Современная микроскопия: оборудование для исследований

В лабораторных исследованиях, клинической диагностике или высокотехнологичном производстве сложно обойтись без качественного современного микроскопа с достаточными показателями увеличения. Тем более, к лабораторной технике в наши дни предъявляются особенные требования.

Основные виды микроскопов и их назначение

  1. Фазово-контрастный микроскоп. Оборудование также именуют аноптральным. Используется при проведении исследований объектов, не имеющих цвета (прозрачных), которые в светлом поле не видны. Применяются в том случае, если окрашивание таких объектов запрещено, поскольку в образцах могут появиться аномальные изменения, и исследование будет неточным.
  2. Интерференционный микроскоп. Микроскопическое оборудование применяется для изучение объектов, в которых показатели преломления света стремятся к нулю, а сами образцы имеют особо малую толщину.
  3. Бинокулярный микроскоп. Также именуется стереомикроскопом. Особый вид оборудования, которое позволяет получить объемное изображение объектов микроскопических размеров. Бинокулярный микроскоп обеспечивает исследователю стереоскопическое зрение. Оборудование не следует путать с обычными микроскопами, на которые можно установить специальную бинокулярную насадку, поскольку такая насадка получить стереоизображение не позволяет.
  4. Ультрафиолетовый микроскоп Также именуют инфракрасным. Оборудование используется для исследования образцов на соответствующем инфракрасном или ультрафиолетовом участке светового спектра. Оборудование данного типа оснащается особым флюоресцентным экраном. Через объектив микроскопа можно получить изображение на экране. В микроскопе также установлена специальная фотокамера, характеризующаяся чувствительностью к особым типам излучения. Ультрафиолетовый микроскоп позволяет получить достаточно высокие показатели разрешения – большие, чем обычно получают в световом спектре, поскольку длина волны ультрафиолетового спектра составляет порядка 400-250 нм. Оборудование дает возможность рассматривать и исследовать те объекты, которые не показывает обычный световой микроскоп.
  5. Поляризационный микроскоп. Оборудование позволяет изучать строение образований и тканей в живом организме при особом поляризованном свете. Данный вид освещения дает возможность выявить те анизотропии (неоднородности) структуры тканей, которые при обычном световом изучении не поддаются обнаружению. В поляризационном микроскопе используется специальная пластинка-поляризатор. Проходя через такую пластину луч света направляется в заданной плоскости распространения волн. При взаимодействии со структурами объекта поляризованный свет видоизменяется. Это позволяет увидеть контраст структур. Оборудование часто применяется при проведении исследований биологического характера, используется в процессе шлифовки костей, зубов, при изучении крови и проведении гистологических исследований.
  6. Люминесцентный микроскоп. Оборудование, которое предназначено для изучения объектов, обладающих люминесцирующими свойствами. Исследование проводится с использованием освещения объектов при помощи ультрафиолетового излучения. Фотографируя или исследуя образцы в определенном свете, можно тщательно изучить структуру образцов люминесцирующих объектов. Микроскопическое оборудование данного типа широко используется сегодня при проведении иммунологических и микробиологических исследований, применяется в гистологии и гистохимии.
  7. Электронный микроскоп. Данный микроскоп купить необходимо в том случае, если возникает необходимость в изучении сверхтонких структур, обнаружить которые под обычным микроскопом не представляется возможным. В электронных микроскопах имеется особое разрешение, обусловленное как явлениями дифракции, так и наличием некорригируемых электронных линз с разными показателями аберрации. Наводка электронного микроскопа осуществляется посредством диафрагматирования. В них используются небольшие апетуры электронных пучков.

Принцип работы электронного микроскопа

В устройство электронного микроскопа входит вольфрамовая нить, через которую проходит ток, нагревающий ее и вызывающий эмиссию электронов. Высокое отрицательное напряжение, прилагаемое к нити, обеспечивает значительную разность величины потенциалов между вольфрамовой нитью и заземленной пластиной анода.

Разность потенциалов приводит к ускорению движения электронов по направлению к аноду. При этом часть электронов проходит через отверстие в центре анода (центральную апертуру) и формирует электронный луч, направленный вниз по колонне микроскопа.

Данный луч фокусируется первой (конденсорной) магнитной линзой и освещает исследуемый препарат[2].

Основная масса электронов проходит через исследуемый объект без отклонения, но часть их подвергается рассеиванию тяжелыми атомами объекта и выбивается из общего электронного луча. Чем плотнее структура объекта, тем сильнее рассеивание лучей. В результате формируется структура выходящего луча, способная при повторной фокусировке преобразоваться в изображение исследуемого объекта[2].

Электроны, прошедшие сквозь объект, фокусируются второй магнитной линзой (объективной). Она и создает увеличенное изображение, которое увеличивается третьей (проекционной) магнитной линзой, а затем проецируется на экран с люминофорным покрытием[2].

Чаще всего вирусы фотографируют при увеличении в 20–50 тысяч раз. При печати фотографии есть возможность увеличить изображения ещё в несколько раз[2].

Физические основы метода

Одним из широко распространенных методов неразрушающего контроля является сканирующая акустическая микроскопия. Данная технология позволяет при помощи акустических волн получать изображения микроскопических объектов и быстро проводить анализ на наличие возможных скрытых дефектов, не разрушая структуру образца.

Метод акустической микроскопии основан на том, что любой материал обладает собственным акустическим сопротивлением. Удельное акустическое сопротивление — величина, показывающая сопротивление материала при смещении частиц материала под воздействием звуковой волны, определяется как произведение плотности материала на скорость звука в нем:

Z=ρ⋅c,

где:

  • Z — удельное акустическое сопротивление;
  • ρ — плотность материала;
  • с — скорость звука в материале.

Граница раздела между двумя материалами с различным удельным акустическим сопротивлением называется акустическим интерфейсом. При попадании звукового импульса в акустический интерфейс часть звуковой энергии отражается, а часть — проходит сквозь границу раздела. Потери энергии между материалом 1 и материалом 2 рассчитываются по формуле:

где:

  • Z2 — удельное акустическое сопротивление материала 1;
  • Z2 — удельное акустическое сопротивление материала 2.

Чем больше разница сопротивлений акустического интерфейса, тем больше амплитуда отклика звукового сигнала и тем выше контраст изображения. Именно это свойство делает метод акустической микроскопии наиболее предпочтительным для обнаружения пустот, трещин и расслоений в материале, поскольку разница акустических сопротивлений на границе «твердый материал — воздушная полость» настолько велика, что в этих областях акустический сигнал полностью отражается. В результате полость в материале отчетливо видна по контрастности изображения.

Особенности эксплуатации

Как и любой прибор с оптической схемой, конденсор темного поля требует очень бережного отношения. Любой удар может повредить внутреннюю линзовую систему, а неаккуратное движение — оставить царапины на оптических поверхностях. Поэтому конденсор рекомендуется устанавливать на микроскоп только для проведения исследований, а в остальное время хранить в защищенном футляре. Пыль, грязь и жир следует удалять ватой или мягкой тряпочкой, слегка смоченной ксилолом или бензином. Если вы впервые приобретаете конденсор, рекомендуем при его получении проверить сохранность упаковки и наличие пломб. Обычно на корпусе выгравированы шифр, показатель апертуры, товарный знак изготовителя и порядковый номер изделия.

Обратите внимание, что темнопольный конденсор не рассчитан на эксплуатацию при отрицательных температурах, оптимальный температурный диапазон составляет от +10 до +35 °C, поскольку преломляющие свойства иммерсионной жидкости меняются за пределами указанного температурного диапазона.

В интернет-магазине «Четыре глаза» вы можете выбрать и купить темнопольный микроскоп, а также конденсор темного поля.

Ноябрь 2015

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт

Читайте также:  Аллергия на лбу: симптомы, лечение, причины

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.