Мікроскоп — Вікіпедія
Сучасний бінокулярний мікроскопМікроско́п — прилад для розглядання дрібних, невидимих для неозброєного ока, предметів у збільшеному зображенні.
Історично першим приладом, який використовувався з такою метою був оптичний мікроскоп, дія якого базується на заломленні світла системою лінз. Оптичний мікроскоп дає збільшення до 3000 разів. У електронному мікроскопі, винайденому в 30-х роках 20 ст., збільшене зображення одержують за допомогою пучків електронів. Він дає збільшення в десятки і сотні тисяч разів. Винайдені у 80-х роках 20 ст. атомний силовий мікроскоп та тунельний мікроскоп дозволяють розглядати зображення об’єктів ядерного масштабу — окремі атоми й молекули. Хід променів в мікроскопі відбивається від дзеркальної поверхні нижче спостережуваного об’єкта, проходить крізь досліджуваний об’єкт, входить до об’єктів мікроскопа, збільшується за рахунок лінзи і окуляра, і тоді ми побачимо збільшене зображення. А окуляром ми регулюємо чіткість.
На початку XVII ст. по всій Європі використовувались перші мікроскопи. Благородних учених заворожувала можливість збільшити всесвіт крихітного.
У 1665 році англійський учений Роберт Гук відкрив крихітні розділи, які назвав клітинами, бо вони йому нагадали схожі на клітки келії монахів. Це спостереження Гука відкрило шлях до відкриття спершу мікроорганізмів, а потім дало усвідомити таємницю всього живого.
Антоні ван Левенгук — голландський торговець — був зачарований наукою. Дізнавшись про мікроскоп Гука, він вирішив створити свій. Він власноручно зробив мікроскоп, який складався з двох латунних пластин і маленького шматочка скла, що виконує роль лінзи. Щоб працювати з ним треба покласти зразок на вістря голки. Ви якомога сильніше наближаєте око до лінзи, тож можете бачити вістря голки і покласти туди зразок: комаху, чи ще щось. У 1675 році ван Левенгук використовував такий мікроскоп для дослідження краплі води, коли побачив щось надзвичайне: світ повний істот, яких ніхто ніколи не бачив — мікроорганізмів. В мікроскопа був механічний предметний столик, засіб для фокусування, все те, що потрібно для дослідження зразка і воно працює.
Оптичний мікроскоп — мікроскоп, в конструкції якого використовується набір лінз, які при перегляді збільшують зображення дрібних об’єктів. Побудоване за допомогою лінз зображення проектується в окуляр. Освітлення об’єктів, що розглядаються, відбувається за допомогою невеликого рухомого дзеркальця, яке кріпиться під предметним столиком. Такий тип мікроскопів є традиційним, а також він простий у виготовленні і використанні. Оптичні мікроскопи діляться на монокулярні, бінокулярні, залежно від кількості окулярів і способу перегляду зображення.
Цифровий мікроскоп — мікроскоп, в якому зображення отримують за допомогою вбудованої електронної відеокамери (на основі ПЗЗ або КМОН-сенсора). У таких мікроскопах, як правило, не передбачені окуляр для спостереження за об’єктами людським оком. Саме ж зображення виводиться на екран. Залежно від типу виведення зображення розрізняють USB-мікроскопи і ТБ-мікроскопи.
Тринокулярні мікроскопи являють собою суміш оптичного і цифрового типів мікроскопа. У них, крім двох стандартних оптичних окулярів, є третій окуляр для зйомки процесу на спеціальну відеокамеру, спостереження і виведення цифрового зображення на екран.
Флуоресцентний мікроскоп — спеціалізований оптичний мікроскоп, призначений для вивчення властивостей або неорганічних речовин з використанням явища флуоресценції (люмінесценції). При цьому можливо проводити дослідження зразків під дією УФ-випромінювання в прохідному або відбитому освітленні. Флуоресцентний мікроскоп складається з джерела світла, збудливого флуорофору; детектора, що реєструє випромінювання флуорофора; і оптичної системи, яка забезпечує фокусування світла і збільшення об’єкта.
Електронний мікроскоп — надпотужний прилад, який використовує, на відміну від оптичного мікроскопа, замість світлового потоку, пучок електронів. Такий тип мікроскопів набагато потужніший за звичайні світлові мікроскопи, а роздільна здатність вище в 1000—10 000 разів.
Стереомікроскоп — спеціалізований тип мікроскопів, який дає об’ємне зображення спостережуваного об’єкта. Стереомікроскопи використовуються для більш точного визначення форми, розмірів, будови і багатьох інших характеристик мікрооб’єктів. Стереомікроскопи бувають аналоговими або цифровими.
Рентгенівський мікроскоп — пристрій для дослідження дуже малих об’єктів, розміри яких порівнянні з довжиною рентгенівської хвилі. Заснований на використанні електромагнітного випромінювання з довжиною хвилі від 0,01 до 1 нанометра.
Скануючий зондовий мікроскоп — клас мікроскопів для отримання зображення поверхні і її локальних характеристик. Процес побудови зображення заснований на скануванні поверхні зондом. У загальному випадку дозволяє отримати тривимірне зображення поверхні (топографію) з високою роздільною здатністю. Поділяються на такі основні типи:
- Атомно-силовий мікроскоп — мікроскоп, що дозволяє отримувати зображення поверхні об’єктів із роздільною здатністю порядку кількох нанометрів та маніпулювати наноскопічними об’єктами, наприклад, окремими молекулами.
- Тунельний мікроскоп — мікроскоп, що дозволяє отримувати зображення поверхні твердих тіл практично на атомному рівні за рахунок тунелювання електронів.
- Ближньопольний оптичний мікроскоп — тип мікроскопів, що забезпечує роздільну здатність краще, ніж у звичайного оптичного мікроскопа. Підвищення роздільності досягається детектуванням розсіювання світла від досліджуваного об’єкта на відстанях менших, ніж довжина хвилі світла.
Будова мікроскопа. Схема, опис, параметри мікроскопів
Світловий мікроскоп — це оптичний інструмент, призначений для дослідження об’єктів, невидимих неозброєним оком. Світлові мікроскопи можна розділити на дві основні групи: біологічні та стереоскопічні. Біологічні мікроскопи також часто називають лабораторними, медичними — це мікроскопи для дослідження тонких прозорих зразків у світлі, що проходить. Біологічні лабораторні мікроскопи мають велике збільшення, найбільш поширене — 1000х, але деякі моделі можуть мати збільшення до 1600х.
Стереоскопічні мікроскопи використовують для дослідження непрозорих об’ємних об’єктів (монет, мінералів, кристалів, електросхем і тд.) у відбитому світлі. Стереоскопічні мікроскопи характеризуються невеликим збільшенням (20х, 40х, деякі моделі – до 200х), але при цьому вони створюють об’ємне (тривимірне) зображення об’єкта дослідження. Цей ефект дуже важливий, наприклад, під час дослідження поверхні металу, мінералів і каменів, оскільки дозволяє виявити заглиблення, тріщини та інші елементи структури.
У даній статті ми більш детально розглянемо будову біологічного лабораторного мікроскопу, для чого розглянемо окремо оптичну, механічну і освітлювальну системи мікроскопа.
1. Окуляр
2. Насадка
3. Штатив
4. Основа
5. Револьверна головка
6. Об’єктиви
7. Координатний столик
8. Предметний столик
9. Конденсор з ірисовою діафрагмою
10. Освітлювач
11. Перемикач (вкл./вимк.)
12. Гвинт макрометричного (грубого) фокусування
13. Гвинт мікрометричниго (точного) фокусування
Оптична система мікроскопа
Оптична система мікроскопа складається з об’єктивів, розташованих на револьверній голівці, окулярів, а також може включати в себе призмовий блок. За допомогою оптичної системи власне і відбувається побудова зображення зразка дослідження на сітківці ока. Тому важливо звертати увагу на якість оптики, що використовується в оптичній конструкції мікроскопа. Зауважимо, що зображення, отримане за допомогою біологічного мікроскопа, — перевернуте.
Збільшення мікроскопа можна розрахувати за формулою:
ЗБІЛЬШЕННЯ = ЗБІЛЬШЕННЯ ОБ’ЄКТИВА Х ЗБІЛЬШЕННЯ ОКУЛЯРА.
Сьогодні у багатьох дитячих мікроскопах використовується лінза Барлоу, з коефіцієнтом збільшення 1.6 х або 2х. Її застосування дозволяє додатково плавно підвищити збільшення мікроскопа понад 1000крат. Користь від такої лінзи Барлоу вельми сумнівна. Її практичне застосування призводить до істотного погіршення якості зображення, і в рідкісних випадках може виявитися корисним. Але виробники дитячих мікроскопів успішно використовують її в якості маркетингового ходу з метою просування своєї продукції, адже часто батьки, досконально не розібравшись у технічних параметрах мікроскопа, вибирають його за хибним принципом «чим більше збільшення, тим краще». І, звичайно ж, жоден професійний лабораторний мікроскоп не буде мати в комплекті такої лінзи, що безперечно погіршує якість зображення. Для зміни збільшення в професійних мікроскопах використовується виключно комбінація різних окулярів і об’єктивів.
У разі наявності лінзи Барлоу формула розрахунку збільшення мікроскопа приймає наступний вигляд:
ЗБІЛЬШЕННЯ = ЗБІЛЬШЕННЯ ОБ’ЄКТИВА Х ЗБІЛЬШЕННЯ ОКУЛЯРА Х КОЕФІЦІЄНТ ЗБІЛЬШЕННЯ ЛІНЗИ БАРЛОУ.
Механічна система мікроскопа
Механічна система складається з тубуса, штатива, предметного столика, механізмів фокусування, револьверної головки.
Механізми фокусування використовують для фокусування зображення. Гвинт грубого (макрометричного) фокусування використовують під час роботи з малими збільшеннями, а гвинт точного (мікрометричного) фокусування – під час роботи з великими збільшеннями. Дитячі і шкільні мікроскопи, зазвичай, мають тільки грубе фокусування. Однак, якщо Ви обираєте біологічний мікроскоп для лабораторних досліджень, наявність тонкого фокусування є обов’язковою. Зверніть увагу, на малюнку наведено приклад біологічного мікроскопа з роздільними точним і грубим фокусуванням, при цьому в залежності від конструктивних особливостей багато мікроскопів можуть мати коаксіальні гвинти макро — і мікрометричного регулювання фокуса. Зазначимо, що стереомікроскопи мають тільки грубе фокусування.
В залежності від конструктивних особливостей мікроскопа фокусування може здійснюватися переміщенням предметного столика у вертикальній площині (вгору/вниз) або тубуса мікроскопа з його оптичним блоком також у вертикальній площині.
На предметному столику розміщується досліджуваний об’єкт. Існує кілька видів предметних столиків: нерухомий (стаціонарний), рухливий, координатний та інші. Найбільш комфортним для роботи є саме координатний столик, за допомогою якого Ви можете переміщати досліджуваний зразок в горизонтальній площині по осях Х і У.
На револьверній голівці розташовані об’єктиви. Повертаючи її, Ви можете вибирати той чи інший об’єктив, і таким чином змінювати збільшення. Недорогі дитячі мікроскопи можуть бути оснащені незмінними об’єктивами, у той час як у професійних біологічних мікроскопах використовуються змінні об’єктиви, що вкручуються в револьверну голівку за стандартною різьбою.
В тубус мікроскопа вставляється окуляр. У випадку бінокулярної або тринокулярної насадки є можливість регулювання міжзіничної відстані та корекції діоптрій для адаптації під індивідуальні анатомічні особливості спостерігача. У випадку дитячих мікроскопів в тубус спочатку може бути встановлена «шкідниця» лінза Барлоу, а вже в неї — окуляр.
Освітлювальна система мікроскопа
Освітлювальна система складається з джерела світла, конденсора та діафрагми.
Джерело світла може бути вбудоване або зовнішнє. Біологічні мікроскопи мають нижнє підсвічування. Стереоскопічні мікроскопи можуть бути оснащені нижнім, верхнім і бічним підсвічуванням для різних типів освітлення препаратів. Дитячі біологічні мікроскопи можуть мати додаткове верхнє (бічне) підсвічування, практичне застосування якої, насправді, як правило, є безглуздим.
За допомогою конденсора та діафрагми можна регулювати освітлення препарату. Конденсори бувають однолінзові, дволінзові, трьохлінзові. Піднімаючи або опускаючи конденсор, Ви відповідно конденсуєте або розсіюєте світло, що потрапляє на зразок. Діафрагма може бути ірисовою з плавною зміною діаметра отвору або ступінчастою з декількома отворами різних діаметрів. Так зменшуючи або збільшуючи діаметр отвору, Ви відповідно обмежуєте або збільшуєте потік світла, що падає на досліджуваний об’єкт. Також відзначимо, що конденсор може бути оснащений фільтротримачем для установки різних світлофільтрів.
На цьому можна закінчити перше знайомство з мікроскопом. Сподіваємося, що вище викладений матеріал допоможе Вам визначитися з вибором мікроскопа для Ваших цілей.
Автор статті: Галина Цехмістро
Купити мікроскоп з доставкою в Києві, Харкові або будь-яке інше місто України Ви можете в нашому магазині OpticalMarket, попередньо отримавши професійну консультацію у наших фахівців.
Поговорим о микроскопах / Хабр
Помнится, в далеком детстве мне подарили микроскоп «Натуралист» – игрушечный, но таки дающий фиксированное увеличение аж в шестьдесят раз. Состоял он из одной трубки, закрепляемой на пластмассовом футляре, одновременно играющим роль основания. Сколько интересных вещей тогда было пересмотрено через окуляр, подсвеченный тусклым зеркальцем – от листьев водорослей до целого таракана…Рис. 1. Детский микроскоп «Натуралист» (за неимением лучшего — фото с торговой площадки)
С тех пор прошло более тридцати лет, но о детском увлечении я не забыл. И вот однажды под влиянием приступа ностальгии я решил купить себе такую же игрушку, только чуть посовременнее. Но первый же взгляд на соответствующий раздел Интернет-площадки показал: чего-то я в этой жизни не понимаю. От обилия самый разных устройств, описываемых одним и тем же словом «микроскоп», просто рябило в глазах. И вот вместо пары быстрых щелчков мышкой пришлось плотно сесть и разобраться хотя бы в самых азах современной микроскопии. Результаты ниже.
Предупреждение: обзор не претендует на исчерпывающее описание и рассчитан на энтузиастов-любителей, интересующихся предметом для себя или для детей. Статья не содержит никакой теории, связанной с оптикой, ее в избытке хватает в других материалах.
Типы микроскопов
Существует довольно много самых разных задач, в которых необходимо детально рассмотреть мельчайшие детали объектов – от драгоценных камней и монет до внутренностей живой клетки. От того, что и как нам нужно увидеть, сильно зависят и применяемые методы. Оставим сейчас за кадром самые мелкие объекты типа вирусов или молекулярной структуры вещества и сосредоточимся на более крупных предметах размерами от бактерии и выше. Оптические устройства, применяемые для таких задач, делятся на два больших класса: биологические (компаундные) и стереомикроскопы. Подробно останавливаться на стереомикроскопах не станем. Замечу только, что, вопреки подсознательным ожиданиям от названия, данный класс устройств предназначен не для создания стереокартинок. Стереомикроскопы используются для обследования сравнительно крупных непрозрачных предметов в отраженном свете: микросхем, камней, насекомых и т.п. Они отличаются сравнительно небольшим оптическим увеличением (40-60-80х, хотя наиболее продвинутые могут иметь даже 200х) и часто снабжены встроенными мониторами либо цифровыми интерфейсами. Источник света находится над образцом. Размеры – от карманных устройств до солидных стационарных установок.
Некоторые стереомикроскопы для промышленных целей даже лишены оптического окуляра и предназначены исключительно для подключения к компьютеру/смартфону через USB/WiFi («цифровые микроскопы»). Такие микроскопы сравнительно дешевы. Если надо как следует рассмотреть таракана, бриллиант или распайку элементов на плате, этот тип устройств для вас. Только помните, что супер-увеличения типа 1600х, которые часто можно встретить в описаниях даже самых дешевых устройств, относятся к цифровому увеличению и даже близко не отражают реальное оптическое. Каково оно? А кто его знает, производители до таких деталей не снисходят.
Рис. 2. Aomekie stereo microscope с увеличением 20х/40х (фото производителя)
Биологические микроскопы
Основной класс устройств, на котором мы сконцентрируемся – то, что называется биологическим микроскопом, в английской терминологии «компаундным» (составным, от compound). Он предназначен для рассматривания тонких прозрачных образцов (срезы тканей, бактерии, микроорганизмы и т.п.) в проходящем свете. Образец подготавливается на предметном стекле, умещаемом на рабочей платформе, источник света – внизу, под образцом. Следует понимать, что под биологический микроскоп того же таракана засунуть сложно: для мощной оптики, где расстояние между линзой и препаратом составляет буквально десятую долю миллиметра, препарат должен быть очень тонким, плоским и прозрачным, специально подготовленным и, возможно, окрашенным. Обычно это капля или тонкая пленка, размещенная между предметным и покровным стеклом. Под маломощный объектив таракан влезет (фокусное расстояние у них от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров). Однако следует озаботиться хорошим внешним источником света и не стоит рассчитывать на высокую глубину резкости: в каждый момент времени вы сможете отчетливо видеть только определенный слой изображения.
Типовой биологический микроскоп состоит из трех частей: механическая платформа (база, предметный столик, устройства наведения и фокусировки), подсветка и оптическая система.
Рис. 3. Микроскоп Celestron (фото производителя)
Механическая платформа
Механическая часть состоит из основания, на которой монтируются все прочие компоненты, и предметного столика, на котором умещается образец. Очень важной частью механики является система, отвечающая за перемещение предметного столика в трех измерениях – именно так образец подводится в точку фокуса неподвижного объектива. Существуют модели, в которых перемещается объектив, но это редкая экзотика. В устройствах начального уровня механика самая примитивная. Подстройка по высоте (фокусировка) есть только грубая (coarse), перемещение образца в плоскости – пальцами.
В более сложных моделях в дополнение к грубой фокусировке появляется тонкая (fine), а также зажим, перемещающий предметное стекло в горизонтальной плоскости (его подвижная сторона имеет характерный вид полумесяца, ее хорошо видно на изображениях устройств). В наиболее простых микроскопах вертикальное перемещение регулируется разными винтами/рукоятками, в более продвинутых они совмещены на одной оси. В микроскопах без тонкой фокусировки есть реальная опасность раздавить как предметное стекло, так и линзу объектива из-за неловкого движения руки.
Материал корпуса – пластик либо металл. Пластик легче, но и хрупче. Обычно он применяется в мобильных моделях, предназначенных для детей либо полевых лабораторий – там, где важно минимизировать вес. Для стационарных микроскопов используется металл: он не только прочнее, но и менее подвержен вибрациям, которые на высоких увеличениях становятся критичными. Вес металлического микроскопа – 3-4 килограмма.
Исторически база микроскопа состояла из неподвижного основания и подвижного кронштейна, позволяющего менять ориентацию микроскопа относительно вертикали. Это было необходимо не только для комфорта работы, но и для получения качественной подсветки. Однако современные микроскопы имеют монолитное основание с фиксированным углом наклона глазных тубусов, что не всегда удобно. Учтите, что от этого угла прямо зависит комфорт вашей шеи во время работы, так что подбирайте устройство с углом, подходящим именно вам.
Рис. 4. AmScope M500 с простейшим предметным столиком без перемещения в плоскости (фото производителя)
Электрические компоненты
Мало подвести образец в точку фокуса, его надо еще и правильно подсветить. Плохая подсветка приведет к слишком темному или, наоборот, пересвеченному неразборчивому изображению, а также к неоднородному освещению поля.
Исторически для подсветки использовалось вогнутое зеркало, расположенное под отверстием в столике. Однако с его помощью сложно добиться качественного равномерного освещения поля зрения, что критично на высоких увеличениях. Также оно накладывает очень серьезные ограничения по размещению микроскопа относительно источника света, а также на сам источник. Такое зеркало сегодня осталось только в самых примитивных устройствах, обычно в полевых либо детских микроскопах, как в показанном в начале статьи «Натуралисте». Иногда, впрочем, оно может поставляться как дополнительная опция, замещающая основной источник света.
Сегодня для подсветки используются разные виды встроенных в основание ламп. До относительно недавнего времени применялись лампы галогенные или накаливания, но они имели свои проблемы. В первую очередь – из-за того, что свет генерировался тонкой нитью, а проецировать его приходилось на круглое поле, что, опять же, создает проблемы с равномерностью. Однако в современных условиях индустрия широко использует LED-источники света, что проблему сняло.
Запитывается подсветка либо от батареек (такие микроскопы особенно хороши для детей, поскольку их можно повсюду таскать с собой), либо проводом от розетки. Если заказываете проводное устройство за рубежом, помните о переходниках для вилки.
Регулировка подсветки выполняется как интенсивностью лампы, так и световым конденсором под рабочим столиком, имеющим диафрагму и линзу для фокусировки света на образце. В недорогих моделях наиболее распространен конденсор Аббе (Abbe condenser) или его модификации, это название можно часто увидеть в описании микроскопа. Для любительских занятий обычно применяется подсветка вида «светлое поле» (в смысле, прозрачные объекты рассматриваются на ярком белом фоне), хотя есть и другие типы: «темное поле», дающее инвертированное изображение, флуоресцентная подсветка и т.п. Конденсор может быть сменным, позволяя получать в одном и том же микроскопе разные типы подсветки.
Попадаются также модели с дополнительной верхней подсветкой, как на картинке ниже (этакий гибрид биологического и стереомикроскопа), но обычно это удел любительских устройств и малых увеличений: мощные объективы, практически втыкающиеся в покровное стекло, попросту заслоняют верхний свет. На практике уже сорокакратный объектив даже при хорошей внешней подсветке почти ничего не видит, а стократный показывает полный мрак.
Обратите, кстати, внимание: микроскоп на картинке не обладает полноценным конденсором, вместо него – только источник света и диафрагма. На столике присутствуют только самые примитивные зажимы-клипсы для предметного стекла, перемещение препарата в плоскости – пальцами.
Рис. 5. Любительский микроскоп Swift SW150 входного уровня с дополнительной верхней подсветкой (фото производителя)
Оптическая система – объективы
Оптическая система состоит из объективов (смотрят непосредственно на образец) и окуляров (eyepiece, прилегают к глазу).
Объективы, непосредственно рассматривающие образец, монтируются на револьверном диске для быстрой их смены. По нынешним временам они имеют четыре типовых диапазона увеличения: 4-5х (сканирующий объектив, обычно служит для грубой наводки на цель), 10-15х (маломощные линзы), 40-60х (высокомощные) и 90-100х и выше (сверхмощные). Объективы с увеличением выше 100х встречается редко и уж точно не в любительских микроскопах.
Первые три типа («сухие») обычно стандартны для всех моделей, даже для детских. Последний тип объективов встречается в более продвинутых моделях и для получения качественного изображения требует специальной техники использования – иммерсионной. Суть в том, что коэффициенты преломления воздуха и стекла разные для разных длин волн (именно на этом основано разложение белого цвета в спектр). Если между образцом и объективом есть воздух, на стократном увеличении проявляется сильная хроматическая аберрация, снижающая резкость вплоть до полной неразборчивости.
Поэтому для сильных (девяностократных и выше) объективов обычно используется техника погружения (иммерсии) передней линзы объектива в специальное масло, имеющее тот же коэффициент преломления, что и стекло. На покровное стекло наносят каплю масла, в которое непосредственно опускается объектив. После исследования масло с линзы смывается. Такие объективы обычно помечаются словом oil. Могут они использоваться и насухо, но добиться высокой резкости в этом случае невозможно. Масло входит в начальный комплект микроскопа с такими объективами, а также может быть куплено отдельно (из натуральных масел идеально подходит кедровое). Масляную иммерсию нельзя использовать с менее мощными объективами, для которых она не упомянута явно.
Что интересно, еще в середине прошлого века иммерсионными были даже объективы 50х, но с тех пор техника заметно продвинулась вперед. Исторически первой иммерсионной жидкостью являлась обычная вода (техника изобретена еще в начале 19 в.), подходящее масло впервые подобрали ближе к концу того же столетия.
Также стократные объективы могут напрямую упираться в покровное стекло препарата. Защита фронтальной линзы обычно выполняется с помощью специальной пружинящей оправы (слово spring в описании объектива). Несколько раз в описаниях также попадалось слово feather вместо spring, хотя найти определение мне так и не удалось. Для любительских исследований такие объективы избыточны как с точки зрения дополнительной немалой цены, так и с точки зрения затрачиваемых усилий. Особой дополнительной ценности в домашних условиях они не представляют.
Рис. 6. Набор ахроматических объективов фирмы OMAX с типичными мощностями 4х, 10х, 40х и 100х (фото производителя). На стократном объективе хорошо видна пружинящая оправа
Оптическая система – окуляры
Сменные окуляры вставляются в тубусы в верхней части микроскопа и имеют свое собственное фиксированное увеличение, например 10х, 16х, 25х. Чем выше увеличение, тем короче окуляр. Очкарикам типа меня надо держать в уме, что, в отличие от фотоаппарата, работа с окуляром микроскопа в очках крайне затруднена: окуляр должен практически прижиматься к глазу. Вынос зрачка (eye relief) у обычных окуляров составляет 7-13 мм, с очками нужны специальные окуляры с высоким выносом (15-20 мм). Однако это особой проблемы не составляет. В любом случае резкость в микроскопе подстраивается под глаз индивидуально. Даже с самой высокой близорукостью в микроскопе можно видеть резкое изображение. Неудобство только в том, что очки все время приходится снимать и надевать.
Окуляры могут быть широкофокусными (помечаются буквами WF, wide focus). Такой окуляр имеет большую ширину поля зрения, что заметно облегчает работу с широкими препаратами.
Также следует упомянуть линзу Барлоу (Barlow lens). Это дополнительная трехслойная линза, помещаемая в тубус оптического прибора перед окуляром и дающая небольшое дополнительное увеличение. Как правило, в комплекте поставки микроскопа можно встретить линзы Барлоу 2х. Это банальный маркетинговый трюк. Дешевые ахроматические стеклянные (или даже, упаси боже, пластиковые) линзы заметно ухудшают качество изображения, а потому при мощном увеличении бессмысленны. При низких же и средних сочетания объектива и окуляра вполне достаточно.
По количеству окуляров микроскопы делятся на классические монокулярные (один окуляр), бинокулярные (два окуляра, чтобы смотреть обеими глазами) и тринокулярные (третий тубус/порт обычно монтируется вертикально и служит для подсоединения фото- или видеокамеры).
Наиболее прост в использовании монокуляр. К нему очень легко привыкнуть, а проблему он создает единственную – сильную нагрузку на один глаз при расслабленном другом. При долгом использовании это может кончиться неприятными последствиями для зрения.
Бинокулярные микроскопы используются для обоих глаз сразу и создают стереоизображение. Они позволяют регулировать расстояние между окулярами для подгонки под свои зрачки. Также один из тубусов бинокуляра содержит регулировку, позволяющую компенсировать разницу в диоптриях между глазами. Следует держать в уме, однако, что создание цельного изображения при использовании бинокуляра гораздо сложнее, чем с монокуляром, к нему следует привыкать. Кроме того, регулировка имеет свои ограничения по расстоянию между зрачками, так что подстройка под ребенка может оказаться невозможна. Детский микроскоп следует брать монокулярный, да и для эпизодических любительских упражнений бинокуляр особо не пригодится.
Тринокулярные устройства выглядят эффектно и удобно, если речь идет о трансляции изображения наружу одновременно с работой. Однако следует учитывать, что не всегда все три порта могут использоваться одновременно. Встречаются решения, в которых, например, приходится выбирать между одним из глазных тубусов и третьим портом.
Рис. 7. Тринокуляр Omax M837ZL с вертикальным портом для камеры (фото производителя)
Оптическая система – заключение
Суммарная мощность биологического микроскопа вычисляется как произведение увеличений окуляра и объектива. Например, с объективом 40х и окуляром 10х общее увеличение составит 400х. Однако следует учитывать, что для стандартных ахроматических линз добиться четкого изображения на сверхмощном увеличении из-за законов оптики практически невозможно. Начиная с определенного момента, линзы будут только увеличивать уже видимые детали, но не добавлять новые. Максимальное эффективное оптическое увеличение составляет примерно 1500х, а то и меньше, в домашних условиях 1000х – практический потолок. Для более высоких разрешений применяются дорогие апохроматические линзы либо электронные микроскопы, что уже совсем другая песня.
Вообще 1000х – много это или мало? Размер золотистого стафилококка – около 1 мкм (1/1000 мм), амебы – 200-600 мкм, одноклеточной водоросли – около 40 мкм. Тысячекратного увеличения вполне хватит, чтобы разглядеть все это с подробностями. Так что не обращайте особого внимания на маркетинговые цифры максимального увеличения 2500-3000х, получаемого тупым перемножением максимальных мощностей объективов и окуляров. Установить вы его установите, только в результате получится как в песне «Сиреневый туман под линзой проплывает…»
При работе с препаратами также важна правильная установка диафрагмы конденсора. Узкая диафрагма повышает контрастность и резкость, но затемняет изображение. Широкая диафрагма пропускает больше света, но может сделать изображение пересвеченным и малоконтрастным, скрывая детали и даже целые объекты. Подбор диафрагмы для каждого препарата выполняется индивидуально.
На картинке ниже обратите внимание на вращающуюся головку микроскопа, позволяющую ориентировать окуляры в нужном направлении. Такая конструкция удобна при работе нескольких человек. Однако подстраивать резкость под свои глаза каждому все равно придется индивидуально.
Рис 8. Бинокулярный микроскоп Motic BA80 (фото производителя). Под столиком в центре хорошо виден конденсор, на столике – месяцевидный зажим для предметного стекла
Оптическая система – сопряжение микроскопа с компьютером
Подключение микроскопа к внешним устройствам, таким как монитор или компьютер, выполняется за счет установки специальной видеокамеры *вместо* окуляра или в выделенный порт тринокуляра. Следует держать в уме, что в этом случае теряется увеличение, даваемое окуляром, остается только увеличение объектива и нерегулируемых линз камеры. В параметрах камер обычно указывается только емкость ее матрицы (3, 5, 10 и более мегапикселей), оптическое увеличение остается тайной за семью печатями. Кроме того, поле зрения камеры существенно уже, чем у человеческого глаза.
Сама по себе камера может не распознаваться стандартными средствами Windows и приложений (и не надо – без микроскопа она полностью слепа), так что производители прилагают к ней специализированный софт. Он позволяет как делать фотографии, так и записывать видео. На рынке есть разные виды камер – от стареньких с разрешением 640х480 до современных с разрешением аж до 20 мегапикселей. Отличаются они также интерфейсами, что влияет на возможности записи видео в первую очередь (получение видеопотока с высоким FPS и разрешением через USB 2.0 будет затруднительно). Также камеры могут подключаться напрямую к монитору или иному устройству через HDMI, иметь WiFi-интерфейс и т.п.
Многие производители предлагают для своих микроскопов также и камеры, но никто не мешает купить камеру от другого вендора. Следует только учитывать, что диаметр тубуса у разных микроскопов может отличаться, так что следует удостовериться, что данная камера подходит для данного тубуса. Ну, или использовать переходники, которые тоже продаются. Стандартный диаметр для окуляра биологического микроскопа – 23,2 мм, стереомикроскопа – 30 и 30,5 мм.
Существуют также относительно дешевые насадки, позволяющие перенаправлять оптический поток из окуляра в объектив камеры смартфона. Плюс такого устройства – сохранение оригинального увеличения, поскольку монтируются они поверх окуляра. Минус – возможности получения и сохранения изображения ограничиваются невеликими возможностями смартфона. Ну, и поле зрения у такой камеры все равно уже, чем у глаза.
Рис. 9. Цифровая камера для микроскопа Puls Life Science DCM-310 (фото производителя)
Цены и производители
Цены на биомикроскопы можно найти самые разные. Те, что позиционируются для детей, попадаются и за 30-40 евро, однако следует помнить о возможных ограничениях типа фиксированного окуляра 10х, не поддерживающего установку камеры, отсутствия конденсора, а то и вообще подсветки, примитивном предметном столике и т.п. В Европе можно купить монокулярные микроскопы с тремя объективами, рассчитанные на энтузиастов и студентов, их ценовая категория – от 100 евро. Камера для микроскопа – от 50 евро (и далее в космос: двадцатимегапиксельная может стоит и семь сотен). Более профессиональные микроскопы – би- и тринокуляры со стократными объективами – стоят от 250 евро. Наконец, многие вендоры предлагают комплекты, специально рассчитанные на детей, студентов и энтузиастов. В них могут входить монокуляр входного уровня, простенькая видеокамера, базовый набор инструментов и предметных стекол и т.п. Цены на такие комплекты начинаются от полутора сотен евро.
К покупке следует обязательно добавить минимум один набор из предметных и покровных стекол (от 8-10 евро – учтите, это расходный материал), а также, по желанию, набор заранее подготовленных препаратов (крылья, ноги, хвосты, листики и подобные нехитрые препараты для вхождения в тему). Ну, а дальше – скальпели, пинцеты, микротомы, чашки Петри, пробирки, препараторские иглы и так далее, и тому подобное в зависимости от ваших увлечений. Также обязательно купите изопропиловый спирт (чем выше концентрация, тем лучше), кисточки, продувки, салфетки из микрофибры и т.п. – оптика имеет свойство пачкаться и пылиться, а даже отдельные пылинки на линзах микроскопа отобьются пятнами на изображении.
Учитывайте также, что цены на одни и те же товары на американском, английском и немецком Амазонах, не говоря уже про eBay, могут очень существенно различаться, так что после выбора модели стоит порыться на разных площадках в поисках цены пониже. Также можно искать микроскопы на Алиэкспрессе. Однако хотя там цены заметно ниже, чем в Европе, цена на доставку оказывается сопоставима с ценой самого микроскопа, что полностью лишает затею смысла.
Какой бренд выбрать? Поскольку оптика для микроскопов критично важна, на этом рынке отметились крупные мировые производители, связанные с оптикой – Олимпус, Цейс, Лейка, Никон и так далее. Однако цены на их устройства даже входного уровня, мягко говоря, не радуют, да и в розницу они могут просто не работать. Так что любителю стоит приглядеться к более демократичным вендорам, таким как Swift, Bresser, Omax или AmScope. Также можно приобрести отдельные объективы и окуляры, в том числе китайского производства (есть неплохие, судя по отзывам), но в этом случае нужно удостовериться что они совместимы с микроскопом. Европейский стандарт, определяющий резьбу и прочие механические и оптические параметры, называется DIN.
Немного практики. Игрушка в реальности
После месяца мучительных раздумий, в которых детское «хочу!» отчаянно боролось с взрослой скупостью и рационализмом, я остановился на бинокуляре Swift 350B. Почему? Ничего особенного: микроскопы Swift при умеренных ценах имеют качество, подходящее даже для лабораторных условий. Плюс на осенней распродаже на английском Амазоне эта модель продавалась всего за 160 фунтов. Чтобы два раза не вставать, вторым компонентом покупки стала трехмегапиксельная камера Swift стоимостью 80 фунтов.
Выглядит комплект поставки микроскопа примерно так:
Четыре объектива (4х, 10х, 40х и 100х) уже установлены в револьверное кольцо, наборы окуляров (10х и 25х) вложены отдельно. Обратите внимание на пустую вертикальную выемку над головкой и два пустых гнезда – упаковка универсальна и рассчитана в том числе на тринокуляры. Шнур/гнездо питания – C13/C14, блок питания встроен в основание. В комплект входит простенький пластиковый чехол а-ля «мешок мусорный обыкновенный».
В сборе и с подключением к ПК выглядит так (на мониторе – транслируемое с микроскопа изображение пчелиной ноги):
Теперь посмотрим, как выглядят образцы с разным увеличением при трансляции с камеры. Начнем с препарата листа флокса (поперечный срез) из продаваемого набора образцов. Использованы объективы 4х, 10х, 40х и 100х (без масла).
(4х)
(10х)
(40х)
(100х)
Как видно, без иммерсии стократный объектив ничего внятного не показывает. Сорокакратный показывает, но из-за малой глубины резкости приходится выбирать, какой слой препарата рассматривать. Поскольку вместо окуляра использована оптика камеры, финальное оптическое увеличение я определить затрудняюсь. Для сравнения: на снимке ниже то, что видит камера сотового телефона через окуляр 25х и объектив 4х (итоговое увеличение 100х). Снималось с рук, поскольку держатель для телефона я не купил, отсюда обрезанность по бокам.
Можно предположить, что камера дает увеличение 20-25х, но какова его часть оптическая, а какова цифровая, определить сложно.
Второй препарат – сделанный самостоятельно. Просто капля воды из кухонной раковины под покровным стеклом без какой-либо подготовки. Объективы те же: 4х, 10х, 40х.
(4х)
(10х)
(40х)
Обратите внимание на радужную кайму по границе капли (дугообразная черная линия на втором и третьем снимках). Если на 4х аберраций не видно никаких, то на 10х уже появляется слабое искажение цветов на границах объектов. На 40х радуга становится настолько заметной, что отчетливо видна даже на снимке камеры и заметно ухудшает резкость. Именно для ликвидации такого эффекта стократные объективы погружают в масло.
Для сравнения: что видит камера смартфона через окуляр при с комбинацией 4х * 25х:
Напоследок пара слов о стеклах. Препарат, помимо наблюдаемого объекта, состоит из толстого предметного стекла и тонкого покровного. Предметное стекло кладется на столик, покровное обращено к окуляру. Следует быть чрезвычайно осторожным при работе с покровными стеклами: при толщине 0,13-0,17 мм они имеют весьма острые грани, несмотря даже на специальную их обработку. При неаккуратном обращении они могут запросто распластать вам палец, а то и сломаться в ране. Ни в коем случае не позволяйте работать с ними малым детям, да и подростков тоже следует проконтролировать на начальном этапе.
По окончании работы с препаратом следует либо как следует очистить и обезжирить стекла. Остатки жира и масла приведут к тому, что капля будет не растекаться по стеклу, а разбиваться на еще более мелкие капли, затрудняя рассмотрение. В лабораториях применяются разные методы обезжиривания, но они небезопасны и требуют специальных химикатов, зачастую ядовитых, и оборудования типа вытяжек. В домашних условиях наиболее простой способ – изопропиловый спирт либо получасовое кипячение на медленном огне в растворе 2-5% растворе пищевой соды (примерно чайная ложна на 100 мл). Грязное покровное стекло, скорее, проще выбросить – оно слишком хрупкое и легко ломается. Да и за предметные стекла тоже особо держаться не стоит – это дешевый расходный материал. Иммерсионные объективы от масла чистятся так же, как и любая другая оптика: изопропиловым спиртом на микрофибре.
На этом введение в основы оптической микроскопии закончены. Успехов в самостоятельном плавании.
12 методов в картинках: микроскопия
Один из старейших научных приборов — микроскоп — появился практически одновременно с наукой в ее современном виде. Этот канонический инструмент биолога более 400 лет был важнейшим средством для познания живого, и дал львиную долю наших знаний об устройстве жизни. Все это время эволюция микроскопа продолжалась, расширяя возможности увидеть неразличимое глазом.
Генеральный партнер цикла — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Одна из главных миссий «Биомолекулы» — докопаться до самых корней. Мы не просто рассказываем, какие новые факты обнаружили исследователи — мы говорим о том, как они их обнаружили, стараемся объяснить принципы биологических методик. Как вытащить ген из одного организма и вставить в другой? Как проследить в огромной клетке за судьбой нескольких крошечных молекул? Как возбудить одну крохотную группу нейронов в огромном мозге?
И вот мы решили рассказать о лабораторных методах более системно, собрать воедино в одной рубрике самые главные, самые современные биологические методики. Чтоб было интереснее и нагляднее, мы густо проиллюстрировали статьи и даже кое-где добавили анимации. Мы хотим, чтобы статьи новой рубрики были интересны и понятны даже случайному прохожему. И с другой стороны — чтобы они были так подробны, что даже профессионал мог бы обнаружить в них что-то новое. Мы собрали методики в 12 больших групп и собираемся сделать на их основе биометодический календарь. Ждите обновлений!
История микроскопии
На пороге микромира
Собирающие (увеличивающие) линзы были известны с XI века, и очки распространились по Европе уже в XIV веке. Традиционно изобретение первого составного микроскопа приписывают отцу и сыну — Хансу и Захарию Янсенам в 1595 году (рис. 1). Этот первый микроскоп мог увеличивать изображение всего в 3–9 раз. Есть версия, что первый микроскоп создал Корнелиус Дреббель. Среди изобретателей первых микроскопов был и Галилей, создавший свой микроскоп в 1609 году. Так или иначе, ни один из изобретателей не оставил подробных описаний микромира. Микроскопия как наука началась с Роберта Гука, который в 1665 году издал Micrographia — книгу, в которой подробно описывались устройство микроскопа, основы оптики и первые наблюдения за биологическими объектами, иллюстрированные подробными рисунками [1]. Микроскоп Гука (рис. 2) состоял из трех линз и источника света — эта основа сохраняется и в современной микроскопии. Однако достичь больших увеличений удалось с помощью более простой конструкции — Антони ван Левенгук использовал, казалось бы, примитивный микроскоп всего с одной линзой (рис. 2). Однако благодаря высочайшему качеству этой линзы ему удалось достичь 200-кратного увеличения и описать клетки простейших и даже крупные бактерии. Использование всего одной линзы не создавало оптических аберраций, которые только множились при конструировании более сложной оптической системы.
Генеральный партнер цикла «12 методов» — компания «Диаэм»
«Диаэм» — крупнейшая российская компания, специализирующаяся на поставке оборудования и реагентов ведущих мировых производителей в области микроскопии: от микроскопов начального уровня до исследовательских, конфокальных и мультифотонных систем, а также автоматизированных биоимиджинговых систем, способных поддерживать жизнеспособность клеток при постановке длительных экспериментов.
Материал предоставлен партнёром — компанией «Диаэм»
Рисунок 1. Микроскопия: этапы большого пути. 1590 г. — Захарий и Ханс Янсены создают первый микроскоп. 1665 г. — первое издание книги Роберта Гука Micrographia: описание и иллюстрации первых микроскопических исследований. 1674 г. — Антони ван Левенгук с помощью своего микроскопа описывает инфузории, а в дальнейшем — бактерии, сперматозоиды, вакуоли внутри клетки и т.п. 1858 г. — Йозеф фон Герлах разрабатывает окрашивание кармином — одной из первых гистологических красок. 1878 г. — Эрнст Аббе выводит формулу Аббе, позволяющую вычислить максимальное разрешение, исходя из длины волны. 1911 г. — Оскар Хеймштадт изобретает первый флуоресцентный микроскоп. 1929 г. — Филипп Эллингер и Август Хирт конструируют эпифлуоресцентный микроскоп, в котором эффективно отфильтровывалось излучение от источника света. 1932 г. — Фриц Цернике изобретает фазовый контраст, позволяя рассматривать живые неокрашенные объекты с большим контрастом. 1933 г. — Эрнст Руска совместно с Максом Кноллем создает первый электронный микроскоп. В 1939 году с его помощью выпустили первый коммерческий электронный микроскоп. 1934 г. — Джон Маррак получает первый конъюгат антитела с красителем. Первое практическое использование Альбертом Кунсом, усовершенствовавшим технику конъюгацией с флуоресцентной меткой. 1942 г. — Эрнст Руска создает сканирующий электронный микроскоп. 1962 г. — первое описание GFP Осамой Симомурой. 1967 г. — первое использование конфокальной микроскопии Моймиром Петраном, Дэвидом Эггером и Робертом Галамбосом. 1969 и 1971 гг. — первое описание конфокальной лазерной микроскопии. 1981 г. — Герд Бинниг и Генрих Рорер создают первый сканирующий туннельный микроскоп. 1986 г. — Герд Бинниг, Келвин Куэйт и Кристофер Гербер изобретают атомно-силовую микроскопию. 1990 г. — Винфрид Денки и Джеймс Стиклер разрабатывают первый двухфотонный микроскоп. 1994 г. — Штефан Хелл: суперразрешающая электронная микроскопия на основе подавления спонтанного испускания (STED). 2006 г. — изобретение PALM/STROM-микроскопии. Чтобы увидеть рисунок в полном размере, нажмите на него.
Рисунок 2а. Первые «ласточки». Микроскоп Гука (реконструкция).
Рисунок 2б. Первые «ласточки». Микроскоп Левенгука.
Улучшение оптики и преодоление аберраций
Оптические артефакты — аберрации — не позволяли рассматривать мелкие объекты, даже когда удавалось достичь больших увеличений. В XVIII веке некоторые мастера-оптики смогли устранить хроматические и сферические аберрации с помощью сложных оптических систем, состоящих из собирающей и рассеивающей линз из разного типа стекол с разными показателями преломления. Ахроматические линзы (то есть линзы, устраняющие хроматические аберрации) изобрел Честер Мур Халл в 1733 году. Первые ахроматические объективы для микроскопов создал Бенджамин Мартин (около 1775 г.) и значительно улучшил Йозеф Фраунгофер. Отец известного хирурга и отца антисептики Джозефа Листера — Джозеф Джексон Листер — обнаружил, что сочетание нескольких ахроматических линз позволяет исправить не только хроматические, но и сферические аберрации (1826 г.). Правда, несмотря на совершенство оптики, повышать увеличение до бесконечности нельзя: причиной тому дифракционный предел, о котором пойдет речь ниже.
Гистология
Рисунок 3. Гистология — дело тонкое: микротом нарезает препарат на слои, прозрачные для микроскопа.
Развитие оптики в XVIII веке позволяло исследовать микромир на больших увеличениях, однако исследование тканей и клеток было сопряжено со множеством трудностей — они же в основном не окрашены, малоконтрастны и быстро умирают вне организма. Очередной прорыв в микроскопии пришел со стороны химии. В XIX веке открыли огромное количество красителей, и биологи пробовали окрашивать ими объекты своих исследований. Одновременно изобрели микротом (рис. 3) — прибор для нарезания тонких срезов тканей определенной толщины. Для стабилизации структуры ткани выдерживали в растворах фиксаторов (например, формалина), после чего препараты хранились долгое время. Для удобства нарезания заформалиненные куски органов заключали в парафин, блоки которого удобно резать.
Ряд классических гистологических красителей, изобретенных в 19-м веке и начале 20-го, используется до сих пор: фиолетовый гематоксилин окрашивает ядра, розовый эозин — цитоплазму клеток, краситель Перлса — двухвалентное железо, реактив Шиффа — полисахариды, краситель Судан III выявляет жиры техникой Дадди, а нитрат серебра — клетки Пуркинье на срезах мозга по методу Рамон-и-Кахаля. Изобретение различных техник позволило описать тонкие структуры каждого органа, выявить входящие в них ткани и даже рассмотреть структуру клеток — ядро (с митотическими хромосомами), ядрышки и митохондрии. Микроскопические исследования того времени, хотя и были в большей степени описательными, сформировали базовые теории клеточной биологии, нейробиологии и иммунологии [2].
Математический аппарат
Дальнейшие улучшения в оптике сопровождались разработкой математического аппарата для ее описания. Джордж Биддель Эйри описал диск Эйри — дифракционный рисунок, образующийся в идеальной оптической линзе с круговой апертурой. Дифракция света ограничивает минимально возможное разрешение между двумя источниками света, и, соответственно, разрешение в оптической системе (то есть минимальное расстояние, на котором оптика микроскопа может различить раздельно две близко расположенные точки). Эрнст Аббе предложил формулу дифракционного предела в 1873 году [3]. Формула определяет предельное разрешение как:
r = λ/2NA,
где λ — длина волны источника света (от 390 до 700 нм), а NA — числовая апертура объектива, определяемая как:
NA = n×sin(θ),
где n — индекс преломления среды между объективом и препаратом, а θ — апертурный угол между крайними лучами конического светового пучка, попадающего в объектив.
Из формулы видно, что разрешение тем выше (то есть значение r меньше), чем меньше длина волны (синий свет предпочтителен красному) и чем больше числовая апертура и индекс преломления среды. Поэтому для увеличения разрешения микроскопа используют масляные объективы, когда между препаратом и объективом добавляется иммерсионное масло с высоким показателем преломления. Более строгим является критерий Рэлея, в котором предел разрешения определяется как:
R=0,61×λ/NA
Разница с пределом Аббе вызвана отличием в том, как два оптика определяли разрешение между двумя точками (критерий Рэлея строже).
Устройство микроскопа
Рисунок 4. Под увеличительным стеклом: принципиальное устройство микроскопа. Оптический микроскоп создает огромные увеличения с помощью увеличивающих линз объектива и окуляра. Промежуточные линзы устраняют аберрации, а яркий источник света позволяет рассмотреть препарат даже при больших увеличениях.
Принципиальное устройство светового микроскопа мало менялось со времен Аббе, и основные улучшения касались уменьшения аберраций за счет усложнения состава и количества линз. Оптический микроскоп состоит из источника света, объектива и окуляров. Препарат, освещенный светом лампы, должен находиться немного дальше фокуса объектива, что создает увеличенное изображение, которое усиливается и проецируется линзой окуляра и хрусталиком глаза на сетчатку (или на матрицу камеры). В микроскопах с «бесконечной» оптикой (не ограниченной определенной длиной тубуса) препарат находится в фокусе объектива, и для построения промежуточного изображения необходима дополнительная тубулярная линза. В современных микроскопах каждый из этих компонентов включает в себя большое количество сложных линз для коррекции хроматических и сферических аберраций, а также диафрагмы, позволяющие регулировать размер поля зрения и интенсивность света. Исследовательские микроскопы оснащены несколькими объективами с разным увеличением (от 2,5—4× до 100×), которые имеют одинаковую фокусную длину и могут свободно меняться с помощью револьверной насадки. Таким образом можно найти интересный участок препарата, используя небольшое увеличение, позволяющее рассмотреть широкое поле зрение, и затем разглядеть подробности, сменив объектив на более мощный.
Рисунок 5а. Микроскопические изображения окрашенных срезов тканей. Эластичный хрящ уха (окраска: гематоксилин-эозин).
Рисунок 5б. Микроскопические изображения окрашенных срезов тканей. Срез придатка яичка (окраска: гематоксилин-эозин).
Рисунок 5в. Микроскопические изображения окрашенных срезов тканей. Толстая кишка крысы (пентахромная окраска по Мовату).
Линза окуляра дополнительно увеличивают промежуточное изображение в 10–25 раз, создавая огромные увеличения. Световая микроскопия позволяет хорошо рассмотреть тонкие препараты (например, срезы ткани или клетки, растущие на стекле), окрашенные цветными красителями (например, антителами с цветной меткой или гистологическими красителями) (рис. 5). Окраска препарата требует его химической фиксации, что не подходит для наблюдения за живыми объектами, а поэтому в большинстве современных микроскопов вводят дополнительные элементы, позволяющие наблюдать микроскопические объекты без фиксации — с помощью методов фазового контраста и его модификаций.
Фазовый контраст, видеомикроскопия и клеточные культуры
В то время как световая микроскопия подошла к своему физическому пределу, возникло два новых типа микроскопии, значительно расширяющих возможности метода. Одной из таких модификаций стал фазовый контраст.
Статичность классической гистологии не позволяла наблюдать процессы, происходящие в клетках, в реальном времени. Уже в 19 веке начались первые попытки наблюдать за тканями вне организма. Используя растворы соли и кровь или сыворотку животных, исследователи могли некоторое время поддерживать ткани в живом состоянии вне организма. В 1907 году Росс Гаррисон наблюдал развитие нервных волокон в течение недели. Использование асептических условий, протеолитических ферментов и культуральных сред позволяло выращивать отдельные клетки в течение долгого времени, проводить с ними эксперименты и, конечно, наблюдать с помощью микроскопа. В том же 1907 году Джулиус Риес снял первый микроскопический фильм — развитие эмбриона морского ежа (рис. 6) [4]. В 1913 и 1914 годах Жан Командон и Жустин Жолли снимали деление клеток в клеточной культуре. Изобретение фазового контраста Фрицем Цернике в 1941 году позволило наблюдать неокрашенные биологические объекты — прежде всего живые клетки в культуре. Фазовый контраст и его вариация — дифференциальная интерференционно-контрастная микроскопия (оптика Номарского) — стали основой как для рутинного наблюдения за клеточной культурой, так и для изучения клеточной подвижности и динамики движения органелл.
Рисунок 6. Снято! Раскадровка первого микроскопического фильма: развитие эмбриона морского ежа.
Рисунок 7. Фазовый контраст — микроскопия контрастов. Использование интерференции позволяет увеличить контрастность и изучать неокрашенные препараты. Свет, не провзаимодействовавший с препаратом, попадает на фазовую пластинку, которая смещает его на +1/4 длины волны, в то время как биологические объекты рассеивают свет так, что он не попадает на фазовую пластинку, и смещают его фазу на −1/4 длины волны. Получающаяся разница в 1/2 длины волны в тех местах, где свет проходит через препарат, приводит к тому, что в этих местах волны прямого и дифрагированного света взаимно гасят друг друга, создавая темные, контрастные области на изображении.
Фазовый контраст основан на интерференции волн света — две световых волны, фазы колебаний которых совпадают, усиливаются, в то время как при отличии фазы на 1/2 длины волны происходит полное гашение. Проходя через материал с большим индексом отражения, свет замедляется, что приводит к смещению его фазы. Это и используется в методе фазового контраста для увеличения контрастности изображения (рис. 7). В оптический путь световой микроскопии вводятся два дополнительных элемента — обычный объектив заменяется на объектив с фазовой пластинкой, а в конденсор осветителя добавляется кольцевая диафрагма, в которой свет может пройти только через тонкое кольцо.
Кольцевая диафрагма блокирует бóльшую часть света, оставляя только полый конус света, сконцентрированный конденсором на препарате. Свет, не рассеянный и отраженный препаратом, точно попадает на фазовую пластинку объектива — напыленное полупрозрачное кольцо, которое смещает фазу света на +1/4 длины волны. Свет же, прошедший через биологические объекты, рассеивается и отражается, отклоняясь от оптического пути и не попадая на фазовое кольцо объектива. К тому же биологические объекты сами меняют фазу света за счет разницы в индексе отражения и толщины препарата, чаще всего приблизительно на −1/4 длины волны. Таким образом, между рассеянным препаратом светом и светом, не провзаимодействовавшим с препаратом, создается разница фаз в 1/2 длины волны. Рассеянный свет от препарата и свет, попавший на фазовую пластинку, снова совмещаются, приводя к ослабляющей интерференции, и, соответственно, затемнению мест препарата, отличающихся по толщине и индексу отражения.
Флуоресцентный микроскоп и иммунофлуоресценция
В 1911 году Оскар Хеймштадт разработал первый флуоресцентный микроскоп, в котором мощный источник света возбуждал свечение во флуоресцентных веществах. В 1929 году его конструкцию значительно улучшили Филипп Эллингер и Август Хирт, которые создали микроскоп, где с помощью светофильтров эффективно отсекался возбуждающий свет, что позволяло рассмотреть даже слабую флуоресценцию [5]. В это время биохимики и генетики уже начинали исследовать отдельные белки и гены, но в микроскопии не было инструмента, который бы позволил точно пометить отдельный белок. Таким инструментом удивительным образом оказались антитела — белки, которые иммунная система использует для выявления и нейтрализации возбудителей [6]. Джон Маррак одним из первых связал антибактериальное антитело с красителем (R-солью) и окрасил им бактериальный препарат. Изобретение флуоресцентного микроскопа и связывание антител с яркими флуоресцентными красителями позволило получать ярко окрашенные препараты. Меченые антитела помогали окрасить не только возбудителей болезней — иммунизируя животных с помощью различных белков, стало возможным получать антитела для выявления местоположения и количества этих белков внутри клеток и тканей (рис. 8) [7].
Рисунок 8а. Возможности флуоресцентной микроскопии. Клетки остеосаркомы человека (окраска на митохондрии, ДНК и актин).
Рисунок 8б. Возможности флуоресцентной микроскопии. Клетки бычьего эндотелия BPAEC (окраска на митохондрии, ДНК и актин).
Рисунок 8в. Возможности флуоресцентной микроскопии. Стадии митоза (синий — ДНК, зеленый — веретено деления, красный — центромеры).
Для того чтобы наблюдать за белками вживую, требовалось найти способ прикрепить к ним светящуюся молекулу — флуорофор. Первым таким флоурофором оказался знаменитый зеленый флуоресцентный белок (GFP). Впервые GFP выделил из медузы Aequorea victoria Осаму Симомура в 1962 году [8]. Затем зеленый флуоресцентный белок с помощью генетической инженерии научились вставлять в клетки и включать в состав белков-химер, где его «сшивали» с изучаемым белком (рис. 9). Помимо этого довольно быстро обнаружили белки всех цветов спектра [9], а их свойства усовершенствовали для лучшей флуоресценции и стабильности. За флуоресцентные и генетические технологии, связанные с GPF, в 2008 году вручена Нобелевская премия [10]. Сегодня есть флуоресцентные белки, которые светятся в присутствии определенных молекул (кальция [11], АТФ, глюкозы, глутамата и т.п.), начинают флуоресцировать при связывании двух белков друг с другом, активации определенных клеточных процессов (например, клеточной гибели) или изменении активности транскрипционных факторов.
Рисунок 9. «Да будет свет»: флуоресцентные белки помогают наблюдать процессы в живых клетках. С помощью генетической инженерии ген GFP совмещается с геном белка, за которым мы хотим «установить слежку», и получившийся химерный ген кодирует белок, помеченный с помощью GFP. С помощью этого подхода можно пометить клетки, экспрессирующие нужные нам гены, или наблюдать за биохимическими реакциями и взаимодействиями белков. Чтобы увидеть рисунок в полном размере, нажмите на него.
Система визуализации ZOE от компании «Диаэм»
Система визуализации ZOE производства Bio-Rad — это настольный компактный флуоресцентный микроскоп для рутинного мониторинга клеточных культур с возможностью детекции флуоресцентных меток! Незаменим в любой лаборатории, где необходимо регулярно наблюдать культуры клеток, очень прост в управлении и не требует регулярной настройки оптики.
Материал предоставлен партнёром — компанией «Диаэм»
Рисунок 10. Флуоресцентный микроскоп: лабиринт отражений. Дихроичное зеркало и объектив фокусируют возбуждающий свет на препарате и направляют флуоресцентный свет к окуляру по другому оптическому пути.
Флуоресцентная микроскопия позволяет получать красочные изображения, светящиеся собственным светом, и в то же время за счет использования светофильтров рассматривать свечение разных цветов отдельно. Так можно изучать распределение нескольких меток, например антител к разным белкам, каждое из которых окрашено своим флуоресцентным красителем. В основе метода лежит Стоксов сдвиг: при возбуждении электрона во флуоресцентном красителе (флуорофоре) источником света, испускаемый фотон обладает большей длиной волны за счет потери части колебательной энергии, что позволяет отфильтровать яркий свет, которым освещают образец для возбуждения, и наблюдать только свет от флуоресцентной метки (рис. 10).
Источник света во флуоресцентном микроскопе — яркая лампа (ртутная или галогеновая). Свет от лампы проходит через светофильтр, который оставляет оптимальные для возбуждения флуоресцентной метки длины волн. Прошедший через светофильтр свет отражается дихроичным зеркалом и фокусируется объективом на образце, возбуждая флуоресценцию метки. Такая схема микроскопа, в которой возбуждающий свет фокусируется не конденсором, а самим объективом, называется эпифлуоресцентной, и позволяет значительно уменьшить фоновую засветку от лампы. Флуоресцентный свет от препарата через объектив вновь попадает на дихроичное зеркало, которое уже прозрачно для смещенной длины волны света от флуоресцентной метки, и на второй светофильтр, который дополнительно отсекает фоновый свет от лампы. Микроскоп содержит несколько комплектов светофильтров и зеркал, которые можно быстро сменить в зависимости от метки, что позволяет снимать даже микроскопические фильмы с несколькими флуоресцентными метками одновременно.
Узнай больше
Материал предоставлен партнёром — компанией «Диаэм»
Современные микроскопы позволяют изучать препарат всеми вышеописанными методами, быстро заменяя или совмещая компоненты оптического пути, например, фазового контраста и флуоресценции. Быстрое последовательное переключение между флуоресценцией и фазовым контрастом (например, за счет автоматического открытия диафрагмы) позволяет получить обоими методами фотографии одного и того же участка препарата, которые затем можно совместить для получения суммарного изображения. Такой микроскоп дает максимум информации на одном и том же препарате за небольшое время.
Реагенты для флуоресцентной микроскопии от компании Abcam:
- Широкий выбор первичных и вторичных антител.
- Флуоресцентные красители и наборы для конъюгации антител.
- Красители и наборы для ИЦХ- и ИГХ-окраски препаратов тканей и клеток.
- Срок поставки — 2 недели!
Материал предоставлен партнёром — компанией «Диаэм»
Конфокальная микроскопия
Качество флуоресцентной микроскопии было ограничено из-за возбуждения флуоресценции вне оптического фокуса. Конфокальная микроскопия позволила рассматривать флуоресценцию только в фокусе объектива, и реконструировать трехмерные изображения из послойно снятых фокусных планов. Для этого используют точечный источник света, сканирующий образец, и точечную диафрагму, отсекающую свет вне оптического фокуса [12]. Первую такую конструкцию запатентовал Марвин Мински в 1961 году. Однако первый работающий микроскоп сконструировал в Чехословакии Моймир Петран (рис. 11), который в 1967 году вместе с Дэвидом Эггером и Робертом Галамбосом впервые применил его для изучения биологических образцов. В 1980-х годах в качестве источника света начали применять лазер, и конфокальная микроскопия быстро стала альтернативой обычному флуоресцентному микроскопу.
Рисунок 11. Моймир Петран. Чехословацкий ученый с коллегами создал первый работающий конфокальный микроскоп.
Рисунок 12. Конфокальная микроскопия: через замочную скважину. В конфокальной микроскопии свечение возбуждается лазером, ограниченным точечной диафрагмой. Вторая диафрагма, помещенная после дихроичного зеркала и светофильтра эмиссии в плоскости фокуса объектива (конфокальной плоскости), отсекает свет, находящийся не в фокусе объектива. Передвижение луча лазера по препарату достигается двумя зеркалами, контролируемыми точными гальванометрическими двигателями. Переход между оптическими плоскостями (ось Z) осуществляется с помощью движения объектива вверх или вниз. Чтобы увидеть рисунок в полном размере, нажмите на него.
Лазерная сканирующая конфокальная микроскопия является модификацией флуоресцентной микроскопии, улучшающей качество изображения и позволяющей строить трехмерные реконструкции препарата, а также в некоторых модификациях манипулировать биологическими объектами с помощью лазера. В конфокальной микроскопии, в отличие от флуоресцентной, свечение возбуждается не во всём препарате, а точечно. Перемещение лазера сканирует препарат, подобно тому, как распечатывает изображение принтер.
Соответственно, по сравнению с флуоресцентной микроскопией, в конфокальном варианте появляется несколько новых компонентов (рис. 12): прежде всего это две точечные диафрагмы, отсекающие свет, который находится вне фокуса объектива. Возбуждение света происходит с помощью лазера, сканирующего препарат, а регистрация — чувствительным фотоумножителем. Конфокальный микроскоп позволяет получать тонкие оптические срезы, и так как флуоресценция от препарата вне фокуса не попадает на детектор, то им можно снимать объемные объекты — например, стадии эмбрионального развития (рис. 13). Так как интенсивность лазера можно регулировать, а точечная диафрагма концентрирует свечение в одной точке, конфокальный микроскоп позволяет использовать лазер для точного воздействия на объект исследования. Например, лазером можно выжечь свечение флуоресцентного белка в части клетки и замерить скорость его восстановления в этой области, то есть скорость, с которой происходит диффузия белка. Этот метод называется FRAP (Fluorescence recovery after photobleaching). С помощью лазера можно повреждать клетку или только ее ядро, или активировать светочувствительные белки, запуская различные клеточные процессы.
Узнай больше
Видеолекции:
Материал предоставлен партнёром — компанией «Диаэм»
Двухфотонная (мультифотонная) микроскопия является модификацией конфокальной микроскопии, позволяющей отказаться от точечных апертур [13]. Возбуждение в таком микроскопе происходит за счет возбуждения флуорофора одновременным попаданием двух фотонов неоптимальной длины волны от мощного лазера. Вероятность такого события падает с квадратом расстояния, поэтому эффективное возбуждение происходит только в месте фокусировки лазера.
Рисунок 13а. Конфокальная микроскопия: не только срезы, но и сравнительно крупные объекты. Периферийные нервы в зародыше мыши.
Рисунок 13б. Конфокальная микроскопия: не только срезы, но и сравнительно крупные объекты. Гиппокампальные нейроны на срезе мозга крысы.
Рисунок 13в. Конфокальная микроскопия: не только срезы, но и сравнительно крупные объекты. Окраска мышиной сетчатки на маркер астроцитов (красный — GFAP) и кровеносные сосуды (зеленый — коллаген IV).
Система визуализации EVOS FL Auto 2 от компании «Диаэм»
Устали проводить много времени, получая и анализируя изображения клеток? Выберите другой путь. Система визуализации EVOS FL Auto 2 (производство Thermo Fisher Scientific) — передовое решение для работы с живыми клетками, получения изображений при разных фокусных расстояниях (Z-stacking) и сшивки изображений, обладающее функцией поддержания жизнеспособности клеточных культур для изучения процессов в динамике.
Материал предоставлен партнёром — компанией «Диаэм»
Электронная микроскопия
Дифракционный предел больше ста лет ограничивал оптическую микроскопию, пока не появились идеи, как его преодолеть. В 1930-х годах создали новую технику, позволяющую рассмотреть внутриклеточные структуры максимально близко: электронную микроскопию. Ее идея состоит в использовании электронов в качестве средства «освещения». Длина волны у электрона на 5 порядков (в 100 000 раз) меньше, чем у фотона, что дает разрешение до 50 пикометров! Электронная микроскопия позволяет рассматривать вирусы и структуру белковых комплексов.
В принципе, устройство электронного микроскопа очень похоже на микроскоп оптический. В качестве источника электронов (осветителя в обычном микроскопе) используется электронная пушка, в которой поток электронов от источника (например, вольфрамовой нити) фокусируется с помощью цилиндрического электрода (цилиндра Венельта). В качестве линз используют электромагнитные катушки, работающие как магнитные линзы. Для того чтобы электроны не задерживались молекулами воздуха, внутри микроскопа создают вакуум.
Рисунок 14. Принцип работы трансмиссионного электронного микроскопа. Электроны от пушки фокусируются магнитными линзами и, проходя через сверхтонкий образец, попадают на флуоресцентный экран.
Рисунок 15. Сканирующий электронный микроскоп позволяет изучать поверхность препарата за счет многих видов отраженного излучения.
В трансмиссионной электронной микроскопии (рис. 14) изучают очень тонкие срезы клеток: препараты вирусов и тому подобные неплотные образцы. Часть электронов рассеивается или поглощается образцом, в то время как прошедшие через образец электроны попадают на флуоресцентный экран, создавая «тень» от образца — где более плотные части образца будут более темными на изображении. Трансмиссионная электронная микроскопия требует предварительной фиксации и обезвоживания препарата, а также его очень тонкой нарезки, и часто для увеличения контрастности препарат необходимо окрасить соединениями тяжелых металлов. Все эти процедуры не дают возможности наблюдать живую клетку и часто искажают изображение препарата. К тому же подготовка препаратов крайне трудоемка по сравнению с оптической микроскопией.
Электронная микроскопия позволяет метить молекулы с помощью антител, используя металлические метки (например, коллоидное золото) вместо флуорофоров, однако количество меток, которое можно использовать, ограничено по сравнению с флуоресцентной микроскопией. Несмотря на то, что именно трансмиссионная электронная микроскопия позволила нам рассмотреть структуру органелл внутри клетки, ее ограничения и дороговизна не позволяют этому методу войти в широкий лабораторный обиход.
Используя пучок электронов, образец можно «сканировать» поточечно (рис. 15), как в конфокальной микроскопии. Такой метод называется сканирующей электронной микроскопией, и в ней обычно регистрируются вторичные электроны, испускаемые образцом при попадании электронного пучка, и электроны, отраженные образцом. Метод сканирующей электронной микроскопии обычно используют для изучения поверхности образца, хотя вариант сканирующей трансмиссионной электронной микроскопии позволяет изучать тонкие срезы.
Именно сканирующая электронная микроскопия дает потрясающие объемные изображения клеток, бактерий, кристаллов, белковых матриксов и многих других объектов (рис. 16).
Рисунок 16а. Трансмисионная электронная микроскопия. Структура цитоскелета около ведущего края фибробласта.
Рисунок 16б. Сканирующая электронная микроскопия. Макрофаги и эндотелиоциты.
Рисунок 16в. Сканирующая электронная микроскопия. Фрагмент глаза дрозофилы.
Рисунок 16г. Сканирующая электронная микроскопия. Апоптотическая клетка.
Методы суперразрешения
Электронная микроскопия продвинула исследования далеко за предел разрешения оптической микроскопии, однако она не позволяет смотреть на живые объекты и использовать разноцветные метки или красители. Возможно ли преодолеть дифракционный предел в оптической микроскопии? Методы, преодолевающие предел Аббе, называются методами суперразрешения. Мы подробно остановимся на двух таких методах, за которые присудили Нобелевскую премию по химии 2014 года [14].
В 1990-х исследователи начали разрабатывать методы для преодоления дифракционного предела Аббэ. Центральную роль в разработке этих методов играл Штефан Хелль, который разработал STED-микроскопию [14–16]. В методике STED возбуждение флуорофора происходит с помощью двух лазеров — один возбуждает флуоресценцию в точке фокуса, в то время как другой тушит ее вокруг этой точки за счет смещения флуоресценции в более красную область. За достижением Хелля последовало изобретение других суперразрешающих методов — PALM/STORM, GSDIM и других.
Штефан Хелль одним из первых понял, что возможно преодолеть дифракционный предел, используя свойства самих флуорофоров. Идея Хелля состояла в том, что не обязательно ограничивать дифракцию света, который стимулирует флуоресценцию, если можно «запретить» флуоресцировать молекулам вне самого центра фокуса. Для этого он придумал использовать принцип стимулирования испускания: в нем флуорофор в
устройство, описание, для чего он нужен, фото
Бинокулярный микроскоп или, как еще его называют, стереомикроскоп – это лабораторное оборудование, которое используется для увеличения исследуемого объекта, однако, имеет одну отличительную особенность – это возможность наблюдать изображение на предметном стекле двумя глазами.
Микроскоп бинокулярный: назначение
Ранее бинокулярными микроскопами называли то оборудование, на котором можно было исследовать плоское изображение, как и на обычном микроскопе с одним окуляром, однако двумя глазами. Это обеспечивало более комфортные условия работы исследователей, чем на монокулярном оборудовании. Это достигается путем применения такой конструкции, как бинокулярная насадка, это устройство, которое позволяло видеть одну и ту же картинку двумя глазами, полученную при помощи одного объектива.
В настоящее время это понятие несколько видоизменилось, расширилось и приобрело несколько другое понятие. Сейчас бинокулярный микроскоп позволяет рассматривать увеличенное изображение в стереорежиме, то есть стереоизображение, которое характеризуется объемной картинкой.
Особо известной разновидностью современных бинокулярных микроскопов является стереомикроскоп сравнения, который используется в криминалистике.
Микроскоп бинокулярный: устройство
Современные бинокулярные микроскопы имеют некоторые особенности своего устройства. Он представляет собой оборудование, в котором человек рассматривает предмет через две совершенно независимые друг от друга оптические системы. Зачастую используются два независимых окуляра, однако, один объектив. Однако в каждый окуляр попадают независимые лучи, проходящие через один объектив, и изображение в каждом окуляре получается под определенным углом. Это и создает эффект стереоизображения, которое воспринимается человеческим глазом, как трехмерное, а не плоское.
Бинокулярный микроскоп: описание применения оборудования
Бинокулярный микроскоп, для чего он нужен? Дело в том, что способность человеческих глаз достаточно ограничена в плане рассмотрения малых объектов. Если их размер менее, чем 150 мкм, то это, увы, неуловимо человеческому глазу. Именно для этого и созданы микроскопы. Что касается бинокулярного оборудования для увеличения, то именно с его помощью исследователь может оценить размеры, форм, очертания объекта, то есть, получить стереоскопическую картину исследуемого материала. Это касается бактерий, животных и растительных клеток, кристаллов и других мелких объектов, которые могут подлежать исследованию.
Как пользоваться цифровым микроскопом настольным? К нам часто поступают такого рода вопросы, поэтому вкратце остановимся на нем. Итак, на предметное стекло размещают предмет исследования, который располагают на предметном столике под источником освещения. Зафиксировав предметное стекло, требуется настроить освещение: если это предмет прозрачный (материал исследования), то применяют нижнее освещение, а если непрозрачный, тогда верхне боковое освещение. В редких случаях приходится прибегать к использованию обоих источников света. Исследование начинают с объектива невысокой частоты, а затем используют более мощные объективы.
Наиболее широкое применение такие стереомикроскопы приобрели в исследованиях структуры поверхности твердых тел (кристаллов, минералов), также медицина не является исключением, микрохирургия никак не обходиться без такого оборудования, когда крайне важно рассмотреть именно объемное изображение тканей и структур человеческого организма для проведения микрохирургических манипуляций, ценностью которых является человеческая жизнь. И от качества полученного изображения, а также комфорта работы с оборудованием врача зависит исходы таких оперативных вмешательств.
Современные бинокулярные микроскопы также имеют дополнительный цифровой модуль, например, видеокамеру либо цифровой фотоаппарат, позволяющий делать зарегистрировать полученное изображение в виде фотографий либо видеофайлов.
Выбирая для медицинской или иной лаборатории микроскоп бинокулярный, регистрационное удостоверение должно прилагаться к каждому устройству. На это стоит обращать внимание при покупке такого оборудования, а также отдавать предпочтение только проверенным магазинам и фирмам-производителям такой техники.
Научно-исследовательский проект «Что такое микроскоп?» — Eстествознание — Детские исследовательские проекты — Обучение и развитие — ПочемуЧка
ВведениеРазве кого-то из школьников не интересует устройство всего живого на Земле? Мы постоянно задаем сложнейшие вопросы папам, мамам и учителям в школе. Меня всегда интересует, как устроены предметы, мне интересны эксперименты, я люблю делать открытия, узнавать что-то новое.
Однажды я увидела в одном из мультфильмов микроскоп, там очень интересно рассказывали об его устройстве. Мне тут же захотелось проверить, как он работает и что в него можно разглядеть. К тому же, мне подарили этот замечательный прибор на Новый год!
Цель моего исследования: исследовать возможности микроскопа, его применение в разных профессиях. Создать микроскоп своими руками.
Задачи исследования:
1. Узнать историю создания микроскопа.
2. Узнать, из чего состоят микроскопы, и какими могут они быть.
3. Провести опыты с элементами исследования.
Объектом исследования является изучение микроскопа, а предметом – его возможности.
В данной работе были использован метод наблюдения, изучения специальной литературы: словаря, энциклопедии, эксперимент, просмотр телепередачи, беседа со взрослыми.
Микроскоп
Что такое микроскоп
Микроскоп (от греч. — малый и смотрю) — оптический прибор для получения увеличенных изображений объектов, невидимых невооружённым глазом.
Микроскоп можно назвать прибором, открывающим тайны. Увлекательное это занятие — рассматривать что-либо в микроскоп.
История появления микроскопа
И кто же придумал это чудо — микроскоп? В 16 веке в Голландии жил мастер по изготовлению очков для людей со слабым зрением. Он делал очки и продавал их всем, кто в этом нуждался. Было у него двое детей — два мальчика. Они очень любили забираться в мастерскую отца и играть его инструментами и стеклами. И вот однажды, когда отец куда-то отлучился, ребята пробрались по обыкновению к его рабочему столу. На столе лежали стекла, приготовленные для очков, а в углу валялась короткая медная трубка: из нее мастер собирался вырезать кольца — оправу для очков. Ребята втиснули в концы трубки по очковому стеклу. Старший мальчик приставил к глазу трубку и посмотрел на страницу развернутой книги, которая лежала здесь же на столе. К его удивлению, буквы стали огромными. В трубку посмотрел младший и закричал, пораженный: он увидел запятую, но какую запятую — она была похожа на толстого червяка! Ребята навели трубку на стеклянную пыль и увидели не пыль, а кучку стеклянных зернышек. Трубка оказалась прямо волшебной: она сильно увеличивала все предметы. О своем открытии ребята рассказали отцу. Тот даже не стал ругать их: так был он удивлен необычной трубкой. Он попробовал сделать другую трубку с такими же стеклами, длинную и раздвижную. Новая трубка увеличивала еще лучше. Это и был первый микроскоп.
Микроскопы в разные года выглядели по-разному, но с каждым годом становились всё сложнее, и у них стало появляться много деталей.
Со временем другие мастера тоже стали пробовать изобретать микроскопы.
Первый крупный сложный микроскоп сделал английский физик Роберт Гук в 17 веке.
Вот так выглядели микроскопы в 18 веке. В 18 веке было много путешественников. И им нужно было иметь дорожный микроскоп, который бы умещался в сумке или кармане пиджака. В первой половине XVIII в. Часто использовали «карманный» микроскоп, сконструированный английским оптиком Дж. Вильсоном.
Как устроен микроскоп
Изучив специальную литературу: энциклопедии, словарь, посмотрев познавательную телепередачу, презентацию, наблюдая за самим прибором могу сказать из чего состоит микроскоп?
Все микроскопы состоят из следующих деталей:
Часть микроскопа Для чего нужна
окуляр увеличивает изображение, которое получено от объектива
объектив обеспечивает увеличение мелкого предмета
тубус зрительная трубка, соединяет объектив и окуляр
винт настройки поднимает и опускает тубус, позволяет приближать и отдалять предмет исследования
предметный столик на нём размещается предмет рассмотрения
зеркало помогает направлять свет в отверстии на предметном столике.
В этом чудесном приборе нет не нужных деталей. Каждая деталька очень важна.
Есть ещё подсветка и зажимы.
Виды микроскопов
Ещё я узнала, какие могут быть микроскопы. В современном мире все микроскопы можно разделить:
1) Учебные микроскопы. Их называют еще школьные или детские.
Учебные или детские микроскопы являются самыми простыми в строении и использовании. Основная задача такого микроскопа-научить ребенка пользоваться микроскопом и заинтересовать его эти направлением науки.
2) Цифровые микроскопы. Основная задача цифрового микроскопа- не просто показать объект в увеличенном виде, но и сделать фотографию или снять видеоролик. Цифровой микроскоп – это интерактивное оборудование, состоящего из самого микроскопа и цифровой камеры.
При работе с цифровым микроскопом можно во много раз увеличить изображение исследуемого объекта, передать полученные данные в компьютер, показать их другим с помощью проектора, сохранить результаты исследования для дальнейшего использования.
3) Лабораторные микроскопы. Главной задачей лабораторного микроскопа являются проведение конкретных исследований в различных областях науки, промышленности, медицине. Лабораторный микроскоп – это уже профессиональный оптический прибор, с помощью которого производятся многие научные исследования и делаются научные открытия.
4) Рентгеновский микроскоп — прибор, исследующий микроскопическую структуру и строение объекта при использовании рентгеновского излучения. Рентгеновский микроскоп имеет большие возможности.
Эксперименты.
Эксперимент № 1 по созданию микроскопа своими руками.
Когда мы искали сведения об истории микроскопа, то на одном из сайтов узнали, что можно сделать свой микроскоп из капли воды. Вместе с микроскопом мне подарили альбом для проведения экспериментов «Юный химик». И тогда я решила попробовать провести эксперимент по созданию такого микроскопа. Из капли воды можно сделать маленький микроскоп. Капля воды мне будет служит линзой (увеличительной лупой).
Для этого нужно взять плотную бумагу, проколоть в ней толстой иглой дырочку и на нее аккуратно посадить каплю воды. Микроскоп готов! Поднесите эту капельку к газете – буквы увеличились. Чем меньше капля, тем больше увеличение. В первом микроскопе, изобретенном Левенгуком, все было сделано именно так, только капелька была стеклянная.
Начиная работу над изобретением своего микроскопа мне потребовалась помощь взрослого-мамы. Она предложила немного изменить способ изобретения прибора. Для работы нам понадобились:
1. Коробка из-под конфет с прозрачными декоративными вставками.
2. Баночка с водой.
3. Пипетка.
4. Лист бумаги с текстом.
Когда мы всё это собрали, то приступили к созданию модели микроскопа.
1 шаг: для эксперимента я взяла баночку с водой.
2 шаг: с помощью ножниц я отрезал от коробки верхнюю часть, в которой были прозрачные вставки из плотной пленки, которые в дальнейшем будут зеркалом.
3 шаг: на прозрачную пленку с помощью пипетки нанесла каплю воды
4 шаг: посмотрела на текст поддерживая заготовку над листочком с текстом и увидела, что буквы увеличиваются, если смотреть на них через каплю воды. Вот что получилось:
Эксперимент №2. Проведение опыта с использованием учебного микроскопа.
Не так давно нам задали очень интересное домашнее задание по окружающему миру. Нужно было провести опыт со снегом. Понаблюдать, что с ним происходит при комнатной температуре и выяснить какой он снег: чистый или грязный.
Для эксперимента мне понадобились:
1. Стакан со снегом
2. 2 колбы
3. Воронка с фильтром (ватный диск)
4. Пипетка
5. Учебный микроскоп
Когда мы всё это собрали, то приступили к эксперименту.
1 шаг: для эксперимента я взяла стакан, набрала в него снег.
2 шаг: поставила стакан со снегом на стол, записала время. На часах было 19:45
3 шаг: когда на часах было 20:45 снег полностью растаял и превратился в воду.
4 шаг: для того, чтобы узнать чистый ли был снег я взяла воронку и ватный диск, который служил фильтром.
5 шаг: из одной колбы с помощью воронки перелила талую воду в другую колбу
6 шаг: достала из воронки фильтр и положила под микроскоп.
Мое исследование показало, что на фильтре остались частицы грязи, вода прошла очистку через ватный диск. Значит снег только кажется белым и чистым, а в самом деле содержит в себе грязные вещества и микробы.
7 шаг: при помощи пипетки взяла образец очищенной воды на анализ и увидела, что она почти чистая.
Заключение
Итак, мне удалось:
Quick Access
Windows
Mac
Chrome OS
Linux
Android
Обновить драйвер в Windows
Windows
Поскольку микроскопы Jiusion используют стандартный набор микросхем веб-камеры, они автоматически устанавливают драйверы веб-камеры (UVC) по умолчанию при подключении к хост-устройству.Их можно использовать с любыми приложениями для веб-камеры. Пользователь может выбрать один или несколько для установки.
Встроенное приложение камеры Win10 | xploview | Amcap | Система охлаждения | |
Простота установки | √ | √ | × | × |
Удобство для пользователя | √ | √ | × | × |
Кнопка работает | × | √ | √ | × |
Кнопка масштабирования работает | × | × | √ | × |
Функция измерения | × | × | × | √ |
Поддержка | Только Win10 | Win7 / 8/10 | Win7 / 8/10 | Win7 / 8/10 |
Пользователь Windows 10, пожалуйста, убедитесь, что в настройках конфиденциальности включена «Камера».
1) Встроенное приложение камеры Win10
Если вы являетесь пользователем Win10, вы можете подключить микроскоп к компьютеру Win10 и открыть это приложение, чтобы напрямую использовать микроскоп. Вы можете нажать на логотип «Windows» слева и найти приложение «Камера». Обратной стороной является то, что вы не можете использовать кнопки привязки и масштабирования в этом приложении.
2) xploview
2.1 Загрузить xploview
xploview.exe (3,87 МБ) Windows XP, Vista, 7, 8, 10 | 32 или 64 бит
2.2 Установите xploview
Дважды щелкните «xploview» , чтобы начать установку. Выберите свой первый язык и нажмите «Далее» .
Щелкните «Обзор» , если хотите установить на другие корма. Щелкните «Далее» .
Щелкните «Установить» .
Дождитесь завершения установки. Щелкните «Готово» , чтобы завершить установку.
2.3 Снимите крышку объектива микроскопа и подключите ее к компьютеру
2.4 Откройте xploview
Щелкните ① «Настройки» — ② «Устройство» , чтобы выбрать «USB2.0 UVC PC Camera» в раскрывающемся списке. Нажмите «Применить» . Обратите внимание, что кнопка масштабирования не работает в этой программе.
3) Amcap
3.1 Загрузите Amcap
Amcap — это специальный программный пакет для Windows (XP и выше), разработанный специально для работы с микроскопом.
Amcap.zip (3,38 МБ) Windows XP, Vista, 7, 8 | 32 или 64 бит
Amcap.exe (9,46 МБ) Windows 10 | 32 или 64 бит
Нажмите эту ссылку, чтобы отправить нам электронное письмо, если вы не можете его загрузить [email protected]
3.2 Распакуйте Amcap.zip
Шаг 1 : Щелкните правой кнопкой мыши Amcap.zip и выберите « Извлечь все . «. Шаг 2 : Нажмите «Браузер», чтобы выбрать место для сохранения Amcap, и нажмите «Извлечь». Шаг 3 : Дважды щелкните извлеченную папку «Amcap», чтобы открыть ее.
3.3 Установите Amcap
Дважды щелкните « setup.exe ”, чтобы установить Amcap. Выберите ① Далее — ② Далее — ③ Установить — ④ Да — ⑤ Готово — ⑥ Нет, я перезагружу компьютер позже и Завершить .
3.3 Снимите крышку объектива микроскопа, подключите микроскоп и откройте Amcap
Подключите микроскоп к компьютеру. Щелкните правой кнопкой мыши Amcap и выберите « Запуск от имени администратора », чтобы открыть программное обеспечение Amcap. Щелкните «Устройства», чтобы выбрать «Устройство камеры GL USB2.0 UVC». Если вы не можете найти файл «GL USB2.0 UVC Camera Device », нажмите« Обновить драйвер »в Windows для настройки.
3.4 Настройте место для сохранения изображений и видео
Изображения : выберите« Capture »- Snapshot Location — Найдите или создайте папку и нажмите «Открыть». Вы можете дважды щелкнуть кнопку Snap , чтобы сделать снимок.
Видео : нажмите «Файл» — «Установить файл захвата». Найдите и выберите видеофайл в формате avi. Нажмите « Открыть ».
4) CoolingTech
Программное обеспечение для измерений Coolingtech совместимо с Windows 7 8 10.
4.1 Загрузите CoolingTech
По этой ссылке мы предоставили зеленую версию без установки. Вы можете удалить напрямую, если хотите удалить его. Щелкните ссылку ниже, чтобы загрузить Coolingtech.zip.
Coolingtech.zip (2,55 МБ) Windows XP, Vista, 7, 8, 10 | 32 или 64 бит
4.2 Распакуйте Coolingtech.zip
После завершения загрузки щелкните правой кнопкой мыши «Coolingtech.zip», чтобы выбрать «Извлечь все …» для извлечения файлов.
4.3 Откройте программу CoolingTech
Щелкните правой кнопкой мыши CoolingTech.exe, чтобы выбрать « Запуск от имени администратора », чтобы открыть CoolingTech.exe. Поскольку это версия без установки, вы можете открыть папку Coolingtech и запустить « CoolingTech.exe » от имени администратора, чтобы использовать программное обеспечение для измерений Coolingtech. Закройте другое программное обеспечение веб-камеры, например приложение камеры, xploview и Amcap, если вы ничего не видите в этом программном обеспечении. Обратите внимание, что в этой программе не работают кнопки привязки и масштабирования. Если в программном обеспечении возникают ошибки или вы хотите получить программное обеспечение для измерения различий, свяжитесь с нами по электронной почте нашей службы поддержки клиентов [email protected].
Mac
Приложение Digital Viewer совместимо с программным обеспечением для микроскопов Mac общего назначения от компании Plugable Technologies. Установите приложение, как показано ниже, и откройте его. Подключите микроскоп к Mac. Нажмите «Настройки» — «Устройство», чтобы выбрать «USB2.0 UVC PC Camera» в раскрывающемся списке, чтобы микроскоп работал. Пользователи MacOS10.14 и более поздних версий, которым необходимо разрешить приложению «Digital Viewer» доступ к камере в «Системных настройках» — «Безопасность и конфиденциальность».Обратите внимание, что кнопка масштабирования не работает в этой программе. Нажмите это письмо, чтобы связаться с нами, если вы не можете использовать микроскоп на Mac [email protected]
Digital_Viewer_3.3.30.pkg (8.66MB) macOS (10.13.4 и новее) | 64-разрядная версия
Digital_Viewer_3.1.06.dmg (2,67 МБ) Предыдущие версии macOS / OS X (10.5 и новее) | 32 бит
Снимите крышку объектива microscpe
Chrome OS
У нас нет драйверов для Chrome OS, поскольку микроскопы Jiusion можно использовать с приложением Camera по умолчанию, которое поставляется с Chrome.Перейдите в «Настройки»> «Дополнительные настройки»> «Конфиденциальность»> «Настройки содержимого»> «Камера» и в раскрывающемся списке измените устройство на «USB-микроскоп». Получите доступ к камере, и ваш увеличенный объект должен появиться на экране.
Снимите крышку объектива microscpe
Linux
Ubuntu: найдите приложение-сыр и нажмите «Установить». После завершения установки откройте приложение Cheese. Если программа отображает другую камеру, щелкните слово «сыр» на верхней панели, чтобы перейти к настройкам.На вкладке веб-камеры щелкните раскрывающееся меню и выберите USB-микроскоп.
Снимите крышку объектива microscpe
Android
Обратите внимание, что поддержка Android осуществляется в индивидуальном порядке. Производители устройств должны иметь встроенную поддержку устройств USB Video Class, иначе это не сработает.
Шаг 1. Установите приложение
Вы можете установить стороннее приложение камеры, такое как «OTG View», «USB Camera», как показано ниже, или установить его из Google Play. Обратите внимание, что он может сообщать о небезопасности, поскольку вы устанавливали его не из Google Play.Вы можете продолжить установку или установить ее из Google Play.
Примечание. Пользователь Android 10, пожалуйста, нажмите на ссылку ниже, чтобы загрузить напрямую (пожалуйста, не обращайте внимания на отчет о безопасности). Приложения, загруженные из Google Play, не работают с микроскопом, который в настоящее время установлен на Android 10. Нажмите здесь, чтобы прочитать уведомление об ошибке Android 10.
Загрузите установочный пакет напрямую:
OTG View.apk (17,52 МБ) Android 4.4 и выше
USBCAMERA.apk (4,18 МБ) Android 4.4 и выше
AN98.apk (14.01.MB) Android 4.0 и выше
Скачать из Google Play (НЕТ для Android 10):
OTG View, USB Camera, AN98
Шаг 2: Включите функцию OTG
Некоторым телефонам может потребоваться включить OTG вручную, щелкнув вниз в верхней части экрана. Если вы не можете его найти, перейдите к шагу 3.
Шаг 3. Подключите микроскоп к телефону Android
Пользователь телефона с разъемом Micro USB переверните кусок USB-штекера от микроскопа и подключите разъем micro USB к телефону.Пользователь телефона типа C используйте адаптер типа c для подключения микроскопа к телефону типа C. Откройте приложение (USB-камера / OTG View / AN98), чтобы использовать микроскоп. Если светодиод микроскопа не загорается, нажмите на эту ссылку электронной почты [email protected], чтобы связаться с нами. Это проблема с подключением micro usb или type c. Мы обменяем адаптер на вас.
Снять крышку объектива microscpe
Обновить драйвер в Windows
Нам просто нужно удалить « GL USB2.0 UVC Camera Device «. И система автоматически установит и переключится на встроенное приложение камеры. Откройте» Control Panel «-» Uninstall a grogram «-» GL USB2.0 UVC Camera Device «. Щелкните правой кнопкой мыши и выберите» удалить «. Вот и все.
Шаг 1 Вы можете найти панель управления, выполнив поиск» Control Panel «на Cortana. Или щелкните правой кнопкой мыши» This PC «и выберите» Properties «-» Control Panel Home «.Нажмите « Удалить программу ».
Шаг 2 Выберите « GL USB2.0 UVC Camera Device » и щелкните правой кнопкой мыши, чтобы выбрать « Удалить / изменить ».
Шаг 3 Драйвер микроскопа переключится на « USB2.0 UVC PC Camera ». Откройте Amcap или другое программное обеспечение микроскопа, чтобы использовать микроскоп.
Микроскопы | Olympus Life Science
Olympus — ведущий производитель микроскопов для биологических наук и промышленности.Обладая более чем 100-летним опытом разработки микроскопов, мы предлагаем инновационные оптические решения для многих приложений. Изучите наши микроскопы для образования, обучения, лабораторий и передовых исследований в областях наук о жизни, таких как патология и цитология. Ознакомьтесь с нашими новейшими системами лазерного сканирования, сверхвысокого разрешения, стерео, вертикальных, перевернутых и исследовательских макро-зум-микроскопов, нажав на ссылки ниже.
Вертикальные микроскопы Olympus предлагают отличную эргономику для удобной работы и высококачественную оптику для высокой воспроизводимости цветов.Модульные опции позволяют использовать различные стили наблюдения, такие как светлое поле, темное поле, поляризация, фазовый контраст и флуоресценция. Приобретите ряд моделей вертикальных микроскопов с ручным и автоматическим управлением, которые идеально подходят для патологических и цитологических исследований, клинических лабораторных исследований и т. Д. | Стереомикроскопы Olympus сочетают в себе высококачественную оптику с отличной эргономикой, что обеспечивает комфортное наблюдение и отличное качество изображения при малом и большом увеличении. Ускорьте рутинные исследования с помощью широкого коэффициента масштабирования для плавного просмотра от макро до микро.Ознакомьтесь с нашими моделями стереомикроскопов, которые идеально подходят для яркого поля, наклонного и расширенного флуоресцентного наблюдения. |
Наша линейка высокопроизводительных инвертированных микроскопов может обеспечить точность и повторяемость, необходимые для эффективных исследовательских экспериментов. Откройте для себя наш ассортимент систем инвертированных микроскопов Olympus, таких как решения для сверхвысокого разрешения, составные, TIRF-изображения и конфокальная микроскопия. Найдите модели микроскопов с высоким разрешением, идеально подходящие для рутинных экспериментов, флуоресцентной визуализации и динамического наблюдения за живыми клетками. | Узнайте больше об исследовательском макро-зум-микроскопе Olympus MVX10. Этот высокоточный микроскоп устраняет разрыв между макро- и микронаблюдением и обеспечивает выдающуюся яркость и разрешение. Обеспечивает расширенную флуоресцентную визуализацию целых организмов, а также подробное наблюдение за экспрессией генов на клеточном уровне. |
Микроскопы Olympus со сверхвысоким разрешением обеспечивают сверхбыструю скорость визуализации, позволяющую быстро выявлять детали сверхвысокого разрешения в трехмерных образцах и экспериментах с живыми клетками.Ознакомьтесь с нашей системой микроскопа IXplore SpinSR, которая обеспечивает продление жизнеспособности клеток в покадровых экспериментах. Получайте четкие микроскопические изображения сверхвысокого разрешения с меньшим размытием даже в толстых образцах. | Конфокальные и многофотонные лазерные сканирующие микроскопы Olympus предназначены для решения некоторых из наиболее сложных задач современной науки. Наши микроскопы обеспечивают высокую чувствительность и скорость, необходимые для экспериментов с живыми клетками и получения изображений глубоких тканей.Изучите наши решения для лазерных сканирующих микроскопов, которые подходят для таких областей, как клеточная биология, нейробиология, исследования рака и исследования стволовых клеток. |
Наши системы микроскопов, основанные на решениях, разработаны для конкретных приложений, таких как интрацитоплазматическая инъекция сперматозоидов (ИКСИ) для вспомогательных репродуктивных технологий, визуализация биолюминесценции клеток в течение длительного времени, высокоточное виртуальное сканирование слайдов и физиологические эксперименты. . Системы микроскопов на базе решений Olympus предлагают качественную оптику, скорость и гибкость. |
Недоступно в вашей стране
Извините, эта страница не
доступен в вашей стране.
Как пользоваться микроскопом
Как пользоваться микроскопом — Микроскопы 4 школыСоставные микроскопы
- Поверните вращающуюся револьверную головку (2) так, чтобы линза объектива с наименьшим увеличением (например, 4x) встала на место со щелчком.
- Поместите предметное стекло микроскопа на предметный столик (6) и закрепите его зажимами предметного столика.
- Посмотрите на линзу объектива (3) и столик сбоку и поверните ручку фокусировки (4) так, чтобы столик двигался вверх. Поднимите его до упора, не позволяя объективу касаться покровного стекла.
- Посмотрите в окуляр (1) и перемещайте ручку фокусировки, пока изображение не станет резким.
- Отрегулируйте конденсатор (7) и интенсивность света для максимального количества света.
- Перемещайте предметное стекло микроскопа, пока образец не окажется в центре поля зрения (то, что вы видите).
- Используйте ручку фокусировки (4), чтобы сфокусировать образец и повторно отрегулируйте конденсор (7) и интенсивность света для получения наиболее четкого изображения (с объективами малой мощности вам может потребоваться уменьшить интенсивность света или закрыть конденсор).
- Когда у вас есть четкое изображение вашего образца с объективом с наименьшим оптическим увеличением, вы можете перейти на линзы следующего объектива. Возможно, вам потребуется повторно отрегулировать фокусировку образца и / или отрегулировать конденсор и интенсивность света. Если вы не можете сфокусироваться на образце, повторите шаги с 3 по 5 с линзой объектива с большим увеличением. Не позволяйте линзе объектива касаться предметного стекла!
- Когда закончите, опустите столик, установите линзу малой мощности на место и снимите слайд.
ПРИМЕЧАНИЯ:
Предметное стекло микроскопа должно быть подготовлено с покровным стеклом поверх образца, чтобы защитить линзы объектива, если они касаются предметного стекла.
- Не прикасайтесь пальцами к стеклянной части линз. Для очистки линз используйте только специальную бумагу для линз.
- Всегда закрывайте микроскоп, когда он не используется.
- Всегда носите микроскоп обеими руками. Возьмитесь за руку одной рукой, а другой рукой поместите под основание для поддержки.
Стереомикроскопы
- Поместите образец на предметный столик (3) и включите светодиодный индикатор (2).
- Посмотрите в окуляры (4) и перемещайте ручку фокусировки (1), пока изображение не станет резким.
- Отрегулируйте расстояние между окулярами (4), пока вы не сможете четко видеть образец обоими глазами одновременно (вы должны увидеть образец в 3D).
ПРИМЕЧАНИЯ:
- Когда вы перемещаете образец, вам придется снова сфокусироваться, перемещая ручку фокусировки.
ОБЩИЙ ВИД МИКРОСКОПОВ | ||||
НОМЕР МОДЕЛИ: KG-1 | МОДЕЛЬ
НЕТ: КГ-2 | МОДЕЛЬ
НЕТ: КГ-3 | МОДЕЛЬ
НЕТ: KG-5 | |
МОДЕЛЬ НЕТ: МОНО МИНИ | МОДЕЛЬ
НЕТ: MONO-CXL | МОДЕЛЬ
НЕТ: KG-7A | МОДЕЛЬ
НЕТ: MMC-220 | |
МОДЕЛЬ НЕТ: БИНО МИНИ | НОМЕР МОДЕЛИ: BINO-CXL | МОДЕЛЬ
НОМЕР: BI-K-7A | МОДЕЛЬ
НЕТ: BMC-220 | |
НОМЕР МОДЕЛИ: TMC-220 | МОДЕЛЬ НЕТ: TMC-1 | МОДЕЛЬ НЕТ: TMC-2 | МОДЕЛЬ НЕТ: TMC-3 | |
СТЕРЕО-БИНОКЛЯРНЫЕ МИКРОСКОПЫ | ZOOM STEREO BINOCULAR КАТАЛОГ | ZOOM STEREOTRINOCULAR | КАТАЛОГ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ |
Как пользоваться микроскопом
Типы Микроскопов
Свет Микроскоп — модели, используемые в большинстве школ, используют составные линзы для увеличения объектов.Линзы изгибают или преломляют свет, чтобы объект под ними казался ближе. Обычные увеличения: 40x, 100x, 400x
Стереоскоп — этот микроскоп позволяет в бинокль (два глаза) рассматривать более крупные образцы.
Сканирование Электронный микроскоп — позволяет ученым видеть Вселенную слишком маленькую, чтобы быть видно в световой микроскоп. SEM не используют световые волны; они используют электроны (отрицательно заряженные электрические частицы), чтобы увеличивать объекты до двух миллионов раз.
Трансмиссия Электронный микроскоп — также использует электроны, но вместо сканирования поверхности (как и в случае с SEM) электроны проходят через очень тонкие образцы.
Детали микроскопа
Викторина Назовите части микроскопа сами! | Распечатайте пустой микроскоп для маркировки
Увеличение
Ваш микроскоп имеет 3 увеличения: сканирующее, низкое и высокое.Каждая цель будет иметь написано увеличение. В дополнение к этому окулярная линза (окуляр) имеет увеличение. Общее увеличение окуляра x объектива
Увеличение | окуляр линза | Итого Увеличение | |
Сканирование | 4x | 10х | 40x |
Низкий Мощность | 10х | 10х | 100 х |
Высокая мощность | 40x | 10х | 400x |
Общие процедуры
1.Убедитесь, что все рюкзаки и хлам убраны из проходов.
2. Подключите микроскоп
к удлинителям. Для каждого ряда столов используется один и тот же шнур.
3. Храните с обмотанным шнуром вокруг микроскопа и со щелчком сканирующего объектива.
4. Держите за основание и за руку обеими руками.