Объясни как добиться полного освещения поля зрения

Подробное решение параграф § 8 по биологии для учащихся 5 класса, авторов Т.С. Сухова, В.И. Строганов 2015

• Гдз рабочая тетрадь по Биологии за 5 класс можно найти тут

Лабораторная работа № 2. Приготовление микропрепарата

1. Повтори устройство микроскопа и поясни, для чего необходимы названные ниже части микроскопа: линзы объектива и окуляра, зеркало, предметный столик с отверстием, большой винт.

Линзы объектива и окуляра необходимы для увеличения изображения.

Зеркало помогает направить свет в отверстие на предметном столике.

Предметный столик служит для размещения на нём объекта исследования. Имеет отверстие для прохождения света через изучаемый объект.

Большой винт поднимает и опускает зрительную трубку и помогает добиться чёткого изображения.

2. Объясни, как добиться: а) полного освещения поля зрения; б) чёткого изображения изучаемого объекта.

а) полного освещения поля зрения можно добиться вращая зеркальце под предметным столиком и глядя в окуляр;

б) чёткое изображение изучаемого объекта можно добиться медленно вращая большой винт, глядя при этом в окуляр.

Нужно направить зеркало на лучик солнца так что бы было четкое изображение

Зеркало направь на луч солнца

Другие вопросы из категории

Как и большинство других животных, я живу на границе разных оболочек: хожу по твёрдой __________ оболочке, дышу воздухом ___________, пью воду ___________
Я очень крупное животное. Меня называют _________.

Объясни, как добиться:

1. Полного освещения поля зрения

2. Чёткое изображение изучаемого объекта

(При работе с микроскопом)

Надо покрутить зетколо на свет

Если ответ по предмету Биология отсутствует или он оказался неправильным, то попробуй воспользоваться поиском других ответов во всей базе сайта.

«МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ Учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальности Ветеринарная медицина, Зоотехния, врачей ветеринарной . »

Линзам объективов присущи дефекты сферической и хроматической аберрации. Причина сферической аберрации связана со свойством линз неравномерно преломлять лучи света. Периферические лучи преломляются в большей степени, чем центральные, поэтому рассматриваемый объект приобретает вид расплывчатого пятна.

Явление хроматической аберрации возникает вследствие разложения белого света при прохождении через линзу объектива на сине-фиолетовые и красные лучи.

Этим объясняется появление окраски (радужности) у бесцветного объекта.

Для устранения дефектов сферической и хроматической аберрации применяют коррекционные (исправляющие) объективы: хроматы, апохроматы, планохроматы.

Ахроматы устраняют дефекты сферической и частично хроматической аберрации.

Апохроматы устраняют окрашивание объекта и позволяют получить одинаково резкое изображение от лучей разного цвета.

Планохроматы – разновидность апохроматов с плоским полем зрения.

Эти объективы устраняют искривление поля зрения, которое определяет неравномерность фокусировки объекта, а также используются при микрофотографировании.

Современный микроскоп – это точный оптический прибор, требующий строгого соблюдения ряда правил при работе с ним. Они касаются обращения с прибором и ухода за ним, а также применения правильного освещения, выбора в каждом конкретном случае наилучшего варианта оптической системы (окуляр – объектив – конденсор) и т.п.

Микроскоп устанавливают в хорошо освещенном месте, избегая при этом прямого попадания солнечных лучей на прибор. Работа на столе с темной поверхностью способствует меньшему утомлению глаз.

Микроскоп должен занимать устойчивое положение и располагаться так, чтобы локти рук работающего с ним находились на столе, а кисти могли свободно выполнять необходимые манипуляции, связанные с микроскопией объекта. Микроскопию проводят сидя. Лучше всего использовать винтовой стул, высоту которого можно регулировать и выбирать удобное для работы положение.

При работе с монокулярным микроскопом рекомендуется смотреть в окуляр левым глазом, не закрывая правого, делая необходимые зарисовки, заметки и т.д. В случае использования бинокулярной насадки или бинокулярного микроскопа вначале регулируют расстояние между окулярами в соответствии с расстоянием между глазами наблюдателя так, чтобы поля зрения обоих окуляров слились в одно.

Переносить микроскоп необходимо двумя руками: одной держать штатив, другой – основание микроскопа.

Прибор следует предохранять от толчков, тем более от ударов, соприкосновения с кислотами, щелочами и другими сильнодействующими веществами. Нельзя вынимать окуляр из тубусодержателя во избежание загрязнения пылью последнего и объектива.

В процессе работы желательно защищать микроскоп от дыхания, т.к.

конденсация паров ведет к его порче.

Освещение при микроскопии играет весьма существенную роль. Неправильное или недостаточное освещение не позволяет качественно произвести микроскопию и использовать полностью возможности микроскопа.

При дневном свете и при микрофотосъемках пользуются плоской поверхностью зеркала, при искусственном освещении и слабом дневном – вогнутой.

При работе с конденсором Аббе независимо от источника света нужно пользоваться только плоским зеркалом.

Считают, что хорошее освещение достигается при установке света по методу Кёлера, который осуществляют следующим образом.

1. Стандартный осветитель (ОИ-7, ОИ-19 и др.) располагают на расстоянии 25-30 см от микроскопа.

2. На предметный столик помещают препарат, в рабочее положение переводят объектив х8.

3. Конденсор поднимают до упора, полностью открывают ирисовую диафрагму, зеркало устанавливают плоской поверхностью.

4. Препарат в поле зрения микроскопа фокусируют при открытых диафрагмах осветителя и конденсора.

5. Полевую диафрагму осветителя закрывают. К зеркалу микроскопа подносят белый лист бумаги и ищут резкое изображение спирали осветителя на бумаге.

6. Смотрят в окуляр, передвигая зеркало, находят свет, фокусируют препарат, опускают конденсор до тех пор, пока изображение краев полевой диафрагмы осветителя в плоскости препарата не станет 7. Постепенно открывают полевую диафрагму осветителя так, чтобы освещенный круг ее заполнил все поле зрения микроскопа.

Далее никаких изменений в положении осветителя, зеркала, конденсора микроскопа проводить не следует.

Установку света по Кёлеру рекомендуют при обычной микроскопии, фазово-контрастной и темнополевой.

Устанавливать освещение можно упрощенным способом. Для этого конденсор поднимают до уровня предметного столика, диафрагму полностью открывают, устанавливают объектив с малым увеличением (х8, х10) и, глядя в окуляр, с помощью зеркала добиваются максимального освещения поля зрения. После этого на предметный столик помещают препарат, затем револьвер переводят на объектив х40 и с помощью макровинта находят изображение, четкость которого регулируют очень мелкими поворотами микровинта.

При работе с иммерсионным объективом необходимо выполнить следующие манипуляции.

1. Установить микроскоп на малое увеличение (х8).

2. Установить зеркало плоской стороной и поднять конденсор.

3. Добиться максимального освещения поля зрения полным открытием диафрагмы и установкой зеркала под определенным углом.

4. Поместить препарат на предметный столик, укрепить зажимами, с помощью макро- и микровинтов найти изображение объекта под малым увеличением.

5. Перевести револьвер в нейтральное положение, нанести каплю иммерсионной жидкости на препарат, не размазывая ее.

6. Установить микроскоп на большое увеличение (х90) поворотом револьвера и под контролем глаз опустить объектив до соприкосновения с иммерсионной жидкостью, за погружением фронтальной линзы в жидкость следует наблюдать сбоку.

7. Провести ориентировочную установку на фокус макрометрическим винтом, а микровинтом установить более четкое изображение объекта.

8. Промикроскопировать объект, по окончании чего поднять макровинтом тубус, убрать микропрепарат.

9. С помощью револьвера объектив отвести в сторону и протереть фланелевой салфеткой от иммерсионной жидкости.

10. Предметный столик покрыть марлевой салфеткой, револьвер поставить в нейтральное положение или установить микроскоп на малое увеличение и опустить тубус вниз.

МАСЛО ВОЗДУХ

Хранить микроскоп нужно закрытым от пыли под специальным чехлом или стеклянным колпаком. Следует периодически проверять чистоту и состояние оптики и протирать ее, но только снаружи. Для чистки применять волосяную кисточку, мягкую ткань, но не марлю и вату, оставляющие волокна и нити на линзах прибора. Кисточку или ткань можно смочить водой или спиртом. Нельзя применять бензин или ксилол, т.к. их воздействие может привести к расклеиванию линз. Этими веществами можно протирать механические трущиеся части микроскопа,а затем смазывать их маслом.

Один раз в год микроскоп должен посмотреть квалифицированный специалист-оптик и при необходимости отремонтировать его.

Исследователь не должен ремонтировать линзы объективов или сложные механизмы с точной настройкой. Никогда не следует разбирать объектив, чтобы почистить составляющие его линзы, т.к. расстояние между линзами играет существенную роль. Лучше предоставить делать это специалистам.

Пыль на окуляре может давать темные пятна, которые выявляют при вращении его по кругу. Если при очистке наружных поверхностей верхней и нижней линз пятна не исчезают, необходимо вывинтить линзы из оправы и очистить их. Окуляры устроены относительно просто и не обязательно привлекать к этой работе техника-оптика.

Необходимо помнить, что касаться пальцами оптических поверхностей нельзя. Чистые линзы обеспечивают качественное изображение объекта.

Иммерсия (от лат. immersio — погружение) — жидкость, заполняющая пространство между объектом наблюдения и специальным иммерсионным объективом (конденсором и предметным стеклом). В основном применяются три типа иммерсионных жидкостей: масляная иммерсия (МИ/Oil), водная иммерсия (ВИ/W) и глицериновая иммерсия (ГИ/Glyc), причем последняя в основном применяется в ультрафиолетовой микроскопии.

Показатель преломления иммерсии близок к показателю преломления стекла фронтального компонента объектива:

Иммерсии Показатель преломления физиологический раствор 1, вода дистиллированная 1, Основные параметры иммерсионного масла стандартизованы:

по ГОСТ 13739-78 «Иммерсионное масло»: показатель преломления nd = 1,515±0,001. Коэффициент пропускания в слое толщиной 10 мм в спектральном диапазоне: 500—720 нм — 95%, 400—480 нм — 92%;

по международному стандарту ИСО «Иммерсионное масло»: показатель преломления пе=1,518 + 0,0005. Коэффициент пропускания в слое толщиной 10 мм в спектральном диапазоне: 500—760 нм — 95%, 400 нм — 60%;

по международному стандарту ИСО «Иммерсионное масло для люминесценции»: коэффициент пропускания в слое толщиной 10 мм в спектральном диапазоне: 500—700 нм — 95%, 365—400 нм — 60%.

Иммерсия применяется в тех случаях, когда требуется повысить разрешающую способность микроскопа или ее применения требует технологический процесс микроскопирования. При этом происходит:

повышение видимости за счет увеличения разности показателя преломления среды и объекта;

увеличение глубины просматриваемого слоя, который зависит от показателя преломления среды.

Кроме того, иммерсионная жидкость может уменьшать количество рассеянного света за счет исчезновения бликов от объекта. При этом устраняются неизбежные потери света при его попадании в объектив.

Иммерсионные жидкости предназначены для использования с иммерсионными объективами. Их показатель преломления близок к показателю преломления стекла, что обеспечивает между препаратом и фронтальной линзой объектива оптически однородную среду и предотвращает рассеивание световых лучей.

Иммерсионные жидкости не должны оказывать кислотного или растворяющего воздействия на линзы или их крепления. В качестве иммерсионных жидкостей используют различные масла, а чаще всего – кедровое масло.

Для микроскопии предпочитают масло с высокой вязкостью, которое почти не стекает и не растекается. Необходимо следить, чтобы в масле не было пузырьков воздуха. Для люминесцентной микроскопии применяют масло не способное флюоресцировать.

На препарат наносят обычно одну каплю масла, которой вполне хватает для проведения успешной микроскопии.

В таблице 1 приведены показатели преломления некоторых соединений.

Коэффициент преломления некоторых соединений При работе с иммерсионным объективом в основном применяют кедровое масло. Его получают из семян виргинского можжевельника Yuniperus virginiana L. или зеравшанской арчи Yniperus seravschana. В настоящее время наряду с кедровым маслом применяют синтетические жидкости, соответствующие по оптическим свойствам кедровому маслу.

9. Неисправности, их причины и способы устранения Перечень неисправностей, их причин и способов устранения приведен в таблице 2.

Причины неисправностей и способы их устранения Неисправность Возможные причины Способы устранения Макровинт пе- Неправильная регулиров- Переместить регулироредвигается тя- ка хода. Загрязнение ме- вочные головки в протижело. ханизма перемещения. воположных направлениях. Почистить и смазать.

Тубус или пред- Не отрегулирована зубча- Отрегулировать передачу Микровинт не Микровинт находится в Револьвер установить на работает в одну крайнем положении. объектив х10, перемесиз сторон. тить микровинт в среднее Расфокусировка Объективы плохо ввинче- Прочно ввинтить объекдаже при незна- ны в гнезда револьвера, к тивы в гнезда, хорошо чительном дви- объективу пристало по- прижать препарат зажижении микро- кровное стекло, или же мами к предметному стовинта. засохло масло, плохо уда- лику, удалить засохшее Неясное пятни- Грязь или смазка на оку- Очистить соответствуюстое изображе- ляре, объективе, покров- щие поверхности.

ние. ном стекле или любой поверхности в системе освещения.

Четко сфокуси- Загрязнение источника Очистить соответствуюрованные пятна света, крышки встроенно- щие поверхности, если их или точки, сме- го осветителя или свето- очистить невозможно Неясное изо- Перед объективом масло Заменить среду, удалить бражение, кото- вместо воздуха, воздух загрязнение, заменить порое невозможно вместо масла, пузырьки кровное стекло, приготохорошо сфоку- воздуха в масле, загрязне- вить препарат на другом сировать. ние фронтальной линзы предметном стекле.

объектива, слишком толстое покровное и предметное стекла.

Поле зрения ос- Объектив не зафиксиро- Способ устранения очевещено не пол- ван в нужном положении, виден.

ностью. конденсор не находится Поле зрения ос- Неправильно расположе- Расположить зеркало под вещено не рав- но зеркало, не отцентри- углом, максимально отномерно. рован конденсор. ражающем лучи света в Через поле зре- Пузырьки воздуха в им- Убрать масло с препарата, ния проплывают мерсионном масле. нанести новое, тщательно Длина волн видимого света лежит в пределах 0,4 — 0,7 мкм. Максимальное разрешение (половина длины волны), которое можно получить при световой микроскопии составляет около 0,2 мкм (200 нм).

10. Микроскопия в темном поле (темнопольная микроскопия) Метод тёмного поля в проходящем свете используется для получения изображений прозрачных неабсорбирующих объектов, которые не могут быть видны, если применить метод светлого поля. Зачастую это биологические объекты. Свет от осветителя и зеркала направляется на препарат конденсором специальной конструкции — т. н. конденсором тёмного поля. По выходе из конденсора основная часть лучей света, не изменившая своего направления при прохождении через прозрачный препарат, образует пучок в виде полого конуса и не попадает в объектив (который находится внутри этого конуса). Изображение в микроскопе формируется при помощи лишь небольшой части лучей, рассеянных микрочастицами находящегося на предметном стекле препарата внутрь конуса, и прошедших через объектив. В поле зрения на тёмном фоне видны светлые изображения элементов структуры препарата, отличающихся от окружающей среды показателем преломления.

У крупных частиц видны только светлые края, рассеивающие лучи света.

Используя этот метод, нельзя определить по виду изображения, прозрачны частицы или непрозрачны, больший или меньший показатель преломления они имеют по сравнению с окружающей средой.

В основе метода ультрамикроскопии лежит тот же принцип – препараты в ультрамикроскопах освещаются перпендикулярно направлению наблюдения. При этом методе можно обнаружить (но не «наблюдать» в буквальном смысле слова) чрезвычайно мелкие частицы, размеры которых лежат далеко за пределами разрешающей способности наиболее сильных микроскопов.

При помощи иммерсионных ультрамикроскопов удаётся зарегистрировать присутствие в препарате 10-9 м. т. Но форму и точные размеры частиц до нм с помощью таких микроскопов определить невозможно. Их изображения представляются наблюдателю в виде дифракционных пятен, размеры которых зависят не от размеров и формы самих частиц, а от апертуры объектива и увеличения микроскопа. Так как подобные частицы рассеивают очень мало света, то для их освещения требуются чрезвычайно сильные источники света, например, угольная электрическая дуга. Ультрамикроскопы применяются в основном в коллоидной химии. Непрозрачные препараты (например, шлифы металлов), наблюдаемые по методу тёмного поля в отражённом свете, освещают сверху — через специальную кольцевую систему, расположенную вокруг объектива и называемую эпиконденсором.

Если осветить объект косопадающим светом, то наблюдается явление Тиндаля: мелкие частицы, невидимые глазом, становятся видимыми, так как они сами начинают светиться отраженным светом. Принцип исследования микробов в темном поле зрения заключается в том, что в объектив попадают не прямые лучи света, а отраженные исследуемым объектом, вследствие чего неосвещенное поле остается темным, а микробные тела освещены очень ярко. При темнопольной микроскопии микробы изучают в препарате “раздавленная капля”, используя предметные стекла не толще 1,2 мм, а толщина покровных не должна превышать 0,2 мм.

Рис. 13. Темнопольный конденсор для микроскопов МИКРОМЕД 1, Для наблюдения в темном поле применяют темнопольный конденсор.

Он отличается от обыкновенного тем, что весь центр его передней линзы зачернен и в объектив попадают только косые боковые лучи.

Микроскопия в темном поле позволяет увидеть объекты, величина которых лежит за пределами обычного микроскопа. Например, можно рассмотреть жгутики бактерий, которые имеют толщину 0,01 мкм. Темнопольная микроскопия не позволяет рассмотреть внутреннее строение бактерий, за исключением их крупных форм, типа дрожжей.

Для микроскопии в темном поле можно использовать обычный конденсор Аббе (рис.14), который развинчивают и между его линзами кладут кружок черной фотобумаги с таким расчетом, чтобы периферическая часть фронтальной линзы оставалась свободной.

Рис.14. Конденсор Аббе в составе микроскопа МИКРОМЕД-2, вариант Препараты для исследования в темном поле должны быть приготовлены с использованием очень чистых предметных и покровных стекол.

Между препаратом и конденсором помещают иммерсионное масло – каплю его наносят на верхнюю линзу конденсора. После этого, поднимая и опуская конденсор, добиваются появления в поле зрения светлого пятна, которое с помощью регулировочных винтов конденсора выводят в середину поля зрения. Затем, с помощью нужного увеличения, переходят к наблюдению.

Метод используют с целью исследования живых клеток микроорганизмов.

В практике очень широко применяют темнопольную микроскопию при изучении морфологии лептоспир и учете реакции микроагглютинации (РМА).

10.1. Методы исследования и контрастирования Метод темного поля основан на эффекте, который достигается освещением объекта полым конусом света, внутренняя апертура которого должна превосходить числовую апертуру применяемого объектива. Таким образом, ни один прямой луч не попадает в объектив: при отсутствии объекта поле зрения микроскопа будет темным, а при его наличии — контрастный светлый объект будет виден на темном фоне в отраженном или рассеянном (диффузно отраженном) свете.

Для создания темного поля в биологическом микроскопе применяют:

упрощенный метод, связанный с одновременным диафрагмированием осветительной апертуры конденсора и выходной апертуры объектива, при этом объектив должен иметь ирисовую диафрагму или вкладыш, которые позволяют уменьшать выходное отверстие объектива, приближая его к осветительной апертуре, оптимальной для получения эффекта темного поля;

специальный конденсор темного поля.

Метод исследования в темном поле впервые был предложен австрийскими учеными Р. Зигмонди и Р. Зидентопфом в 1903 г.

Метод фазового контраста связан с изменением условий освещения при наблюдении слабоконтрастных биологических объектов (микроорганизмов, растительных клеток) в неокрашенном состоянии с целью их визуализации (контрастирования).

В отличие от метода темного поля, выявляющего лишь контуры объекта, метод фазового контраста позволяет увидеть элементы внутренней структуры рассматриваемого прозрачного объекта. Устройство дает возможность преобразовывать фазовые изменения световых волн, проходящих через объект, в амплитудные, в результате чего прозрачные микроорганизмы становятся видимыми.

В зависимости от размера фазовых колец и способа их получения различают:

положительный фазовый контраст, когда фазовое кольцо в объективе технологически получается путем травления, что вносит «опережение» в прямо прошедший свет, при этом изображение объекта с показателем преломления большим, чем у среды, получается темнее на более светлом фоне (КФ-4, КФ-4М);

отрицательный фазовый контраст (аноптральный или темнопольный фазовый контраст), когда фазовое кольцо в объективе технологически получается путем нанесения на поверхность стекла тонкой пленки, что вносит «запаздывание» в прямо прошедший свет, при этом изображение объекта с показателем преломления большим, чем у среды, выглядит светлее окружающего темного фона (МФА-2).

В микроскопах фирмы OLYMPUS существует около 5 видов фазовых устройств с разным уровнем получения фазовых изменений, которые можно подобрать в зависимости от свойств наблюдаемого объекта.

Метод может быть реализован двумя способами:

расположением элементов с фазовым и световым кольцами внутри оптических систем объектива и конденсора, соответственно;

расположением этих элементов вне объектива и окуляра внутри самого микроскопа.

Первый способ реализуется с помощью фазово-контрастных устройств, содержащих фазовые объективы и специальный конденсор с набором световых колец (встроенных в конденсор или выполненных в виде вкладышей).

Приобретаются отдельно от микроскопа.

Второй способ реализуется с помощью соответствующих колец, которые устанавливаются в плоскости апертурной диафрагмы конденсора и в вынесенную с помощью дополнительных линзовых элементов плоскость выходного зрачка объектива. При этом и конденсор, и объектив — обычные.

Чаще всего этот способ реализуется в современных инвертированных микроскопах.

Фазовые объективы внутри имеют фазовый элемент (линза или пластина) с нанесенным кольцом, которое изменяет фазу и уменьшает амплитуду световой волны. Середина кольца в среднем составляет 1/2 — 2/3 от диаметра выходного зрачка объектива при этом светопропускание кольца – 30% в зависимости от типа фазового контраста (рис.15).

ВНУТРЕННИЙ КОНТУР АПЕРТУРНОЙ

СВЕТ, ПОПАДАЮЩИЙ В ОБЪЕКТИВ

ПЛАСТИНА СО СВЕТОВЫМ

Фазовый конденсор в плоскости апертурной диафрагмы имеет пластину с прозрачным световым кольцом. Размер светового кольца, вернее его изображение, подбирается таким образом, чтобы оно соответствовало (или даже было чуть меньше) размеру фазового кольца объектива. В современных микроскопах существует два способа установки световых пластин в конденсор:

1. в плоскость апертурной диафрагмы конденсора устанавливается съемный вкладыш для соответствующего объектива (обычно вкладыш представляет собой черную пластмассовую деталь с прорезанным световым кольцом);

2. используется револьверное устройство, закрепленное на конденсоре;

имеется несколько гнезд — одно пустое — для светлого поля и 3 — 4 гнезда со стеклянными пластинами, на которых с помощью маски получено световое кольцо (рис.16).

ВНУТРЕННИЙ КОНТУР ВЫХОДНОГО

ЗРАЧКА ОБЪЕКТИВА

ВНЕШНИЙ КОНТУР ВЫХОДНОГО

ЗРАЧКА ОБЪЕКТИВА

Исследование в поляризованном свете. Метод связан с визуализацией объекта или его элементов в поляризованном свете в результате изменения направления поляризации света и проявления анизотропных свойств объекта.

Особенностью микроскопа является наличие в оптической схеме поля фильтров: в осветительной части — поляризатора, а в промежутке между объективом и окуляром — анализатора. Наблюдение производится тогда, когда оба поля фильтра развернуты друг относительно друга, и при этом в выходном зрачке микрообъектива наблюдается максимальное затемнение.

Увеличение — кажущаяся величина предмета определяется его изображением на сетчатке. В случае невооруженного глаза кажущийся размер зависит от угла, под которым виден предмет. Для нормального глаза наименьшее расстояние отчетливого зрения равно примерно 250 мм. Это расстояние наиболее удобно для рассматривания деталей предмета. Увеличение служит для того, чтобы расширить (развернуть) микроскопическое изображение на известный угол зрения, позволяющий глазу яснее различать детали.

Общее увеличение микроскопа определяется произведением увеличений объектива и окуляра. Если между ними расположена одна или несколько увеличивающих систем, то общее увеличение микроскопа равно произведению значений увеличений всех оптических систем, включая промежуточные:

объектива, окуляра, бинокулярной насадки, оптовара или проекционных систем: Гм = o6 x Гокx ql x q2 x. где Гм — общее увеличение микроскопа;

об — увеличение объектива; Гок — увеличение окуляра; ql, q2 — увеличение дополнительных систем. Например, в отечественных микроскопах БИОЛАМ Р-11, С-11 монокулярная насадка не имеет увеличения, следовательно, общее увеличение микроскопа с объективом 90 х и окуляром 10 х будет: 90 x 10 = 900 х.

Бинокулярная насадка АУ-12, устанавливаемая на микроскопах БИОЛАМ Р-15, БИОЛАМ И, имеет собственное увеличение 1,5х. Следовательно, общее увеличение микроскопа в этом случае будет: 90x10x1,5 = 1350х. Увеличение микроскопа может достигать 2000х.

Полезное увеличение микроскопа должно быть не более 1000 числовых апертур объектива и не менее 500: 500АобГм 1000 Аоб, где Аоб — числовая апертура объектива.

Например, для объектива 90×1,25 полезное увеличение микроскопа лежит в диапазоне 625х—1250х. При большем увеличении изображение становится нечетким и малоконтрастным, с пониженной разрешающей способностью; при меньшем увеличении — изображение объекта, несмотря на четкость и повышенный контраст, становится настолько мелким, что элементы объекта практически неразличимы. В повседневной практике обычно используют увеличение порядка 630—900 х.

12. Фазово-контрастная и аноптральная микроскопия Метод фазового контраста и его разновидность — т. н. метод «аноптрального» контраста предназначены для получения изображений прозрачных и бесцветных объектов, невидимых при наблюдении по методу светлого поля. К таковым относятся, например, живые неокрашенные животные ткани. Суть метода в том, что даже при очень малых различиях в показателях преломления разных элементов препарата световая волна, проходящая через них, претерпевает разные изменения по фазе (приобретает т. н. фазовый рельеф). Не воспринимаемые непосредственно ни глазом, ни фотопластинкой, эти фазовые изменения с помощью специального оптического устройства преобразуются в изменения амплитуды световой волны, т. е. в изменения яркости («амплитудный рельеф»), которые уже различимы глазом или фиксируются на фоточувствительном слое. Иными словами, в получаемом видимом изображении распределение яркостей (амплитуд) воспроизводит фазовый рельеф. Получаемое таким образом изображение называется фазовоконтрастным.

Типичная схема работы метода: в переднем фокусе конденсора устанавливается апертурная диафрагма, отверстие которой имеет форму кольца.

Её изображение возникает вблизи заднего фокуса объектива, и там же устанавливается т. н. фазовая пластинка, на поверхности которой имеется кольцевой выступ или кольцевая канавка, называемая фазовым кольцом. Фазовая пластинка не всегда помещена в фокусе объектива – часто фазовое кольцо наносят прямо на поверхность одной из линз объектива. В любом случае неотклонённые в препарате лучи от осветителя, дающие изображение диафрагмы, должны полностью проходить через фазовое кольцо, которое значительно — длина волны /4 ( ослабляет их (его делают поглощающим) и изменяет их фазу на свет). А лучи, даже ненамного отклоненные (рассеянные) в препарате, проходят через фазовую пластинку, минуя фазовое кольцо, и не претерпевают дополнительного сдвига фазы. С учётом фазового сдвига в материале препарата полная разность фаз /2, и в результате между отклоненными и неотклонёнными лучами близка к 0 или интерференции света в плоскости изображения препарата. Они заметно усиливают или ослабляют друг друга, давая контрастное изображение структуры препарата. Отклоненные лучи имеют значительно меньшую амплитуду по сравнению с неотклонёнными, поэтому ослабление основного пучка в фазовом кольце, сближая значения амплитуд, также приводит к большей контрастности изображения.

Метод дает возможность различать малые элементы структуры, чрезвычайно слабо контрастные в методе светлого поля. Прозрачные частицы, сравнительно не малые по размерам, рассеивают лучи света на столь небольшие углы, что эти лучи проходят вместе с неотклонёнными через фазовое кольцо.

Для таких частиц фазово-контрастный эффект имеет место только вблизи их контуров, где происходит сильное рассеивание.

С помощью фазово-контрастной микроскопии могут быть исследованы без предварительной обработки бесцветные прозрачные объекты. Метод применяют для исследования живых клеток микроорганизмов. Контрастность живых клеток достигается чисто оптическим путем без вмешательства в физиологические отправления изучаемых объектов.

Сущность метода заключается в следующем. Распространение световых волн в прозрачных однородных объектах не сопровождается потерей интенсивности света, меняется только скорость прохождения его через различные структуры по сравнению со скоростью распространения света в окружающей среде. Она будет большей или меньшей в зависимости от того, будет ли показатель светопреломления меньше или больше в различных структурах объекта и окружающей среде. Эти изменения, называемые иначе фазовыми, так как при них меняется только фаза колебаний прошедшего света, характерны для большинства биологических объектов (живых клеток, срезов тканей, тканей культивируемых in vitro, и т.д.).

Человеческий глаз хорошо воспринимает изменения интенсивности света, наступающие при прохождении через окрашенные объекты, так как степень поглощения его разными микроструктурами объектов различна, и они выглядят контрастными (амплитудные объекты), а фазовые объекты не воспринимаются человеческим зрением.

Ф. Зернике предложил специальное устройство конденсора и объектива, которые превращают фазовые колебания света в амплитудные и объект становится контрастным, т.е. видимым.

Метод аноптрального контраста является дальнейшим развитием метода фазового контраста. Теоретические обоснования и конструктивные особенности аноптрального устройства не отличаются от обычной фазовоконтрастной установки.

Преимуществом аноптральной микроскопии является большая разрешающая способность объективов и возможность выявления минимальных оптических разностей плотности в неокрашенных препаратах.

Чем больше оптическая плотность объекта, тем светлее его изображение. Методика использования устройства не отличается от фазовоконтрастного.

Рис.17. Морфология клеток, освещённых по методу светлого поля (а) и Метод основан на том, что через объект проходит один из двух поляризованных лучей света, второй проходит мимо.

Наложение (интерференция) этих лучей приводит к получению изображения предмета, видимого как темное пятно на светлом фоне (если расстояние между двумя волнами двух поляризованных лучей равно целому числу волн) или как светлое пятно на фоне темного поля (если расстояние между двумя волнами равно нечетному числу полуволн). Препарат часто выглядит окрашенным вследствие резко выраженной разности оптических полей.

Поляризация луча в двух перпендикулярных плоскостях производится в интерференционном микроскопе поляризатором и призмой Волластона из кварца, расположенных в фокальной плоскости конденсора. Вторая призма Волластона собирает эти два луча в задней фокальной плоскости объектива.

Интерференционная микроскопия позволяет наблюдать живые объекты, а также получать количественные данные о сухом весе клеточных структур, концентрации сухого вещества и воды в клетке, толщине структур. Для этих целей служит компенсатор, расположенный в верхней части тубуса микроскопа. Он компенсирует разность хода волн, чем определяется величина сдвига фазы (отсчитывается по числу делений на барабане винта). О концентрации и весе сухого вещества судят по величине сдвига фазы.

Метод интерференционного контраста (интерференционная микроскопия) предполагает то, что каждый луч раздваивается, входя в микроскоп.

Один из полученных лучей направляется сквозь наблюдаемую частицу, другой — мимо неё по той же или дополнительной оптической ветви микроскопа.

В окулярной части микроскопа оба луча вновь соединяются и интерферируют между собой.

Метод интерференционного контраста сходен с методом фазового контраста — они оба основаны на интерференции лучей, прошедших через микрочастицу и миновавших её. Как и фазово-контрастная микроскопия, этот метод дает возможность наблюдать прозрачные и бесцветные объекты, но их изображения могут быть и разноцветными (интерференционные цвета). Оба метода пригодны для изучения живых тканей и клеток и применяются во многих случаях именно с этой целью. Метод интерференционного контраста часто применяют совместно с другими методами микроскопии, в частности с наблюдением в поляризованном свете. Его применение в сочетании с микроскопией в ультрафиолетовых лучах позволяет, к примеру, определить содержание нуклеиновых кислот в общей сухой массе объекта. К интерференционной микроскопии относятся также методы использования микроинтерферометров.

Метод основан на том, что луч света, поляризованный в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, испытывает неодинаковое лучепреломление в анизотропном материале, отчего создается запаздывание по фазе. Тогда говорят о двойном лучепреломлении.

Рис. 18. Поляризационный микроскоп для исследований и рутинных Поляризационная микроскопия – это метод наблюдения в поляризованном свете для микроскопического исследования препаратов, включающих оптически анизотропные элементы (или целиком состоящих из таких элементов). Таковыми являются многие минералы, зёрна в шлифах сплавов, некоторые животные и растительные ткани и пр. Оптические свойства анизотропных микрообъектов различны в различных направлениях и проявляются по-разному в зависимости от ориентации этих объектов относительно направления наблюдения и плоскости поляризации света, падающего на них.

Наблюдение можно проводить как в проходящем, так и в отражённом свете.

Свет, излучаемый осветителем, пропускают через поляризатор. Сообщенная ему при этом поляризация меняется при последующем прохождении света через препарат (или отражении от него). Эти изменения изучаются с помощью анализатора и различных оптических компенсаторов. Анализируя такие изменения, можно судить об основных оптических характеристиках анизотропных микрообъектов: силе двойного лучепреломления, количестве оптических осей и их ориентации, вращении плоскости поляризации, дихроизме.

Поляризация производится специальной линзой – поляризатором. По разнице хода поляризованных лучей судят о величине двойного лучепреломления. Его определяют с помощью компенсатора и анализатора, расположенных за объективом микроскопа. Величина двойного лучепреломления указывает на природу вещества, на ориентировку его частиц в пространстве.

В настоящее время для поляризационной микроскопии используются различные модели микроскопов.

Люминесцентная микроскопия (от лат. lumen – свет и escent – слабое свечение) основана на способности многих биологических объектов при освещении коротковолновыми лучами (синими, фиолетовыми, ультрафиолетовыми) поглощать их и испускать лучи с более длинной волной, видимые глазом человека.

Различают первичную и вторичную люминесценцию. Первичная люминесценция возникает при облучении необработанного объекта за счет его собственного свечения.

В оптическую схему микроскопа вводятся два светофильтра. Один из них помещают перед конденсором. Он пропускает от источника-осветителя излучение волн только тех длин, которые возбуждают люминесценцию либо самого объекта (собственная люминесценция), либо специальных красителей, введённых в препарат и поглощённых его частицами (вторичная люминесценция). Второй светофильтр, который установлен после объектива, пропускает к глазу наблюдателя (или на фоточувствительный слой) только свет люминесценции. В люминесцентной микроскопии используют освещение препаратов как сверху (через объектив, который в этом случае служит и конденсором), так и снизу, через обычный конденсор. Наблюдение при освещении сверху иногда называют «люминесцентной микроскопией в отражённом свете» (этот термин условен — возбуждение свечения препарата не является простым отражением света). Его часто используют совместно с наблюдением по фазово-контрастному методу в проходящем свете.

Метод нашел широкое применение в микробиологии, вирусологии, гистологии, цитологии, в пищевой промышленности, при исследовании почв, в микрохимическом анализе, в дефектоскопии. Такое многообразие применения объясняется очень высокой цветовой чувствительностью глаза и высокой контрастностью изображения самосветящегося объекта на тёмном нелюминесцирующем фоне. Кроме того, информация о составе и свойствах исследуемых веществ, которую можно получить, зная интенсивность и спектральный состав их люминесцентного излучения, имеет огромную ценность.

Не люминесцирующие объекты можно обработать специальными флюорохромами и также наблюдать люминесценцию, но это уже будет наведенная вторичная люминесценция. Она используется в микроскопии более часто.

К флюорохромам относят акридин желтый, акридин оранжевый, аурамин, флюоресцеин и др., которые при обработке ими препарата, локализуясь в теле микробной клетки, обнаруживаются при люминесцентной микроскопии.

Для проведения люминесцентной микроскопии используют микроскопы серии МЛ (1, 2, 3 МЛД – дорожный), «Люмам» (Р-1, Р-2, Р-3 – модели рабочего типа, И-1, И-2, И-3 – модели исследовательского типа), которые устанавливают в затемненной комнате на прочном столе, исключающем вибрацию. В комнате должна быть хорошая вентиляция, отводящая вредные газы от источника света, в качестве которого используют ртутно-кварцевые лампы сверхвысокого давления ДРШ-250, ДРШ-3 и другие.

Рис.19. Микроскоп люминесцентный дорожный МЛД- Люминесцентный микроскоп МЛД-1 предназначен для визуального наблюдения объектов в свете их люминесценции, возбуждаемой синефиолетовой областью спектра (длина волны 400-440 нм) и ультрафиолетовыми лучами длиной волны до 360 нм.

Микроскоп МЛД-1 применяется для работы в автолабораториях, но может быть использован и в обычных лабораториях.

Рис.20. Люминесцентный микроскоп Биомед 2ЛЮМ Люминесцентную микроскопию проводят с помощью иммерсионной системы, используя нефлюоресцирующее масло.

Преимуществами люминесцентной микроскопии являются: 1) цветное изображение; 2) высокая степень контрастности исследуемых объектов; 3) возможность изучения морфологии живых и убитых клеток микробов в питательных средах, тканях животных и растений; 4) возможность исследования различных жизненных процессов в динамике их развития; обнаружение и установление локализации отдельных бактерий и вирусов; 6) экспресс диагностика инфекционных болезней.

Люминесцентную микроскопию используют в двух основных методах:

флюорохромирования и флуоресцирующих антител (МФА) или реакции иммунофлюоресценции (РИФ).

Метод флюорохромирования осуществляют следующими способами:

1. На препарат-отпечаток или препарат-мазок наносят 1-2 капли рабочего раствора (1:10000) акридина оранжевого, накрывают покровным стеклом, на которое наносят каплю нефлюоресцирующего иммерсионного масла, и микроскопируют.

2. Препараты-мазки и препараты-отпечатки фиксируют 96О-ным этиловым спиртом 15-30 мин, можно охлажденным ацетоном (t -10- Со) в течение 5 минут или же другими веществами. После фиксации промывают дистиллированной водой, высушивают, накрывают покровным стеклом, наносят нефлюоресцирующее иммерсионное масло и подвергают микроскопии.

Метод простого флюорохромирования не позволяет дифференцировать возбудителей инфекционных болезней, поэтому с целью идентификации их применяют метод флуоресцирующих антител.

Сущность данного метода заключается в том, что антитела, меченые флюорохромом, сохраняют способность специфически реагировать с гомологичным антигеном, образуя комплекс антиген+антитело, который обнаруживают в поле зрения люминесцентного микроскопа.

Метод характеризуется высокой чувствительностью и специфичностью. МФА является экспресс-методом, позволяющим идентифицировать микроорганизмы в течение 2-3 часов непосредственно в исследуемом материале, без их выделения в чистой культуре.

Биологическая промышленность выпускает специфические флуоресцирующие сыворотки для диагностики многих бактериальных инфекций:

рожи свиней, листериоза, сальмонеллеза, кампилобактериоза и др. болезней.

МФА можно осуществлять в двух вариантах: прямом и непрямом.

При использовании прямого варианта, на слегка подсушенный препарат наносят 1-2 капли специфической сыворотки в рабочем разведении. Затем препарат помещают в чашки Петри с влажной фильтровальной бумагой на дне (влажная камера) и выдерживают в термостате при 37оС в течение 10мин. Промытые препараты-мазки ополаскивают дистиллированной водой, высушивают и микроскопируют.

Непрямой вариант состоит в том, что на препарат, содержащий антиген, наносят каплю диагностической немеченной сыворотки и выдерживают в термостате во влажной камере 15-30 минут, затем тщательно промывают 0,15 М раствором натрия хлорида для удаления несвязавшихся антител и подсушивают на воздухе. После этого на препарат наносят антивидовую люминесцирующую сыворотку против глобулинов того вида животного, от которого была получена помеченная сыворотка. Препарат повторно помещают в термостат во влажной камере на 15-30 минут, вновь промывают и микроскопируют.

Исследования в свете люминесценции. Метод основан на наблюдении микроскопических объектов с использованием их способности к свечению.

По сравнению с методами обычной микроскопии исследование в свете люминесценции обладает рядом преимуществ: цветное свечение, высокая степень контрастности светящихся объектов на темном фоне, возможность исследования как прозрачных, так и непрозрачных живых объектов, а также различных жизненных процессов в динамике их развития, обнаружения и установления локализации отдельных микробов и вирусов.

В медицинской микробиологии применяют два метода люминесцентной микроскопии: флюорохромирования и флуоресцирующих антител. Метод флюорохромирования почти не отличается от общеизвестных методов окрашивания анилиновыми красителями, хотя и требует меньше времени (доли минуты). В бактериологии этот метод применяется как метод люминесцентного выявления возбудителя туберкулеза, для диагностики таких инфекционных форм, как дифтерия, гонорея, возвратный тиф и др.

Фотолюминесценция представляет собой явление свечения объектов, которое возникает в результате поглощения объектом лучистой энергии.

Вследствие некоторых причин свет люминесценции обладает большей длиной волны, чем поглощенный (правило Стокса). Поэтому люминесценцию выгодно возбуждать либо ультрафиолетовыми лучами (300 — 400 нм), либо сине-фиолетовыми. В обоих случаях возникает свечение в цветовой гамме всего (или большей части) видимого спектра.

Этот вид люминесценции носит название наведенной (вторичной) в отличие от первичной — собственной флюоресценции, нередко проявляемой витаминами, многими пигментами, некоторыми жировыми веществами и антибиотиками, встречающимися в живых организмах, некоторыми продуктами нормального и патологического обмена.

Флюорохромы — красители, не вызывающие сильной окраски объектов в обычном свете, но флуоресцирующие при облучении ультрафиолетовыми лучами. Из синтетических флюорохромов наилучшие результаты дают акридин оранжевый, корифосфин, примулин, родамин, ФИТЦ (флюоресцеинизотиоцианат), которые обычно применяют в виде слабых водных растворов.

Основными элементами для получения падающего на объект света возбуждения и условий для наблюдения свечения объекта являются источник света, позволяющий выделить из широкого спектра излучения требуемую длину волны, и система светофильтров.

Различается четыре группы светофильтров:

1. светофильтры возбуждения служат для выделения из общего потока излучения источника света тех лучей, которые обеспечат возбуждение и свечение объекта; устанавливаются в ветви осветителя;

2. запирающий светофильтр служит для срезания света возбуждения и пропускания только света люминесценции; устанавливается в наблюдательной ветви;

3. сменные фильтры разные по назначению: фильтры для защиты глаз от попадания красных и инфракрасных лучей, а также теплозащитные фильтры; в отечественных микроскопах применяются фильтры из стекла БС8 для предохранения объектов от выцветания;

4. светоделительная пластина служит для разделения падающего на объект светового потока (направление света от источника через объектив на объект) и светового потока, формирующего изображение (пропускание света, отразившегося от объекта и прошедшего через объектив).

Светоделительная пластина обеспечивает необходимое спектральное разделение света возбуждения и света люминесценции: отражает 90% света в спектральной области возбуждения люминесценции (400— нм) и пропускает 90% света в спектральной области люминесценции объекта (500—700 нм).

На корпусе направляющей с пластиной обычно маркируется условное наименование, соответствующее спектральной области пропускаемого в систему наблюдения света, т.е. цвету люминесценции объекта. В отечественной практике люминесцентных микроскопов чаще всего используются три направляющие с пластинами «ЗЕЛЕНАЯ», «ЗЕЛЕНАЯ-2», «КРАСНАЯ». Светофильтры обеспечивают оптимальные условия для возбуждения люминесценции наиболее распространенных в практической работе флюорохромов:

акридинового оранжевого, флюоресцеинаизотиоцианата (ФИТЦ), родамина и др., которые возбуждаются фиолетовым, синим, голубым или зеленым светом. Направляющая с пластиной «ГОЛУБАЯ» обеспечивает наблюдение голубой люминесценции при возбуждении длинноволновым ультрафиолетовым излучением с Хтах = 365 нм.

В таблице 3 приведены рекомендуемые сочетания светофильтров и пластин для отечественных люминесцентных микроскопов при использовании в процессе микроскопирования различных флюорохромов.

В настоящее время наиболее распространенным флюорохромом является ФИТЦ. Для изучения различных препаратов, окрашенных ФИТЦ, применяется пластина «ЗЕЛЕНАЯ-2» со светофильтром возбуждения « 450— 480» и отрезающим светофильтром «ОС11-2» или « 520—560».

Если применяется светофильтр « 520—560», то он из общего излучения люминесцирующего объекта пропускает только зеленую часть спектра, характерную для специфической люминесценции ФИТЦ. Если в препарате есть желтая или оранжевая люминесценция, то такая часть спектра светофильтром « 520—560» срезается. В случае, когда необходимо увидеть как зеленую, так и желтую люминесценцию, в качестве отрезающего светофильтра применяется ОС 11-2. Для уменьшения собственной люминесценции оптики со всеми пластинками, кроме «ГОЛУБОЙ», применяется светофильтр БС8-3.

Рекомендуемые сочетания светофильтров и пластин при использовании различных флюорохромов Направ- Спектральные ха- Рекомендуемые свето- Пример ляющая рактеристики свето- фильтры (марка, нм) флюорохрома Надписи на оправах светофильтров соответствуют маркам стекол, из которых сделаны светофильтры, и их толщине. Например, ФС1-8 означает, что светофильтр сделан из стекла ФС1 толщиной 8 мм. Разная толщина позволяет методом подбора выбрать такой фильтр, который обеспечит при имеющейся окраске и интенсивности свечения объекта наиболее удобное для анализа изображение.

Люминесцентные объективы технологически выполняются из стекла и клея, не вносящих дополнительной собственной люминесценции. В противном случае в изображение вносится дополнительный светлый фон, уменьшающий интенсивность свечения объекта. Для наблюдения свечения различной интенсивности желательно использовать объективы с увеличенной числовой апертурой (10×0,40; 40×0,75; 100×1,40) и с повышенным светопропусканием.

В настоящее время существуют образцы так называемых универсальных микроскопов (рис. 21).

Рис.21. Универсальный микроскоп Axioplan 2 imaging (Zeiss GmbH) Вышеуказанный образец микроскопа предназначен для телемедицины, а его базовая модель — для лазерных сканирующих микроскопов. Управление микроскопом производится с компьютера при помощи программ AxioVision.

Основные возможности микроскопа:

• установка в ход лучей рабочего объектива и светоделительных • настройка освещения по Кёлеру • управление сканирующим столом • установка в ход лучей светоделительных элементов (люминесценция, поляризация, отраженный свет) Микроскоп позволяет работать в режиме светлого и темного поля, фазового контраста, поляризованного света, дифференциально-интерференционного контраста, люминесценции.

17. Новые возможности современных микроскопов В настоящее время существуют новые эргономичные лабораторные микроскопы для клинических и лабораторных исследований с «бесконечной» оптикой, обеспечивающие максимальный комфорт, поднимающие клиническую микроскопию на новую высоту. Подобные микроскопы сочетают в себе конструкторские, и эргономические решения, позволяющие практически полностью исключить усталость лаборанта даже при длительной работе. Новая рукоятка управления перемещением предметного столика, остающаяся всегда в одном и том же положении и эргономичный окулярный тубус с настройкой угла наклона и выноса окуляров обеспечивают идеальное положение оператора.

Испытанная и надежная система «бесконечной» оптики обеспечивает не только оптимальное функционирование оптических узлов микроскопа, но и дает пользователю большую свободу при выборе дополнительных аксессуаров для решения широкого круга исследовательских задач.

Микроскоп Nikon Eclipse 55i (рис. 22.) обладает следующими возможностями:

• оснащен новым диодным (LED) источником «холодного» света, наиболее подходящим для микроскопии по методу светлого поля;

• не происходит отклонения цветовой температуры даже при изменении яркости • диодный принцип «холодного» освещения исключает расфокусировку из-за деформаций, вызванных нагревом системы, при использовании обычных ламп накаливания • обеспечивается равномерность освещения при смене увеличений при использовании цитодиагностического модуля Ergo-View • низкое потребление электроэнергии при большом сроке работы • дополнительная литиевая аккумуляторная батарея обеспечивает независимость системы от источника электроэнергии и мобильность Новая концепция «холодного» освещения (55i). Модель 55i, использующая в качестве источника света диодный (LED) элемент, является идеальным решением для светлопольной микроскопии, т.к. цветовая температура не меняется даже при изменении яркости, а не требуется установка балансирующих цвет светофильтров. Осветитель не генерирует тепловую энергию и инфракрасное излучение, что позволяет исключить искажение изображений, вызываемых нагревом оптических частей микроскопа, и уменьшить усталость глаз оператора. Микроскоп содержит новый специальный DSC-порт для комфортной видеомикроскопии. При использовании нового DSC-порта впервые возможно документировать изображения и использовать эргономичный окулярный тубус.

Микроскоп обеспечивает кристально чистые изображения благодаря новой «бесконечной» оптике CFI60. Новая оптическая система CFI60 сочетает в себе обновленную оптику CF и «бесконечную» оптическую систему построения изображения с парфокальным расстоянием 60 мм, что позволяет получать удивительно четкие и яркие изображения при больших рабочих расстояниях и числовых апертурах. Оптика, разработанная в рамках технологии CFI60, идеально подходит как для наблюдения, так и для документирования изображений. Конструкторами компании Nikon разработан новый эргономичный окулярный тубус с регулируемым углом наклона окуляров в диапазоне от 10° до 30°, регулируемым выносом окуляров до 40 мм. Такая конструкция обеспечивает комфортное положение операторов во время работы независимо от их индивидуальных анатомических особенностей и используемых в системе промежуточных модулей. Рукоятка управления перемещением предметного столика всегда остается в одном положении независимо от перемещения самого столика. Коаксиальная рукоятка механизма грубой и точной фокусировки и рукоятка механизма перемещения предметного столика располагаются на равном расстоянии от оператора и позволяют выполнять манипуляции одной рукой, находясь в естественной позе без напряжения плечевого сустава. Благодаря низкому расположению элементов управления, руки исследователя удобно лежат на столе во время работы. Высота и усилие вращения рукоятки управления перемещением предметного столика могут быть настроены пользователем по его желанию. Микроскоп содержит новый уникальный механизм быстрой рефокусировки. Предметный столик может быть опущен для смены образцов простым нажатием на него. Затем предметный столик автоматически возвращается в исходное положение. Благодаря этому не требуется заново фокусироваться на образце при его смене, что существенно увеличивает производительность.

Новое покрытие поверхности предметного столика «Alumite» увеличивает его прочность и гладкость поверхности, тем самым предотвращается появление царапин при частой смене предметных стекол. Наиболее часто используемые элементы управления и переключатели для настройки полевой диафрагмы и интенсивности освещения сконцентрированы справа в нижней части микроскопа. Такая компоновка позволяет минимизировать перемещение руки оператора и не отвлекает его от наблюдения образцов.

Новый уникальный цитодиагностический модуль Ergo-View разработан для более комфортной работы с цитологическими образцами. Установленный на микроскопы серии 50i/55i, он позволяет производить быструю смену увеличения с 10х на 40х нажатием на одну клавишу пульта управления.

Быстрая и аккуратная моторизованная смена увеличения нажатием одной клавиши уникальный тихий, не создающий вибраций механизм смены увеличений обеспечивает превосходную парфокальность и исключает расфокусировку специальный картридж с быстро высыхающими чернилами позволяет быстро отметить интересующую область образца быстрая смена предметных стекол возможна при использовании специального одноместного держателя образцов смена увеличений между 10х и 40х производится простым нажатием клавиши.

Электронный микроскоп – вакуумный электронно-оптический прибор.

Он позволяет видеть такие мелкие детали, которые находятся вне разрешающей способности светового или люминесцентного микроскопа. Электронный микроскоп – это прибор, который широко применяется в научных исследованиях строения вещества, особенно в таких областях науки, как биология и физика твердого тела.

Полезное увеличение современных электронных микроскопов равно млн раз, но чаще используют увеличение до 600000.

Источником «света» в электронном микроскопе служит пучок электрически ускоренных до больших энергий (30 – 100 КэВ и более) частиц – электронов. Длина волны потока электронов составляет 0,0055 – 0,0039 нм, что и было учтено при конструировании электронных микроскопов.

Электронный микроскоп — прибор для наблюдения и фотографирования многократно (до 106 раз) увеличенного изображения объектов, в котором вместо световых лучей используются пучки электронов, ускоренных до больших энергий (30 — 100 КэВ и более) в условиях глубокого вакуума. Физические основы корпускулярно-лучевых оптических приборов были заложены в 1834 (почти за сто лет до появления Э. м.) У. Р. Гамильтоном, установившим существование аналогии между прохождением световых лучей в оптически неоднородных средах и траекториями частиц в силовых полях.

Целесообразность создания Э. м. стала очевидной после выдвижения в гипотезы о волнах де Бройля, а технические предпосылки были созданы немецким физиком X. Бушем, который исследовал фокусирующие свойства осесимметричных полей и разработал магнитную электронную линзу (1926).

В 1928 немецкие учёные М. Кнолль и Э. Руска приступили к созданию первого магнитного просвечивающего Э. м. (ПЭМ) и спустя три года получили изображение объекта, сформированное пучками электронов. В последующие годы (М. фон Арденне, Германия, 1938; В. К. Зворыкин, США, 1942) были построены первые растровые Э. м. (РЭМ), работающие по принципу сканирования (развёртывания), т. е. последовательного от точки к точке перемещения тонкого электронного пучка (зонда) по объекту. К середине 1960-х гг.

РЭМ достигли высокого технического совершенства, и с этого времени началось их широкое применение в научных исследованиях. ПЭМ обладают самой высокой разрешающей способностью (PC), превосходя по этому параметру световые микроскопы в несколько тыс. раз. Т. н. предел разрешения, характеризующий способность прибора отобразить раздельно мелкие максимально близко расположенные детали объекта, у ПЭМ составляет 2 — 3. При благоприятных условиях можно сфотографировать отдельные тяжёлые атомы. При фотографировании периодических структур, таких как атомные плоскости решёток кристаллов, удаётся реализовать разрешение менее 1 А.

Столь высокие разрешения достигаются благодаря чрезвычайно малой длине волны де Бройля электронов. Оптимальным диафрагмированием удаётся снизить сферическую аберрацию объектива (влияющую на PC Э. м.) при достаточно малой дифракционной ошибке. Эффективных методов коррекции аберраций в Э. м. не найдено. Поэтому в ПЭМ магнитные электронные линзы (ЭЛ), обладающие меньшими аберрациями, полностью вытеснили электростатические ЭЛ. Выпускаются ПЭМ различного назначения. Их можно разделить на 3 группы: Э. м. высокого разрешения, упрощённые ПЭМ и Э. м.

с повышенным ускоряющим напряжением.

ПЭМ с высокой разрешающей способностью (2 — 3 А) — как правило, универсальные приборы многоцелевого назначения. С помощью дополнительных устройств и приставок в них можно наклонять объект в разных плоскостях на большие углы к оптической оси, нагревать, охлаждать, деформировать его, осуществлять рентгеновский структурный анализ, исследования методами электронографии и пр. Ускоряющее электроны напряжение достигает 100 — 125 КэВ, регулируется ступенеобразно и отличается высокой стабильностью: за 1 — 3 мин оно изменяется не более чем на 1 — 2 миллионные доли от исходного значения. Схематическое изображение типичного ПЭМ описываемого типа приведено на рис. 23.

— просвечивающий (трансмиссионный) микроскоп – используют проходящие через объект пучки электронов (разрешающая способность – 0,2 – 0, нм и более до 0,1 нм) — эмиссионный электронный микроскоп – предназначен для изучения массивных, непрозрачных для электронов объектов; изображения получают с помощью электронов, испускаемых образцом ионами или электронами (разрешающая способность 20 – 30 нм) — растровый (сканирующий) электронный микроскоп – позволяет исследовать прозрачные и непрозрачные для электронов объекты, на которые направляется тонкий пучок электронов, непрерывно обегающий (сканирующий) участок поверхности объекта (разрешающая способность 3 – 20 нм).