микротоки электронов для формирования изображения исследуемых объектов.

Дальше мы будет говорить главным образом об оптических микроскопах.

По уровню сложности и технического совершенства микроскопы можно разделить на:

Первая категория (или условно первые две категории) микроскопов имеет в своем составе простейший штатив с неподвижным предметным столиком, один объектив или турель с двумя-тремя объективами, окуляр (или пару для бинокулярного исполнения), могут иметь осветитель зеркального типа, без конденсора. Максимальная кратность увеличения редко превышает отметку в 200х.

Такие микроскопы используют оптику простейшего уровня, чаще всего пластиковую, могут применяться в учебных заведениях, дома в развлекательных и общеобразовательных целях.

Мы не работаем с оборудованием такого уровня.

Лабораторные микроскопы чаще всего имеют бинокулярное исполнение (наблюдение двумя глазами) и оборудованы дополнительными приспособлениями, превращающими их уже в профессиональные инструменты, пригодные для использования на рабочих местах, а именно:

Лабораторные микроскопы могут включать в себя тринокулярный тубус с третьим оптическим портом для камеры.

Исследовательские микроскопы, предназначенные для проведения серьёзных научных или практических исследований и обладающие рядом дополнительных характеристик, а именно:

На базе исследовательских микроскопов могут создаваться более сложные системы, в частности конфокальные лазерные сканирующие микроскопы, существенно расширяющие возможности традиционной оптической микроскопии. Это интересная, но отдельная тема.

Строго говоря, граница между лабораторными и исследовательскими микроскопами весьма условна, так как отдельные черты исследовательских микроскопов вполне могут присутствовать и у более простых, формально считающихся лабораторными. В частности, лабораторные могут иметь в составе тринокулярный тубус для камеры, работать с апохроматической оптикой, рассчитанной на бесконечность и использовать ртутные источники света для флуоресцентных исследований.

Точно так же цифровые камеры могут быть добавлены в состав любых микроскопов, даже самых простых учебных. Конечно, камера при этом будет несложная и имеющая исполнение в виде окуляра, но тем не менее.

По назначению микроскопы чаще всего подразделяют на два основных класса — медицина/биология (в англоязычной среде используется термин Life Sciences — буквально “науки о живом”) и материаловедение (Material Sciences — буквально “науки о материи”). Но такое деление тоже достаточно условно и определяется чаще всего дополнительным оборудованием, необходимым для реализации тех или иных методов исследования или даже самим пользователем.

В частности, для проверки качества изготовления кремниевых пластин, используемых при производстве микросхем, не так давно широко применялся класс так называемых инспекционных микроскопов, отличительной чертой большинства из которых было наличие моторизованного предметного столика большого размера, как правило с круглым основанием для размещения, закрепления и перемещения кремниевых пластин диаметром до 12” (30 см.). Такие микроскопы требовали также наличия штатива с большим выносом блока оптики, чтобы под ним столик мог перемещать пластину на расстояния, равные ее диаметру. Оптическая часть таких микроскопов, если не было требования работы в ультрафиолетовом диапазоне, мало чем отличалась от оптики микроскопов, которые использовались в медицине и биологии.

Соответственно в нашей практике были примеры покупок более дешевых (главным образом из-за отсутствия дорогих моторизованных столиков и штативов с большим выносом блока оптики) “биологических” микроскопов, которые вполне можно было применять для исследований объектов материаловедения в отраженном свете.

Другим отличием условно медико-биологических микроскопов от условно материаловедческих является вид освещения. Медицина и биология работают, главным образом, с тонкими срезами тканей или отдельными клетками или даже их частями на просвет, т. е при освещении проходящим светом. Для них чаще применяются такие методы контрастирования, как фазовый контраст, ДИК, светлое и темное поля.

Материаловедение работает больше с непрозрачными материалами и соответственно работа ведется в отраженном (или падающем) свете. Но и при этом тоже могут применяться те же светлое и темное поля, поляризация, косое освещение (для рельефных объектов).

Практически все виды оптических микроскопов можно разделить на прямые (объектив сверху образца, проходящее освещение снизу) и инвертированные (объектив снизу, проходящий свет сверху). Такое деление обусловлено удобством исследования тех или иных видов объектов. В частности, живые культуры в чашках Петри чаще принято исследовать на инвертированных микроскопах, как и непрозрачные аншлифы минералов в геологии или металлов в металлографии (в отраженном свете). Тем не менее большинство из существующих оптических микроскопов относятся к типу прямых.

Еще одним характерным видом оптических микроскопов являются стереомикроскопы, предназначенные для наблюдения объемного изображения объекта, как правило непосредственно в процессе каких- либо действий, производимых с ним.

В частности, большинство операционных микроскопов, используемых в микрохирургии глаза, нейрохирургии, стоматологии, гинекологии являются именно стереомикроскопами. Они обеспечивают врачу увеличение оперируемого органа в единицы или десятки раз при достаточно большом поле и глубине зрения.

Кроме того, стереомикроскопы широко применяются при сборке и контроле качества изделий микроэлектроники, микромеханики, в часовом и ювелирном деле.

Наиболее часто используемый диапазон увеличений стереомикроскопов — десятки раз, реже сотни. Увеличение больше 150х — 200х как правило используется очень редко.

Подтипом стереомикроскопов являются безокулярные. Изображение в них формируется оптической системой и проецируется при посредстве вращающегося колеса с растром на небольшой экран перед глазами пользователя. Такие микроскопы используются чаще всего при производстве и контроле качества электронной продукции, а также в ювелирном деле.
Все эти типы оптических микроскопов мы можем предложить для поставки и поможем с их выбором и подбором параметров.

Поставка, установка, настройка, обучение, полное сопровождение

Компания «Микросистемы» – ведущий поставщик микроскопов, позволяющий выбрать оптимальную по всем характеристикам модель согласно требуемым запросам. Не знаете, как выбрать микроскоп под конкретную задачу? Спросите у наших профессиональных консультантов, которые подберут оптимальную конфигурацию, настроят, наладят и проведут инструктаж в отношении дальнейшего использования.

Люминесцентная микроскопия

Люминесцентная микроскопия основана на способности некоторых веществ под влиянием падающего на них света испускать лучи с другой (обычно большей) длиной волны (флюоресцировать). Такие вещества называют флюорохромами (акридиновый желтый, родамин и др.). Объект, обработанный флюорохромом, при освещении ультрафиолетовыми лучами приобретает яркий цвет в темном поле зрения.

Основной частью люминесцентного микроскопа является осветитель, имеющий лампу ультрафиолетового цвета и систему фильтров к нему (рис. 1.16). Очень важно использование нефлуоресцентного иммерсионного масла. Люминесцентная микроскопия в практической микробиологии используется для индикации и идентификации возбудителей инфекционных заболеваний.

Рис. 1.16. Схематическое изображение флуоресцентного микроскопа: 1 — дуговая лампа; 2 — кварцевый коллектор; 3 — кювета, заполненная раствором сернокислой меди; 4 — передняя часть коллектора; 5 — ультрафиолетовый фильтр; 6 — призма; 7 — пластинка из уранового стекла; 8 — окулярный фильтр, поглощающий ультрафиолетовые лучи.