Микроскоп. Принципът на действие на микроскопа е изграждането на изображението. Микроскоп и микроскопски методи за изследване

Микроскоп(от гръцки. mikros- малки и скопео- виж) - оптичен инструментза получаване на уголемен образ на малки предмети и техните детайли, невидими с просто око.

Първият известен микроскоп е създаден през 1590 г. в Холандия от потомствени оптици Захарии Ханс Янсенами който монтира две изпъкнали лещи в една тръба. По късно Декарт в книгата си "Диоптрика" (1637) той описва по-сложен микроскоп, съставен от две лещи - плоско-вдлъбната (окуляр) и двойно изпъкнала (обектив). Позволено е допълнително подобряване на оптиката Антъни ван Льовенхук през 1674 г. да направи лещи с увеличение, достатъчно за извършване на прости научни наблюденияи за първи път през 1683 г. за описание на микроорганизми.

Съвременният микроскоп (Фигура 1) се състои от три основни части: оптична, осветителна и механична.

Основни подробности оптична част Микроскопът е две системи от увеличителни лещи: окулярът, обърнат към окото на изследователя, и лещата, обърната към препарата. Окуляри Те имат две лещи, горната от които се нарича основна, а долната събирателна. На рамката на окулярите посочете какво произвеждат нараства(×5,×7,×10,×15). Броят на окулярите в микроскопа може да бъде различен и следователно да се различават монокулярен и бинокъл микроскопи (предназначени за наблюдение на обект с едно или две очи), както и тринокъл , което ви позволява да се свържете към системите за документиране на микроскопа (фото и видео камери).

Лещи Те представляват система от лещи, затворени в метална рамка, от която предната (фронтална) леща създава увеличение, а коригиращите лещи, разположени зад нея, елиминират несъвършенствата на оптичното изображение. На рамката на лещите цифрите също показват какво произвеждат. нараства (×8,×10,×40,×100). Повечето модели, предназначени за микробиологични изследвания, са оборудвани с няколко лещи с различни увеличения и ротационен механизъм, предназначен за бърза смяна - купол , често наричан " купол ».

осветителна часте проектиран да създава светлинен поток, който ви позволява да осветявате обекта по такъв начин, че оптичната част на микроскопа да изпълнява функциите си с най-голяма точност. Осветителната част в микроскоп с пряка пропускаща светлина се намира зад обекта под лещата и включва Източник на светлина (лампа и ел. захранване) и опто- механична система (кондензатор, регулируеми диафрагми на полето и апертурата). Кондензатор се състои от система от лещи, които са проектирани да събират лъчи, идващи от източник на светлина в една точка - фокус , който трябва да е в равнината на разглеждания обект. На свой ред д диафрагма разположен под кондензатора и предназначен да регулира (увеличава или намалява) потока от лъчи, преминаващи от източника на светлина.

МеханичниМикроскопът съдържа части, които съчетават оптичните и осветителните части, описани по-горе, както и ви позволяват да поставяте и местите изследвания образец. Съответно механичната част се състои от основания микроскоп и държач , към чийто връх са прикрепени тръба - куха тръба, предназначена да побере обектива, както и купола, споменат по-горе. По-долу е обектна маса върху които се поставят предметни стъкла с тестови образци. Сцената може да се движи в хоризонтална равнина с помощта на подходящо устройство, както и нагоре и надолу, което ви позволява да регулирате остротата на изображението с помощта на груб (макрометричен) и прецизни (микрометрични) винтове.

Нараства,което дава микроскопът се определя от произведението на увеличението на обектива и увеличението на окуляра. В допълнение към светлинната микроскопия в специалните методи на изследване се използват широко: тъмно поле, фазово-контрастна, луминесцентна (флуоресцентна) и електронна микроскопия.

Първичен(собствен) флуоресценция възниква без специално лечение на лекарства и е присъщо на редица биологично активни вещества, като ароматни аминокиселини, порфирини, хлорофил, витамини А, В2, В1, някои антибиотици (тетрациклин) и химиотерапевтични вещества (акрихин, риванол). Втори (индуциран) флуоресценция възниква в резултат на обработка на микроскопични обекти с флуоресцентни багрила - флуорохроми. Някои от тези багрила са дифузно разпределени в клетките, докато други се свързват селективно с определени клетъчни структури или дори с определени химикали.

За този тип микроскопия, специални флуоресцентни (флуоресцентни) микроскопи , които се различават от конвенционалния светлинен микроскоп по наличието на мощен източник на светлина (живачно-кварцова лампа със свръхвисоко налягане или халогенна кварцова лампа с нажежаема жичка), излъчваща предимно в дълговълновата ултравиолетова или късовълнова (синьо-виолетова) област на видимия спектър.

Този източник се използва за възбуждане на флуоресценция, преди излъчената светлина да премине през специален вълнуващо (синьо-виолетово) светлинен филтър и отразено намеса лъчеразделяне плоча , които почти напълно прекъсват радиацията с по-дълга дължина на вълната и предават само тази част от спектъра, която възбужда флуоресценцията. В същото време, в модерни моделиПри флуоресцентните микроскопи възбуждащото лъчение навлиза в препарата през обектива (!) заключване (жълто) светлинен филтър , който прекъсва късовълновата вълнуваща радиация и предава луминесцентна светлина от препарата към окото на наблюдателя.

Поради използването на такава система от светлинни филтри, интензитетът на луминесценция на наблюдавания обект обикновено е нисък и следователно луминесцентната микроскопия трябва да се извършва в специални затъмнени помещения .

Важно изискване при извършване на този вид микроскопия е и използването на нефлуоресцентно потапяне и ограничаваща среда . По-специално, за да се потуши присъщата флуоресценция на кедрово или друго имерсионно масло, към него се добавят малки количества нитробензен (от 2 до 10 капки на 1 g). От своя страна, буферен разтвор на глицерол, както и нефлуоресцентни полимери (полистирол, поливинилалкохол) могат да се използват като заключителна среда за препарати. В противен случай при провеждане на луминесцентна микроскопия се използват конвенционални предметни стъкла и покривни стъкла, които пропускат лъчение в използваната част от спектъра и нямат собствена луминесценция.

Съответно важните предимства на флуоресцентната микроскопия са:

1) цветно изображение;

2) висока степен на контраст на самосветещи обекти на черен фон;

3) възможността за изследване на клетъчни структури, които селективно абсорбират различни флуорохроми, които са специфични цитохимични индикатори;

4) възможността за определяне на функционални и морфологични промени в клетките в динамиката на тяхното развитие;

5) възможността за специфично оцветяване на микроорганизми (с помощта на имунофлуоресценция).

електронна микроскопия

Положени са теоретичните основи за използване на електрони за наблюдение на микроскопични обекти У. Хамилтън , който установи аналогия между преминаването на светлинни лъчи в оптически нееднородни среди и траекториите на частиците в силовите полета, а също де Бройл , който излага хипотезата, че електронът има както корпускулярни, така и вълнови свойства.

В същото време, поради изключително късата дължина на вълната на електрона, която намалява правопропорционално на приложеното ускоряващо напрежение, теоретично изчислената ограничение на резолюцията , което характеризира способността на устройството да показва отделно малки, възможно най-близки детайли на обекта, за електронен микроскоп е 2-3 Å ( ангстрьом , където 1Å=10 -10 m), което е няколко хиляди пъти по-високо от това на оптичен микроскоп. Първото изображение на обект, образуван от електронни лъчи, е получено през 1931 г. немски учени М. Кнолем и Е. Руска .

В дизайна на съвременните електронни микроскопи източникът на електрони е метал (обикновено волфрам), от който след нагряване до 2500 ºС в резултат термоелектронна емисия се излъчват електрони. С помощта на електрически и магнитни полета възникващите електронен поток можете да ускорявате и забавяте, както и да отклонявате във всяка посока и фокус. По този начин ролята на лещите в електронен микроскопиграе набор от подходящо изчислени магнитни, електростатични и комбинирани устройства, наречени " електронни лещи" .

Необходимо условие за движението на електроните под формата на лъч върху голямо разстояниесъщо е творение на техния път вакуум , тъй като в този случай средният свободен път на електроните между сблъсъци с газови молекули значително ще надвишава разстоянието, на което те трябва да се движат. За тези цели е достатъчно да се поддържа отрицателно налягане от приблизително 10 -4 Pa в работната камера.

По естеството на изследването на обектите електронните микроскопи се разделят на полупрозрачен, отразяващ, излъчващ, растер, сянка и огледален , сред които първите два са най-често използвани.

Оптичен дизайн трансмисионен (трансмисионен) електронен микроскоп е напълно еквивалентен на съответния дизайн на оптичния микроскоп, в който светлинният лъч е заменен с електронен лъч, а системите от стъклени лещи са заменени с електронни лещи. Съответно трансмисионният електронен микроскоп се състои от следните основни компоненти: осветителна система, обектна камера, система за фокусиране и единица за регистриране на крайно изображение състоящ се от камера и флуоресцентен екран.

Всички тези възли са свързани помежду си, образувайки така наречената "микроскопска колона", вътре в която се поддържа вакуум. Друго важно изискване към изследвания обект е неговата дебелина под 0,1 µm. Окончателният образ на обекта се формира след подходящо фокусиране на преминалия през него електронен лъч фотографски филм или флуоресцентен екран , покрит със специално вещество - луминофор (подобно на екрана в телевизионните кинескопи) и превръщащ електронното изображение във видимо.

В този случай формирането на изображение в трансмисионен електронен микроскоп се свързва главно с различна степен на разсейване на електрони от различни части на изследваната проба и в по-малка степен с разлика в абсорбцията на електрони от тези части . Контрастът също се подобрява чрез прилагане на " електронни багрила "(осмиев тетроксид, уран и др.), селективно свързващи се с някои части на обекта. Аранжиран По подобен начинСъвременните трансмисионни електронни микроскопи осигуряват максимално полезно увеличение до 400 000 пъти, което съответства на резолюция при 5,0 Å. Фината структура на бактериалните клетки, разкрита с помощта на трансмисионна електронна микроскопия, се нарича ултраструктура .

AT отразяващ (сканиращ) електронен микроскоп Изображението се създава от електрони, отразени (разпръснати) от повърхностния слой на обект, когато той е облъчен под малък ъгъл (приблизително няколко градуса) спрямо повърхността. Съответно формирането на изображение се дължи на разликата в разсейването на електрони в различни точки на обекта, в зависимост от микрорелефа на неговата повърхност, а самият резултат от такава микроскопия се проявява като структура на повърхността на наблюдавания обект. Контрастът може да бъде подобрен чрез пръскане на метални частици върху повърхността на обекта. Постигнатата разделителна способност на микроскопите от този тип е около 100 Å.

оптичен микроскоп - устройство за получаване на увеличени изображения на обекти (или детайли от тяхната структура), невидими просто око. (от др. гръцки. μικρός "малък" и σκοπέω "Изследвам") ​​- оптично устройство за получаване на увеличени изображения на обекти (или детайли от тяхната структура), невидими с просто око. Източник: Wikipedia.

Области на приложение на микроскопите

Оптичните микроскопи се различават по видове и модификации за различни приложения.

Микроскопски методи в модерен святизползвани в почти всички области човешка дейност: "списък на области на използване"

През последните десетилетия специален оптичен софтуер се използва широко за микроскопски изследвания. Като се използва компютърни програмипостига се непрекъснато наблюдение на обектите на изследване, което е особено важно за изследването на биологични обекти.

Благодарение на съвременните алгоритми, използвани в оптичния софтуер, разходите за труд са значително намалени

Принципи на устройството

Основните компоненти на микроскопа са:

Системата на оптичния микроскоп включва редица компоненти, основният от които е лещата.

Оптиката на микроскопа се състои от два елемента - окуляр и обектив, които са закрепени в подвижна тръба, разположена върху метална основа с предметен предмет. Увеличението на микроскоп без допълнителни лещи между окуляра и обектива е равно на произведението на техните увеличения

В днешно време микроскопът почти винаги има система за осветяване и микро и макро винтове за регулиране на остротата.

В зависимост от предназначението към изследователския микроскоп могат да бъдат прикрепени допълнителни системи и устройства, като напр

обективи с повишена разделителна способност 40, апертура 0.65, корекция за дебелината на покривното стъкло 0.17 mm и безкрайна дължина на тубуса

Обективи за оптичен микроскопса една от основните части и са сложен механизъм за уголемяване на образа на изследвания предмет. Изображение на обект, увеличено с оптична леща, се гледа през окуляр, който от своя страна също може да създаде увеличение. Ако обективът на микроскопа по някакъв начин изкриви изображението, тогава това изкривяване ще бъде усилено от окуляра. Микроскопският обектив е сложна оптична система, която увеличава изображението на обект. Това е най-отговорната и основна част от изследователската апаратура. Можете да видите изображението, създадено от обектива през окуляра.

Обективите на изследователските и други микроскопи, включително стереоскопичните, са предимно взаимозаменяеми и унифицирани. Взаимозаменяемостта се влияе основно от параметрите за монтаж на обектива.

Обект на микроскопско изследване могат да бъдат всякакви органични и неорганични обекти, живи и неживи тъкани, цели биологични организми или техни отделни части.

Микроскопът има като осветител оптична системахалогенна лампа или LED система. Предимството на светодиода е изключително дълго време на работа в сравнение с конвенционалните халогенни лампи (100 или повече пъти по-дълго от този показател); ниска консумация на енергия (съставляваща от 1/3 до 1/10 от консумацията на енергия на конвенционална лампа); спектрална „чистота“ и др.

Кондензатори

Кондензаторите за оптичен микроскоп са основният елемент на системата и през по-голямата частса отделна, по-често - подвижна единица. Кондензаторите са монтирани непосредствено до обектната сцена и осветяват обекта. Неразделна част от кондензатора е апертурната ирисова диафрагма.

Диафрагмата е предназначена да ограничава количеството светлина само до тази част от препарата, в която се изследва този моментвреме. Това е особено полезно при работа при големи увеличения, когато трябва да се освети само малка част от образеца.

Диафрагмата с отворено поле увеличава ширината на светлинния лъч. Тази настройка се използва при работа при малки увеличения (по-голямо зрително поле)

Затварянето на блендата стеснява лъча светлина

Етап на микроскопа

Неразделна част от дизайна, който притежава микроскопът е обектна маса, което е повърхността, върху която се поставя лекарството за изследване. Предметните маси са разделени на подвижни и неподвижни. Масите с фиксирани предмети са монтирани на най-простото и евтино оборудване, използвано за обучение на деца в училищата.

Дори най-простите предмети за микроскоп позволяват движение на две координатни равнини, а по-сложните осигуряват движение по три оси и завъртане под определен ъгъл.

Приложими лещи и техните основни характеристики

Както споменахме по-рано, оптичните микроскопи, чиито лещи са една от най-важните части. Това е изключително сложен оптичен дизайн, който интегрира предна леща и комбинация от вътрешни лещи. В зависимост от нивото на възложените задачи, обективът може да има до четиринадесет различни обектива.

Основните данни обикновено са посочени върху тялото на оптичната леща.

Микроскопът може да има следните цели:

• Ахромати (ахроматични);
• Планпохроматичен
• Планахроматичен
• Планфлуорати

Ахроматиченлещите коригират аберацията на червения и виолетов спектър. Те също така намаляват сферичната аберация, сферохроматичната аберация.

Планахроматиченлещите почти напълно елиминират сферичната аберация. За разлика от ахроматичните лещи, апохроматичните почти не изкривяват естествения цвят на обекта.

Основно предимство планпохроматиченоптични лещи е възможността да ги използвате, за да получите рязко и не изкривено изображение в цялото поле. В допълнение, някои модификации на лещи с плоско поле коригират хроматичните аберации.

Степента на увеличение на изображението на изследвания обект е един от основните параметри на оптичните лещи. Според степента на увеличение лещите се разделят на:

• ниско увеличение - до 10x;
• средно увеличение - от 10х до 50х;
• голямо увеличение - от 50x до 100x;

следващия важна характеристикаобективите е тяхната цифрова апертура, която показва разделителната способност на оптичната система на микроскопа и се определя от стойността на минималното разстояние, на което обективът може да различи две съседни точки.

Обективите се класифицират според размера на блендата.

• обективи с малка бленда - до 0,25;
• със средна бленда - до 0,65;
• с голяма бленда - повече от 0,65.

Микроскопи Nikon

маркови микроскопи Никонзаемат най-висок ранг. Това са модерни микроскопи, в които дизайнерите са интегрирали най-новите и иновативни технически решения и възможностите на световната наука и технологии.

По област на приложение фирмени микроскопи Никонса разделени на следните групи:

• биологичен микроскоп;
• стереомикроскопи.

Биомедицински или биологични микроскопи Никонсе използват за съвременни биологични и медицински изследвания на живи организми и обекти, както и за автоматизирани и многоцелеви лабораторни анализи.

Сред биомедицинските Никонразграничават се следните моделни линии:

• Микроскоп Nikon Eclipse E;
• Микроскоп Nikon Eclipse Ci;
• Микроскоп Nikon Ni;
• Микроскоп NikonТи.

Стереомикроскопи Никонпозволяват на оператора да наблюдава триизмерен обект на изследване с възможност за получаване на напълно естествено изображение.

Сред стереомикроскопите Nikon се открояват следните серии модели:

• Микроскоп Nikon SMZ1270/1270i;
• Микроскоп Nikon SMZ800N;
• Микроскоп Nikon SMZ25/SMZ18;
• Микроскоп Nikon SMZ745/745T;
• Nikon SMZ 660;
• Nikon SMZ 445/460.

Снимкова документация.

Интегриране на съвременни микроскопи Никонс цифрови камери ви позволява непрекъснато да наблюдавате разглежданите обекти с едновременно заснемане и запис на техните изображения. Понастоящем цифровите камери се използват широко за наблюдение на живи организми, както и в други отрасли на науката и технологиите.

Nikon произвежда следните цифрови фотоапарати:

Nikon DS-Fi2 Nikon DS-Qi1 Nikon DS-Vi1 Nikon DS-Fi1c Nikon DS-Ri1

• дигитална камера НиконDS-Fi2;
• дигитална камера НиконDS-Qi1;
• дигитална камера НиконDS-Vi1;
• дигитална камера НиконDS-Fi1c;
• дигитална камера НиконД.С.- Ри1 .

Каталог на микроскопи

Класификация според принципа на изобразяването

В лабораторните микроскопи наблюдателят не винаги вижда отразена или пропусната светлина, както ако гледа с просто око. Светлинният лъч може да бъде обект на промяна както във формата, така и в дължината на вълната или други свойства. В тази връзка има няколко вида лабораторни микроскопи според принципа на изобразяване:

• метод на светло поле. За обикновен човектова е най-удобната форма за възприемане на обекта: светъл фон и тъмно изображение. Използва се в микроскопи с пропускаща светлина, така че наблюдателят получава същото изображение, но увеличено. Промените могат да бъдат причинени само от използването на цветни стъклени филтри, които се поставят върху обектива. По-рядко се използват филтри за смущения, които пропускат само определена дължина на вълната.
• Метод на тъмното поле. При тези микроскопи е обратното: тъмен фон и др светло изображениеили ярък лъскав контур на изследвания обект. Това се постига по различни начини, в зависимост от вида на микроскопа. При пропускащата светлина падащата светлина се блокира, докато не удари обекта. В устройствата с отразена светлина лъчът преминава през пръстеновидна диафрагма с непрозрачен диск, който е по-голям от изходната зеница на лещата.
• Метод на фазов контраст. Тези микроскопи, понякога наричани фазови микроскопи, правят възможно получаването на изображения с ясно дефинирани външни и вътрешни граници. Този метод е много подходящ за изследване на клетки и тъкани.
• Луминесцентни микроскопи. Принципът им на действие се основава на свойствата на определени вещества да възбуждат собственото си излъчване под действието на ултравиолетови или синьо-виолетови лъчи. Подходящ източник на ярка светлина се насочва към обекта и новите лъчи от него се "отрязват" от сложна система от светлинни филтри, докато се получи само определена дължина на вълната на излъчване.
• Имерсионни микроскопи. Тези устройства се използват за сложни биомедицински изследвания, където е необходимо да се получи контрастно изображение на обект на фон с подобен нюанс. Директно пропускащата се светлина се блокира на два етапа: част преди обекта, втората част - след обекта със затихване.
• Микроскопи на интерференция (или диференциална интерференция) контраст. Разрешете да получите обикновен фонобемно изображение от същия цвят. Рамка с различен цвят се използва за отделяне на изображението от фона.
• Ултравиолетови и инфрачервени микроскопи. При тях осветяването и формирането на образа става при дължини на вълните, невидими за човешкото око. Съответно, за удобство на наблюденията, такива микроскопи са свързани към компютър, който преобразува изображението.

Съвременните лабораторни микроскопи не винаги са изградени според един принцип. За една лаборатория е икономически неизгодно да закупува десетки модели инструменти за различни наблюдения, така че сега микроскопите се произвеждат в модулен дизайн, за да оформят различни начиниизображения. В допълнение, много от тях могат да бъдат свързани към компютър за запис и обработка на информация.

Класификация по метод на осветление

За получаване качествени резултатиНаблюденията трябва да се правят при добра светлина. Естествената светлина се използва само от детски микроскопи или училищни микроскопи, а за лабораторните инструменти са необходими допълнителни източници на светлина. В зависимост от вида и местоположението им в системата на микроскопа се разграничават следните конструктивни варианти:

• Микроскопи с пропускаща светлина. Стандартният начин за изграждане на микроскоп, който се използва в първите модели и често се среща днес. Принципът на тяхното действие е свързан с факта, че светлината от външен източник преминава през обекта и в този момент човек го наблюдава през бинокулярна дюза. На този принцип могат да бъдат изградени всички видове микроскопи, включително стереоскопични. С тяхна помощ можете да изучавате прозрачни и полупрозрачни обекти.
• микроскопи с отразена светлина. Тук наблюдателят не вижда директно обекта на изследване, а гледа изображението, което се отразява от него. По този принцип могат да бъдат произведени микроскопи с плоско поле (с обърнато или право), както и стереоскопични микроскопи. С помощта на отразена светлина е добре да се изследват непрозрачни предмети различни степениотразяваща способност, както и полупрозрачни проби.

От своя страна лабораторните микроскопи с отразена светлина също се разделят на две основни категории:

• „Оригиналните“ микроскопи с отразена светлина, при които светлината преминава през оптичната система на микроскопа, отразява се от обекта и след това отново преминава през оптиката. В първия случай лещата става част от осветителната система, във втория - основният елемент, който увеличава отразената от обекта светлина и я предава на наблюдателя.
• Във втория вариант на дизайна светлината пада директно върху обекта, а не през оптичната система на микроскопа. Увеличението възниква поради преминаването на отразена светлина през лещата. Стереоскопичните микроскопи обикновено са изградени съгласно този принцип.

Има и луминесцентни устройства с плоско поле, в които има осветител с отразена светлина. При тях разглежданото изображение не се изгражда от светлинния лъч, преминал през оптиката, отразен от обекта и отново преминал през лещата. С други думи, използва се един и същ лъч светлина, но неговата дължина след отражение от обекта и повторно преминаване през оптиката ще бъде различна. Често се случва в един микроскоп да се комбинират различни системи за осветление. Това се прави с цел уредът да бъде универсален за изучаване на всякакви обекти.

Цел:запознават се с устройството на микроскопа, правилата за работа с него, техниката за изготвяне на прости препарати, правилата за обработка на резултатите от наблюденията.

Материали и оборудване:микроскоп, предметни стъкла и покривни стъкла, капкомери с вода и лактофенол, дисекционни игли, спори на клубен мъх, прашец от слез, листни дръжки на бегония, листа на традесканция.

Устройството на микроскопа

Микроскопът е оптично-механично устройство, което ви позволява да получите силно увеличено изображение на въпросния обект, чиито размери са извън разделителната способност на невъоръженото око. Човек с нормално зрение различава две точки като две или две линии като две, а не една, само ако разстоянието между тях е поне 100 микрона. Следователно разделителната способност на окото е ниска. При работа с микроскоп разстоянието между две точки или линии, при което те сякаш не се сливат, се намалява до десети от микрометъра. С други думи, разделителната способност на светлинните микроскопи е 300-400 пъти по-висока от разделителната способност на просто око и е равна на 0,2-0,3 микрона.

Полезното увеличение на съвременните оптични микроскопи достига 1400 пъти, като същевременно разкрива най-малките детайли от структурата на изследвания обект.

В микроскопа се разграничават оптични и механични системи.

Оптичната система се състои от три части: осветител, обектив и окуляр (фиг. 1).

Между обектива и окуляра е разположена тръба. Всички тези части са строго центрирани и монтирани в статив, който е механичната система на микроскопа. Стативът се състои от масивна основа, маса за предмети, дъга или държач за тръба и механизми за подаване, които движат масата за обекти във вертикална посока.

Ориз. 1. Светлинно монокулярно устройство (A)

и бинокулярен (B) микроскоп:

1 - окуляри; 2 - бинокулярна приставка; 3 – винт за закрепване на дюзата; 4 - въртящо се устройство; 5 - лещи; 6 - винтов ограничител (ограничител на движението на масата на обекта по време на фокусиране; 7 - маса на обекта; 8 - дръжка за преместване на масата на обекта в две взаимно перпендикулярни посоки; 9 - дръжка за грубо фокусиране; 10 - дръжка за фино фокусиране; 11 - колектор в рамка; 12 - основа на микроскопа; 13 - кондензатор; 14 - фиксиращ винт на кондензатора; 15 - родител на препарата

Осветителната апаратура е представена от кондензатор с ирисова диафрагма и осветител с халогенна лампа с нажежаема жичка. Кондензаторът е разположен в пръстен под предмета на микроскопа. Състои се от две или три лещи, поставени в цилиндрична рамка. Кондензаторът служи за най-добро осветяване на изследваното лекарство. Предната леща на кондензатора трябва да бъде монтирана на нивото на предмета на микроскопа или малко под него.

В долната част на кондензатора има ирисова диафрагма. Представлява система от множество тънки пластини ("венчелистчета"), подвижно закрепени в кръгла рамка. С помощта на регулиращия пръстен можете да промените размера на отвора на диафрагмата, който винаги поддържа централна позиция. Това регулира диаметъра на светлинния лъч, идващ от лампата в кондензатора. Под диафрагмата е фиксиран пръстен, в който е поставен светлинен филтър, обикновено изработен от матирано стъкло.

Вграденият в основата на микроскопа осветител включва колектор в рамка, който се завинтва в отвора на основата и стойка за халогенна лампа с нажежаема жичка 6V, 20W. Осветителят се включва с помощта на превключвател, разположен на задната повърхност на основата на микроскопа. Чрез завъртане на диска за настройка на нажежаемостта на лампата, разположен на страничната повърхност на основата на микроскопа вляво от наблюдателя, може да се промени яркостта на нажежаемостта на лампата.

След като преминат през кондензатора и се пречупят в неговите лещи, лъчите, идващи от светлинния източник, осветяват препарата, лежащ върху предмета на микроскопа, преминават през него и след това влизат в лещата под формата на разклоняващ се лъч.

Като частично покрива долната леща на кондензатора, диафрагмата блокира страничните лъчи, което води до повече рязко изображениеобект.

Лещата е най-важната част от оптичната система. Състои се от няколко лещи, поставени в метална втулка. Лещите с голямо увеличение включват 8–10 лещи или повече. Обективът дава изображение на обекта с обратното разположение на частите. По този начин той разкрива („разрешава“) структури, които са недостъпни за невъоръжено око, с повече или по-малко детайли, в зависимост от качеството на лещата. Изображението се изгражда от обектива в равнината на отвора на окуляра, разположен в горната част на тубуса (тубуса) на микроскопа. Оптичните свойства на една леща зависят от нейната конструкция и качеството на лещите. Най-мощните лещи дават 120x увеличения. На лабораторни занятияобикновено работят с лещи, които увеличават 4, 20, 40 пъти.

Голямо значениепри работа с микроскоп има работното разстояние на обектива, т.е. разстоянието от долната (предната) леща на обектива до обекта (до горната повърхност на предметното стъкло). За лещи с 40-кратно увеличение това разстояние е 0,6 mm. Затова е желателно да се използват покривни стъкла, които са по-тънки от работното разстояние. Нормалната дебелина на покривното стъкло е 0,17–0,18 mm.

Окулярът е много по-прост от обектива. Някои окуляри се състоят само от две лещи и диафрагма, поставени в цилиндрична рамка. Горната (очна) леща служи за наблюдение, долната ("събирателна") играе спомагателна роля, като фокусира изградения от лещата образ. Апертурата на окуляра определя границите на зрителното поле.

В долния край на държача на тръбата е фиксирано въртящо се устройство - въртящ се диск с прорези, които имат резби за завинтване на лещите. Винтовата резба на куполните гнезда и обективите е стандартизирана, така че обективите пасват на микроскопи различни модели. Държачът на тръбата е неподвижно свързан към статива.

Микроскопът е конструиран така, че препаратът да е разположен между главния фокус на обектива и неговия двойник фокусно разстояние. В тубуса на микроскопа, в равнината на диафрагмата на окуляра, разположена между главния фокус и оптичния център на горната леща на окуляра, обективът изгражда реално увеличено обратно изображение на обекта. Действайки като лупа, горната леща или системата от лещи на окуляра създава виртуално изправено увеличено изображение. По този начин изображението, което се получава с помощта на микроскоп, се оказва двойно увеличено и обратно по отношение на изследвания обект (фиг. 2). Общото увеличение на микроскоп с нормална (160 mm) дължина на тръбата е равно на увеличението на обектива, умножено по увеличението на окуляра.

Квадратната сцена има отвор в центъра, в който се вписва горната част на кондензатора. Предметната маса заедно с препарата могат да се движат напред и назад. Съвременните микроскопи са снабдени и с водач за препариране, с който препаратът може да се мести напред-назад по стола. За тази цел два винта са разположени на оста отдясно.

Ориз. 2. Пътят на лъчите в микроскопа:

АВ - предмет; O 1 е микроскопска леща, която дава увеличен обратен и реален образ на обекта A 1 B 1 . Изображението на обекта лежи във фокалната равнина F 2 на окуляра на микроскопа O 2 , през който се гледа като през лупа. Във фокалната равнина F 3 на лещата на окото O 3 се получава реален образ на обекта A 2 B 2 . Такова разположение на O 1 и O 2 също е възможно, когато A 1 B 1 се намира между F 2 и O 2

под тематичната таблица. Горният винт се използва за преместване на масата на обекта, а долният винт се използва за преместване на препарата.

Движението на лекарството с предмета за заточване се осъществява чрез преместване на предметната маса, която е подвижно свързана с държача на тръбата. С помощта на механизми за подаване може да се движи вертикално (нагоре - надолу) за фокусиране. В повечето съвременни микроскопи тези механизми (винтове) са фиксирани в основата на държача на тръбата.

Грубото фокусиране се извършва с помощта на макрометричен винт (kremalery). Финото фокусиране се извършва с микрометърен винт. Деленията се нанасят върху барабана на микрометърния винт. Движение с едно деление съответства на повдигане или спускане на тръбата с 2 µm. При пълно завъртане на винта тръбата се премества 100 µm.

Механизмите за макрометрични и особено микрометрични подавания са направени много прецизно и изискват внимателно боравене. Завъртете винтовете трябва да са гладки, без резки движения и сила.

Има различни модели образователни и изследователски светлинни микроскопи. Такива микроскопи позволяват да се определи формата на клетките на микроорганизмите, техния размер, подвижност, степента на морфологична хетерогенност, както и способността на микроорганизмите да диференцират оцветяването.

От доброто познаване на оптичната система на микроскопа зависи успехът на наблюдението на даден обект и достоверността на получените резултати.

Помислете за устройството и външния вид на биологичен микроскоп, модел XSP-136 (Ningbo training instrument Co., LTD), неговата работа съставни части. Микроскопът има механични и оптични части (Фигура 3.1).

Фигура 3.1 - Устройство и външен вид на микроскопа

Механични биологичен микроскоп включва триножник с предметна маса; бинокулярна глава; копче за грубо регулиране на остротата; копче за фина настройка на остротата; дръжки за преместване на предметната сцена надясно/наляво, напред/назад; револверно устройство.

Оптична част Микроскопът включва осветително устройство, кондензатор, обективи и окуляри.

Описание и работа на компонентите на микроскопа

Лещи. Обективите (ахроматичен тип), доставени с микроскопа, са проектирани за механична дължина на тръбата на микроскопа от 160 mm, линейно зрително поле в равнината на изображението от 18 mm и дебелина на покривното стъкло от 0,17 mm. Тялото на всяка леща е маркирано с линейно увеличение, например 4x; 10x; 40x; 100x и съответно е посочена цифрова апертура 0,10; 0,25; 0,65; 1.25, както и цветово кодиране.

Приставка за бинокъл. Бинокулярната приставка осигурява визуално наблюдение на изображението на обекта; монтиран на гнездо за статив и закрепен с винт.

Настройката на разстоянието между осите на окулярите в съответствие с очната основа на наблюдателя се извършва чрез завъртане на корпусите с окулярни тръби в диапазона от 55 до 75 mm.

Окуляри. Микроскопът се предлага с два широкоъгълни окуляра с увеличение 10x.

Въртящо се устройство. Въртящо се устройство с четири гнезда осигурява монтирането на лещите в работно положение. Смяната на лещите се извършва чрез завъртане на гофрирания пръстен на въртящото се устройство до фиксирана позиция.

Кондензатор. Комплектът за микроскоп включва кондензатор за светло поле Abbe с ирисова диафрагма и филтър, цифрова апертура A=1,25. Кондензаторът е монтиран в скоба под предметния стол на микроскопа и е закрепен с винт. Кондензаторът за ярко поле има ирисова апертурна диафрагма и шарнирна рамка за инсталиране на светлинен филтър.

Осветително устройство. За получаване на равномерно осветено изображение на обектите в микроскопа има осветително LED устройство. Осветителят се включва с помощта на превключвател, разположен на задната повърхност на основата на микроскопа. Чрез завъртане на диска за настройка на нажежаемостта на лампата, разположен на страничната повърхност на основата на микроскопа вляво от наблюдателя, можете да промените яркостта на осветяването.

механизъм за фокусиране. Фокусиращият механизъм се намира в стойката на микроскопа. Фокусирането върху обекта се извършва чрез преместване на предметната сцена по височина чрез завъртане на дръжките, разположени от двете страни на статива. Грубото движение се извършва с по-голяма дръжка, финото движение с по-малка дръжка.

Предметна таблица. Предметната маса осигурява движение на обекта в хоризонталната равнина. Диапазонът на движение на масата е 70x30 mm. Обектът се фиксира върху повърхността на масата между държача и скобата на подготвителния драйвер, за което скобата се премества настрани.

Работа с микроскоп

Преди да започнете работа с препарати, е необходимо правилно да регулирате осветлението. Това ви позволява да постигнете максимална разделителна способност и качество на изображението на микроскопа. За да работите с микроскоп, трябва да регулирате отвора на окулярите така, че двете изображения да се слеят в едно. Пръстенът за настройка на диоптъра на десния окуляр трябва да бъде настроен на "нула", ако зрителната острота на двете очи е еднаква. В противен случай е необходимо да се извърши общо фокусиране, след това да се затвори лявото око и да се постигне максимална острота за дясното чрез завъртане на коригиращия пръстен.

Препоръчително е да започнете изследването на препарата с леща с най-малко увеличение, която се използва като търсеща при избора на място за по-подробно изследване, след което можете да продължите да работите с по-силни лещи.

Уверете се, че 4x обективът е готов за работа. Това ще ви помогне да поставите предметното стъкло на място и също така да позиционирате обекта за изследване. Поставете предметното стъкло върху предметната площадка и внимателно го затегнете с пружинните държачи.

Свържете захранващия кабел и включете микроскопа.

Винаги започвайте анкетата си с цел 4x. За да постигнете яснота и острота на изображението на обекта, който се изследва, използвайте копчетата за груб и фин фокус. Ако желаното изображение се получи със слаб обектив 4x, завъртете купола до следващата по-висока стойност от 10x. Револверът трябва да се заключи в позиция.

Докато наблюдавате обект през окуляра, завъртете копчето за груб фокус (голям диаметър). Използвайте копчето за фино фокусиране (малък диаметър), за да получите най-ясното изображение.

За да контролирате количеството светлина, преминаващо през кондензатора, можете да отваряте или затваряте ирисовата диафрагма, разположена под сцената. Чрез промяна на настройките можете да постигнете най-ясното изображение на обекта, който се изследва.

По време на фокусиране не позволявайте на обектива да влезе в контакт с обекта на изследване. Когато обективът е увеличен до 100x, обективът е много близо до слайда.

Боравене и грижа за микроскопа

1 Микроскопът трябва да се поддържа чист и защитен от повреда.

2 За да запазите външен видмикроскоп, той трябва периодично да се избърсва с мека кърпа, леко напоена с вазелин без киселина, след отстраняване на праха, и след това да се избърсва със суха, мека и чиста кърпа.

3 Металните части на микроскопа трябва да се поддържат чисти. За почистване на микроскопа трябва да се използват специални смазочни некорозивни течности.

4 За да предпазите оптичните части на визуалната приставка от прах, е необходимо да оставите окулярите в тръбите на окуляра.

5 Не докосвайте повърхностите на оптичните части с пръсти. Ако върху лещата на обектива има прах, той трябва да се отстрани с духалка или четка. Ако вътре в лещата е проникнал прах и се е образувало мътно покритие по вътрешните повърхности на лещите, е необходимо да изпратите лещата за почистване в оптичен сервиз.

6 За да избегнете разместване, предпазвайте микроскопа от удари и удари.

7 За да предотвратите попадането на прах във вътрешността на лещите, микроскопът трябва да се съхранява под калъф или в опаковката му.

8 Не разглобявайте микроскопа и неговите компоненти за отстраняване на неизправности.

Мерки за сигурност

При работа с микроскоп източник на опасност е електрическият ток. Конструкцията на микроскопа елиминира възможността за случаен контакт с живи части под напрежение.

Микроскопът е разделен на механични и оптични части. Механичната част е представена от статив (състоящ се от основа и тубусен държач) и монтирана на него тръба с револвер за монтаж и смяна на обективи. Механичната част включва още: предметна маса за подготовка, приспособления за фиксиране на кондензатора и светлинните филтри, вградени в статива механизми за грубо (макромеханизъм, макровинт) и фино (микромеханизъм, микровинт) движение на предметната маса или тубуснодържач.

Оптичната част е представена от лещи, окуляри и осветителна система, която от своя страна се състои от кондензатор на Abbe, разположен под предметната сцена и вграден осветител с нисковолтова лампа с нажежаема жичка и трансформатор. Обективите се завинтват в револвера, а от противоположната страна на тръбата се монтира съответният окуляр, през който се наблюдава изображението.

Фигура 1. Микроскопско устройство

Механичната част включва статив, състоящ се от основа и държач за тръба. Основата служи като опора за микроскопа и носи цялата структура на статива. В основата има и гнездо за огледало или вградена лампа.

• предметна масичка, служеща за поставяне на препарати и хоризонталното им движение;
• възел за монтаж и вертикални светлинни филтри.

В повечето съвременни микроскопи фокусирането се извършва чрез вертикално преместване на предметния предмет с помощта на макро- и микромеханизъм с неподвижен държач на тръбата. Това ви позволява да инсталирате различни приставки (микроснимки и др.) върху държача на тръбата. В някои конструкции на микроскопи, предназначени за работа с микроманипулатор, фокусирането се извършва чрез вертикално движение на държача на тръбата с неподвижен етап.

микроскопска тръба- възел, който служи за инсталиране на лещи и окуляри на определено разстояние един от друг. Представлява тръба, в горната част на която има окуляр или окуляри, а в долната част има устройство за закрепване и смяна на лещи. Обикновено това е револвер с няколко слота за бърза смяна на лещи с различни увеличения. Във всяко револверно гнездо обективът е фиксиран по такъв начин, че винаги да остава центриран по отношение на оптичната ос на микроскопа. Понастоящем дизайнът на тръбата се различава значително от предишните микроскопи по това, че частите на тръбата, които носят окулярите и револвера с обективите, не са структурно свързани. Ролята на средната част на тръбата може да се изпълнява от статив.
Механичната дължина на тръбата на биологичните микроскопи обикновено е 160 mm. В тръбата между обектива и окуляра могат да се поставят призми, които променят посоката на лъчите и междинни лещи, които променят очното увеличение и оптичната дължина на тръбата.

Има различни взаимозаменяеми конструкции на частта от тръбата, която носи окулярите (прави и наклонени) и се различават по броя на окулярите (накрайници на окуляра):

• монокулярен- с един окуляр, за наблюдение с едно око;
• бинокъл- с два окуляра, за едновременно наблюдение с две очи, които могат да се различават по дизайн в зависимост от модела на микроскопа;
• тринокуларен- с два окуляра и проекционен изход, позволяващ едновременно с визуално наблюдение с две очи, да се проектира образът на препарата със съответната оптика върху компютърен монитор или друг приемник на изображения.

В допълнение към държача на тръбата с тръба, механичната част на микроскопа включва:

• скоба за закрепване на предметната маса;
• предметна маса, която служи за поставяне на препарати и хоризонтално движение в две посоки, перпендикулярни на оста на микроскопа. Дизайнът на някои маси ви позволява да завъртите лекарството. Вертикалното движение на предметната сцена се осъществява от макро- и микромеханизъм.
• приспособления за закрепване и вертикално движение на кондензатора и неговото центриране, както и за поставяне на светлинни филтри.