WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:   || 2 | 3 |

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

-- [ Страница 1 ] --

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ВИТЕБСКАЯ ОРДЕНА «ЗНАК ПОЧЕТА» ГОСУДАРСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ»

МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ

Учебно-методическое пособие

для студентов, обучающихся по специальности «Ветеринарная медицина»,

«Зоотехния», врачей ветеринарной медицины

и слушателей факультета повышения квалификации

Витебск

УО ВГАВМ

2010

УДК 619:579.6(07)

ББК 48.73

П 69

Жуков А.И., доцент кафедры патанатомии и гистологии УО «ВитебРецензенты:

ская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной

медицины»;

Иванов В.Н., доцент кафедры внутренних незаразных болезней животных УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины».

Притыченко А.Н.

Р 36 Микроскопический метод исследования. Учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальности «Ветеринарная медицина», «Зоотехния», врачей ветеринарной медицины и слушателей факультета повышения квалификации / Притыченко А.Н., Медведев А.П., Вербицкий А.А., Лысенко А.П., Красочко П.А., Алешкевич В.Н., Притыченко А.В., Даровских С.В., Билецкий О.Р., Сахончик П.Е., Лемиш А.П., Архипов И.Н. - Витебск: УО ВГАВМ, 2010. – 100 с.

ISBN 978-985-512-025- Учебно-методическое пособие содержит обобщенные сведения по микроскопическому методу исследований и изложено в соответствии с программой по дисциплине «Микробиология и иммунология» для высших сельскохозяйственных. учебных заведений по специальности 1-74 03 02 «Ветеринарная медицина». Содержит разделы для студентов, обучающихся по специальности «Ветеринарная медицина» и «Зоотехния», врачей ветеринарной медицины и слушателей факультета повышения квалификации.

Пособие предназначено для врачей ветеринарной медицины и ветфельдшеров, работников ветеринарных лабораторий, слушателей факультета повышения квалификации по специальности «Ветеринарная медицина», преподавателей и студентов факультетов ветеринарной медицины, учащихся средних специальных учебных заведений соответствующего профиля и других категорий ветеринарных специалистов.

Рекомендовано к печати редакционно-издательским Советом УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины».

2010 г. (протокол № ).

УДК 619:579.6(07) ББК 48. © Притыченко и др., © УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины»,

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 1. Историческая справка 2. Возможности микроскопического метода исследования Классификация микроскопов 4. Виды микроскопий 5.

Световая микроскопия 6.

Правила работы с микроскопом и уход за ним 7.

Иммерсионные жидкости 8.

Неисправности, их причины и способы устранения 9.

Микроскопия в темном поле 10.

Основные формулы микроскопии 11.

Фазово-контрастная и аноптральная микроскопия 12.

Интерференционная микроскопия 13.

Поляризационная микроскопия 14.

Люминесцентная микроскопия 15.

16.

Новые возможности современных микроскопов 17.

18.

Телевизионно-компьютерная микроскопия 19.

20.

В микробиологической практике наиболее широкое применение получили такие методы исследования, как микроскопический, бактериологический, биологический и серологический.

Микробиология стала наукой только после разработки в первую очередь микроскопического метода исследования. На её развитие и формирование оказывают влияние многие уникальные методы, однако переоценить роль и значение микроскопии невозможно.

Микроскопы и использование эффективных методов микроскопии определяют основы микробиологии как одного из разделов биологической науки.

Данное учебно-методическое пособие предназначено для тех, кто серьезно изучает микробиологию, нуждается в приобретении навыков, необходимых для проведения исследовательских и прикладных работ. Пособие рассчитано главным образом на студентов очной и заочной форм обучения, начинающих научных работников, стремящихся получить более глубокие знания. Оно будет полезным для преподавателей техникумов и вузов биологического профиля, сотрудников научно-исследовательских учреждений. Пособие содержит полезную информацию для специалистов отраслевых лабораторий и вообще для всех, кого по роду деятельности интересуют проблемы микробиологии.

Литературных источников по микроскопии много, опубликованные по данному вопросу работы весьма разнообразны. В предлагаемом учебнометодическом пособии сконцентрированы необходимые сведения, по видам микроскопий. Большое внимание уделено световой микроскопии, которая является наиболее востребованной в микробиологической практике. Приведена техническая характеристика основных видов микроскопов, изложены правила работы с микроскопом и ухода за ним, указаны причины основных неисправностей и способы их устранения, приведены возможности микроскопического метода исследования, описаны основные принципы и приёмы различных методов микроскопии, их недостатки и преимущества.

Человек с нормальным зрением на оптимальном расстоянии (20 - см) может увидеть в виде точки предмет размером 0,07 - 0,08 мм. Попытки преодолеть поставленный природой барьер были давно. Так, при археологических раскопках в древнем Вавилоне находили двояковыпуклые линзы - самые простые оптические приборы. Обычную лупу, увеличивающую изображение объекта в 10-20 раз, можно считать простейшим микроскопом.

К концу XVII века линзы нашли широкое применение для различных целей. Ещё в XIII веке Роджер Бэкон использовал их в экспериментальной работе.

В 1590 г. шлифовальщики стекол братья Ганс и Захарий Янсены сконструировали прибор из увеличительных линз, позволяющий видеть мельчайшие предметы. В 1609-1610 гг. Г. Галилеем был изготовлен первый простой микроскоп. В 1617-1619 гг. появился двулинзовый микроскоп с выпуклым одиночным объективом и окуляром, изобретателем которого был физик К. Дреббель. Этот микроскоп, усовершенствованный А. Кирхером, был использован для исследования мельчайших живых организмов. С именами А.

Левенгука, Р. Гука, Н. Грю, М. Мальпиги, Я. Сваммердама связано совершенствование конструкции микроскопа и изучение микроскопических объектов – микроорганизмов, клеток растительных и животных тканей.

Первым, кто увидел и описал бактерии, был голландец Антони ван Левенгук (1632-1723), по профессии торговец сукном.

Он сам изготовлял линзы, дающие увеличение в сконструированном им же микроскопе в 160-300 раз.

Рис.2. Микроскоп, сконструированный Антони ван Левенгуком С помощью этого прибора он рассматривал различные настои, слюну, зубной налет, отвар перца, кровь, испражнения и т.д.

Результаты своих наблюдений в форме писем (170) он отсылал в Лондонское королевское общество. В 1695 г. была опубликована его книга «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком».

До нашего времени дошли рисунки А. Левенгука, свидетельствующие об открытии им основных форм микроорганизмов.

Рис.3. Основные формы микроорганизмов, описанные Антони ван Левенгуком Таким образом, А. Левенгук является родоначальником микроскопического метода исследования.

Его труд вызвал живейший интерес у многих ученых, дал толчок изучению микромира. В 1698 г. Петр I, работая на корабельных верфях в Голландии, встречался и беседовал с Левенгуком и привез подаренный им микроскоп в Россию. Производством отечественных микроскопов занимался сначала Иван Беляев, позднее техник-конструктор Иван Кулибин.

В XVIII в. русский академик Л. Эйлер разработал теоретические основы расчетов ахроматических объективов, свободных от хроматической и сферической аберраций, а в 1774 г. был изготовлен такой микроскоп. В г. итальянский ученый Дон Амичи ввел иммерсионный объектив. В 1872 г.

немецкий физик Э. Аббе развивает теорию образования в микроскопе изображения несамосветящихся объектов. В конце XIX в немецким физиком Эрнстом Аббе было установлено, что разрешение (минимальное расстояние, на котором находятся две точки, демонстрируемые микроскопом раздельно) микроскопа зависит от произведения показателя преломления среды между предметом и объективом на синус апертурного угла. Величина получила название числовой апертуры (она обозначается символом NA). Чем больше NA и чем меньше длина волны, тем меньше детали исследуемого объекта.

Для увеличения числовой апертуры объективов в микроскопии пространство между объективом и покровным стеклом заполняют иммерсионной жидкостью Кроме разрешающей способности системы, числовая апертура характеризует светосилу объектива: интенсивность света, приходящаяся на единицу площади изображения, приблизительно равна квадрату NA. Величина NA составляет примерно 0,95 для хорошего объектива. Микроскоп обычно рассчитывают таким образом, чтобы его полное увеличение составляло около 1000 NA.

Эти работы послужили основой для дальнейшего конструирования объективов и осветительных систем.

В настоящее время бактериологические лаборатории снабжены микроскопами различных типов: МБР-1, МБИ-1, МБИ-2, МБИ-6, «Биолам», серии «Люмам» (Р-1, Р-2, Р-3 – модели рабочего типа, И-1, И-2, И-3 – модели исследовательского типа), бинокулярными МБР-3, «Биолам» С-3, «Биолам» Р- и др.

Наиболее совершенные модели, например, МИКРОМЕД-2 вариант 2имеют приспособления для фотографирования, фазово-контрастного и темнопольного микроскопирования.

Однако разрешающая способность световых микроскопов не безгранична и зависит от числовой апертуры и длины волны используемого света.

Впервые (1934) явление фазовоконтрастности было подмечено голландским физиком Ф. Цернике.

Неокрашенные препараты не поглощают свет, они изменяют фазу световых волн, которые не видны глазом человека. Ф. Цернике изменил фазу световой волны и сделал её видимой путем нанесения на линзу фазовоконтрастного объектива, кольцеобразного серого слоя.

В 1953 г. финским физиологом А. Вильска предложен аноптральный микроскоп, который является дальнейшим усовершенствованием фазовоконтрастного прибора, затем в 1955 г. М.А. Пешковым и в 1960 г. С.Б. Стефановым аноптральный микроскоп был усовершенствован.

Первый люминесцентный микроскоп сконструирован в 1908 г. А. Кёлером и Г. Зидентопфом.

Новый этап в развитии микроскопии начался с тех пор, как была открыта возможность использования вместо видимого света потока движущихся электронов.

Первый электронный микроскоп был сконструирован в 1932 г. в Германии М. Кноллем и Э. Руска. В 1986 г. Э. Руска удостоен Нобелевской премии. В Советском Союзе конструирование электронных микроскопов началось в 1937 г. В 1939 г. в ряде стран появились заводские образцы этих приборов, которые имели разрешающую способность до 20, а к 1946-1947 гг. – до 15-8,5 ангстрем. В настоящее время известны микроскопы с еще более высокой степенью разрешения.

3. Возможности микроскопического метода исследования Микроскопия (греч. micros-малый, skopo-смотрю) - совокупность методов зрительного исследования микрообъектов при увеличении их от нескольких десятков до сотен тысяч раз. Сущность микроскопического метода исследования заключается в изучении микроорганизмов с помощью микроскопов различных типов и методов микроскопии (световая, темнопольная, фазово-контрастная, люминесцентная, аноптральная, поляризационная, электронная и др.).

Световая микроскопия обеспечивает увеличение до 2 тысяч раз, цветное и подвижное изображение живого объекта, возможность микрокиносъемки и длительного наблюдения одного и того же объекта, оценку его динамики и химизма.

Микроскопический метод исследования позволяет изучить, в первую очередь, морфологические и тинкториальные свойства микроорганизмов, т.е.

их размер, форму, взаимное расположение, наличие спор, капсул, жгутиков, клеточных включений, окрашиваемость бактерий различными методами, их кислотоустойчивость. Применение этого метода позволяет учитывать результаты реакции микроагглютинации (РМА), в отдельных случаях реакции агглютинации (РА), судить об однородности (или разнородности) микробных клеток, в определенной степени о чистоте изучаемой культуры и др.

Микроскопический метод можно использовать для исследования живых бактерий: наличия подвижности, особенностей их движения и тем самым ориентировочной дифференциации микроорганизмов.

С помощью микроскопии (интерференционной) можно получать данные о сухом весе клеточных культур, концентрации вещества и воды в клетке, толщине структур.

Рис. 5. Современный световой микроскоп (Микромед 2, вариант 2-20) Микроскопический метод исследования позволяет обнаруживать и устанавливать локализацию микробов в органах и тканях, исследовать жизненные процессы бактерий, выявлять их люминесценцию, получать фотографии микроорганизмов и их фрагментов в цветном и черно-белом изображении, при наличии специфических люминесцирующих сывороток определять вид микроорганизмов. Самым большим практическим достоинством метода является возможность с его помощью проводить быструю (в течение 1-3 часов) ориентировочную диагностику инфекционной болезни.

Стереомикроскопы применяются в лабораториях и на различных производствах для получения увеличенных изображений объектов во время проведения рабочих операций. Возможна работа в отраженном и проходящем свете.

Современные световые микроскопы (МИКРОМЕД-2, вариант 2-20, рис.2) предназначен для наблюдения и морфологических исследований препаратов в проходящем свете по методу светлого поля, а также по методу темного поля (с конденсором темного поля) и по методу фазового контраста (с фазово-контрастным устройством), дополнительно может комплектоваться видеоокуляром и программным обеспечением для микрофотографирования и микросъёмки.

1. По строению оптической системы:

• прямые микроскопы, названные так благодаря классическому, со времен создания первых микроскопов, взаимному расположению объекта исследования и оптики для наблюдения. В прямых микроскопах объективы, насадка и окуляры расположены над объектом • инвертированные микроскопы, расположение объекта и наблюдательной оптики обращено по сравнению с прямыми микроскопами. Объект находится над оптической системой, формирующей изображение • стереомикроскопы, содержащие в своей оптической схеме два расположенных под углом друг к другу микроскопа, формирующих объемное изображение объекта. Так же, как и в прямых микроскопах, объект в стереомикроскопах располагается под оптической системой, формирующей изображение 2. По способам освещения:

• проходящего света, в которых изображение формируется светом, проходящим через объект • падающего (отраженного) света, изображение формируется отраженным от поверхности объекта светом 3. По методам контраста:

• светлого поля, на светлом фоне выделяется более темный объект • темного поля, на темном фоне выделяется светлый объект или его краевые структуры • фазового контраста, на светло-сером фоне наблюдается темно-серый рельефный объект (в случае оптической схемы отрицательного фазового контраста изображение будет негативным, объект практически всегда сильно оконтурен) • флюоресценции (люминесценции), на темном фоне выделяются светящиеся объекты или части объекта;

• поляризованного света, наблюдается ярко окрашенное в различные цвета или оттенки изображение объекта;

Световая микроскопия - предполагает использование световых микроскопов для решения различных задач.

Стереоскопическая микроскопия - предназначена для получения трехмерного изображения объекта при помощи стереоскопического бинокулярного микроскопа (рис.6). Он состоит из двух отдельных микроскопических систем. Прибор обеспечивает небольшое увеличение (до 100). Такие микроскопы используются при сборке миниатюрных электронных компонентов, техническом контроле, хирургических операциях.

Рис.6. Стереоскопический микроскоп Поляризационная микроскопия - применяется для изучения взаимодействия образцов с поляризованным светом. Нередко при помощи поляризованного света удается выявлять структуру объектов, лежащую за пределами обычного оптического разрешения.

Отражательная микроскопия - предполагает использование отражательных микроскопов, в которых вместо линз зеркала формируют изображение. Так как изготовление зеркального объектива – задача трудная, то полностью отражательных микроскопов очень мало. Поэтому зеркала в настоящее время применяются в основном лишь в приставках, например, для микрохирургии отдельных клеток.

Люминесцентная микроскопия - с помощью системы светофильтров люминесцентного микроскопа освещает образец ультрафиолетовым или синим светом. Поглощая это излучение, образец испускает видимый свет люминесценции. Люминесцентные микроскопы широко используются в биологии, а также в медицине.

Темнопольная микроскопия - применяется для получения изображений прозрачных живых объектов, используя обычный световой микроскоп с темнопольным конденсором. Образец в нем рассматривается при столь «косом» освещении, что прямой свет не имеет возможности попасть в объектив.

Изображение формируется светом, дифрагированным на объекте, и в результате объект выглядит очень светлым на темном фоне (с очень большим контрастом).

Фазово-контрастная микроскопия - применяется для исследования изображений прозрачных объектов, особенно живых клеток. При помощи специальных устройств часть света, проходящего через микроскоп, сдвигается по фазе на половину длины волны относительно другой части, благодаря чему достигается контрастное изображение.

Интерференционная микроскопия - это модификация фазовоконтрастной микроскопии. Каждый луч, входящий в микроскоп, раздваивается. Один из полученных лучей направляется сквозь наблюдаемую частицу, а второй - мимо неё по той же или дополнительной оптической ветви микроскопа. В окулярной части микроскопа оба луча вновь соединяются и интерферируют между собой. При таком методе получаются окрашенные изображения, дающие очень ценную информацию при исследовании живого материала.

Рентгеновская микроскопия - это совокупность методов исследования изображений микрообъектов с применением рентгеновского излучения.

В этих методах используют специальные приборы, испускающие рентгеновское излучение, которое на 2 - 3 порядка меньше длины волны видимого света. Поэтому предел разрешения у рентгеновских микроскопов может быть на 2 - 3 порядка выше, чем у световых.

Микроскоп – оптический прибор, предназначенный для получения сильно увеличенных изображений объектов (или деталей их структуры), невидимых невооружённым глазом.

В отличие от лупы, микроскоп имеет, как минимум, две ступени увеличения. Функциональные и конструктивно-технологические части микроскопа предназначены для обеспечения работы микроскопа и получения устойчивого, максимально точного, увеличенного изображения объекта.

Основными характеристиками любого микроскопа являются разрешающая способность, общее увеличение и контраст. Разрешающая способность - это минимальное расстояние, на котором находятся две точки, демонстрируемые микроскопом раздельно. Разрешение человеческого глаза в режиме наилучшего видения равно 0,2 мм.

Общее увеличение - это произведение собственного увеличения окуляра и объектива. Современные световые микроскопы позволяют достигнуть увеличения не более чем в 2000 раз.

Контраст изображения - это различие яркостей изображения и фона.

Если это различие составляет менее 3 - 4 %, то его невозможно уловить ни глазом, ни фотопластинкой, изображение останется невидимым, даже если микроскоп разрешает его детали. На контраст влияют как свойства объекта, которые изменяют световой поток по сравнению с фоном, так и способности оптики уловить возникающие различия в свойствах луча. Возможности светового микроскопа ограничены волновой природой света. Физические свойства света - цвет (длина волны), яркость (амплитуда волны), фаза, плотность и направление распространения волны - изменяются в зависимости от свойств объекта. Эти различия и используются в современных микроскопах для создания контраста.

Микроскоп состоит из четырёх частей: механической, оптической (осветительной), воспроизводящей и визуализирующей (рис. 7, 8).

ПРЕПАРАТОВОДИТЕЛЯ

ТУБУСОДЕРЖАТЕЛЬ

ОКУЛЯРЫ

БИНОКУЛЯР

РЕВОЛЬВЕР

ОБЪЕКТИВЫ

ПРЕДМЕТНЫЙ

СТОЛИК

ПРЕПАРАТОВОДИТЕЛЬ

КОНДЕНСОР

ИСТОЧНИК СВЕТА

МАКРОВИНТ

МИКРОВИНТ

ШТАТИВ

ВИЗУАЛИЗИРУЮЩАЯ

ВОСПРОИЗВОДЯЩАЯ

ЧАСТЬ

МЕХАНИЧЕСКАЯ

ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ

ЧАСТЬ Рис. 8. Составные части современного микроскопа К механической части относят штатив, состоящий из основания и тубусодержателя, предметный столик, коробку механизмов с макро- и микрометрическими винтами.

Чисто механическим узлом микроскопа является предметный столик, предназначенный для крепления или фиксации в определенном положении объекта наблюдения. Столики бывают неподвижные, координатные и вращающиеся (центрируемые и нецентрируемые).

Оптическая часть микроскопа состоит из основного оптического узла (объектив и окуляр) и вспомогательной осветительной системы (зеркало и конденсор). Отдельные типы микроскопов имеют вмонтированный в подошву искусственный источник света (электролампу) или же снабжены специальными осветительными аппаратами (ОИ-7, ОИ-9, ОИ-19 и др.). Разделение частей микроскопа на механическую и оптическую характерно для старых образцов микроскопов (МБР-1, МБИ-1, «Биолам» Р-1 и др.).

Осветительная часть предназначена для создания светового потока, который позволяет осветить объект таким образом, чтобы последующие части микроскопа предельно точно выполняли свои функции. Осветительная часть микроскопа проходящего света расположена за объектом под объективом в прямых микроскопах и перед объектом над объективом в инвертированных.

Осветительная часть включает источник света (лампа и электрический блок питания) и оптико-механическую систему (коллектор, конденсор, полевая и апертурная регулируемые/ирисовые диафрагмы).

Воспроизводящая часть предназначена для воспроизведения объекта в плоскости изображения с требуемым для исследования качеством изображения и увеличения (т.е. для построения такого изображения, которое как можно точнее и во всех деталях воспроизводило бы объект с соответствующим оптике микроскопа разрешением, увеличением, контрастом и цветопередачей). Воспроизводящая часть обеспечивает первую ступень увеличения и расположена после объекта до плоскости изображения микроскопа.

Воспроизводящая часть включает объектив и промежуточную оптическую систему. Современные микроскопы последнего поколения базируются на оптических системах объективов, скорректированных на бесконечность.

Это требует дополнительно применения так называемых тубусных систем, которые параллельные пучки света, выходящие из объектива, «собирают» в плоскости изображения микроскопа.

Визуализирующая часть предназначена для получения реального изображения объекта на сетчатке глаза, фотопленке или пластинке, на экране телевизионного или компьютерного монитора с дополнительным увеличением (вторая ступень увеличения).

Визуализирующая часть расположена между плоскостью изображения объектива и глазами наблюдателя (камерой, фотокамерой).

Визуализирующая часть включает монокулярную, бинокулярную или тринокулярную визуальную насадку с наблюдательной системой (окулярами, которые работают как лупа). Кроме того, к этой части относятся системы дополнительного увеличения (системы оптовара/смены увеличения); проекционные насадки, в том числе дискуссионные для двух и более наблюдателей;

рисовальные аппараты; системы анализа и документирования изображения с соответствующими адаптерными (согласующими) элементами.

Основным конструктивно-механическим блоком микроскопа является штатив. Штатив включает в себя следующие основные блоки: основание и тубусодержатель.

Основание или штатив (см. рис.7) представляет собой блок, на котором крепится весь микроскоп. В простых микроскопах на основание устанавливают осветительные зеркала или накладные осветители. В более сложных моделях осветительная система встроена в основание без или с блоком питания.

6.1.1. Разновидности оснований микроскопа:

а) основание с осветительным зеркалом (микроскоп типа МИКМЕД-1);

б) основание с так называемым «критическим» или упрощенным освещением (микроскоп типа МИКМЕД-1, вариант 2 - 6);

в) основание с освещением по Кёлеру (микроскоп типа МИКМЕД-2).

Рис.9. Разновидности оснований микроскопа Тубусодержатель (см. рис.7) представляет собой блок, на котором закрепляются:

узел смены объективов, имеющий следующие варианты исполнения - револьверное устройство, резьбовое устройство для ввинчивания объектива, «салазки» для безрезьбового крепления объективов с помощью специальных направляющих;

фокусировочный механизм грубой и точной настройки микроскопа на резкость - механизм фокусировочного перемещения узел крепления сменных предметных столиков;

узел крепления, а также фокусировочного и центрировочного перемещения конденсора;

узел крепления сменных насадок (визуальных, фотографических, телевизионных, различных передающих устройств).

В микроскопах могут использоваться стойки для крепления узлов (например, фокусировочный механизм в стереомикроскопах или крепление осветителя в некоторых моделях инвертированных микроскопов).

Оптические узлы и принадлежности обеспечивают основную функцию микроскопа — создание увеличенного изображения объекта с достаточной степенью достоверности по форме, соотношению размеров составляющих элементов и цвету. Кроме этого, оптика должна обеспечивать такое качество изображения, которое отвечает целям исследования и требованиям методик проводимого анализа.

Основными оптическими элементами микроскопа (см. рис.7) являются оптические элементы, конденсор, окуляры и др.

Объективы микроскопа (см рис.10) представляют собой оптические системы, предназначенные для построения микроскопического изображения в плоскости изображения с соответствующим увеличением, разрешением элементов, точностью воспроизведения по форме и цвету объекта исследования. Они имеют сложную оптико-механическую конструкцию, которая включает несколько одиночных линз и компонентов, склеенных из 2-х или 3х линз. Количество линз обусловлено кругом решаемых объективом задач.

Чем выше качество изображения, даваемое объективом, тем сложнее его оптическая схема. Общее число линз в сложном объективе может доходить до 14 (например, это может относиться к планапохроматическому объективу с увеличением 100 и числовой апертурой 1,40).

Объектив состоит из фронтальной и последующей частей. Фронтальная линза (или система линз) обращена к препарату и является основной при построении изображения соответствующего качества, определяет рабочее расстояние и числовую апертуру объектива. Последующая часть в сочетании с фронтальной обеспечивает требуемое увеличение, фокусное расстояние и качество изображения, а также определяет высоту объектива и длину тубуса микроскопа.

Классификация объективов значительно сложнее классификации микроскопов. Объективы разделяются по принципу расчетного качества изображения, параметрическим и конструктивно-технологическим признакам, а также по методам исследования и контрастирования.

ОПТИКОВЫХОДНЫЕ

МЕХАНИЧЕКИЕ

ПАРАМЕТРЫ:

увеличение числовая апертура рабочее расстояние линейное поле

ТИП ОПТИЧЕСКОЙ КОНСТРУКТИВНЫЕ

КОРРЕКЦИИ: ОСОБЕННОСТИ:

КОНСТРУКТОРСКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ОСОБЕННОСТИ:

По принципу расчетного качества изображения объективы могут быть ахроматическими, апохроматическими, объективами плоского поля (план).

Ахроматические объективы. Рассчитаны для применения в спектральном диапазоне 486 - 656 нм. Исправление любой аберрации (ахроматизация) выполнено для двух длин волн. В этих объективах устранены сферическая аберрация, хроматическая аберрация положения, кома, астигматизм и частично - сферохроматическая аберрация. Изображение объекта имеет несколько синевато-красноватый оттенок.

Апохроматические объективы. Имеют расширенную спектральную область, и ахроматизация выполняется для трех длин волн. При этом, кроме хроматизма положения, сферической аберрации, комы и астигматизма, достаточно хорошо исправляются также вторичный спектр и сферохроматическая аберрация, благодаря введению в схему линз из кристаллов и специальных стекол. По сравнению с ахроматами, эти объективы обычно имеют повышенные числовые апертуры, дают четкое изображение и точно передают цвет объекта.

Современные объективы, обладающие промежуточным качеством изображения - полуапохроматы, носят название микрофлюары.

Планобъективы. В планобъективах исправлена кривизна изображения по полю, что обеспечивает резкое изображение объекта по всему полю наблюдения. Планобъективы обычно применяются при фотографировании, причем наиболее эффективно применение планапохроматов.

Потребность в подобного типа объективах возрастает, однако они достаточно дороги из-за оптической схемы, реализующей плоское поле изображения, и применяемых оптических сред. Поэтому рутинные и рабочие микроскопы комплектуются так называемыми экономичными объективами. К ним относятся объективы с улучшенным качеством изображения по полю:

ахростигматы (фирма LEICA), СР-ахроматы и ахропланы (фирма CARL ZEISS), стигмахроматы (фирма ЛОМО).

По параметрическим признакам объективы делятся следующим образом:

объективы с конечной длиной тубуса (например, 160 мм) и объективы, скорректированные на длину тубуса «бесконечность» (например, с дополнительной тубусной системой, имеющей фокусное расстояние 160 мм);

объективы малых (до 10х); средних (до 50х) и больших (более 50х) увеличений, а также объективы со сверхбольшим увеличением (свыше 100 х);

объективы малых (до 0,25), средних (до 0,65) и больших (более 0,65) числовых апертур, а также объективы с увеличенными (по сравнению с обычными) числовыми апертурами (например, объективы апохроматической коррекции, а также специальные объективы для люминесцентных микроскопов);

объективы с увеличенными (по сравнению с обычными) рабочими расстояниями, а также с большими и сверхбольшими рабочими расстояниями (объективы для работы в инвертированных микроскопах). Рабочее расстояние - это свободное расстояние между объектом (плоскостью покровного стекла) и нижним краем оправы (линзы, если она выступает) фронтального компонента объектива;

объективы, обеспечивающие наблюдение в пределах нормального линейного поля (до 18 мм); широкопольные объективы (до 22,5 мм);

сверхширокопольные объективы (более 22,5 мм);

объективы стандартные (45 мм, 33 мм) и нестандартные по высоте. Высота - расстояние от опорной плоскости объектива (плоскости соприкосновения ввинченного объектива с револьверным устройством) до плоскости предмета при сфокусированном микроскопе, является постоянной величиной и обеспечивает парфокальность комплекта аналогичных по высоте объективов разного увеличения, установленных в револьверном устройстве.

Иными словами, если с помощью объектива одного увеличения получить резкое изображение объекта, то при переходе к последующим увеличениям изображение объекта остается резким в пределах глубины резкости объектива.

По конструктивно-технологическим признакам существует следующее разделение:

объективы, имеющие пружинящую оправу (начиная с числовой апертуры 0,50), и без нее;

объективы, имеющие ирисовую диафрагму внутри для изменения числовой апертуры (например, в объективах с увеличенной числовой апертурой, в объективах проходящего света для реализации метода темного поля, в поляризационных объективах отраженного света);

объективы с корректирующей (управляющей) оправой, которая обеспечивает движение оптических элементов внутри объектива (например, для корректировки качества изображения объектива при работе с различной толщиной покровного стекла или с различными иммерсионными жидкостями; а также для изменения увеличения при плавной - панкратической - смене увеличения) и без нее.

По обеспечению методов исследования и контрастирования объективы можно разделить следующим образом:

объективы, работающие с покровным и без покровного стекла;

объективы проходящего и отраженного света (безрефлексные);

люминесцентные объективы (с минимумом собственной люминесценции);

поляризационные объективы (без натяжения стекла в оптических элементах, т. е. не вносящие собственную деполяризацию); фазовые объективы (имеющие фазовый элемент - полупрозрачное кольцо внутри объектива); объективы ДИК работающие по методу дифференциальноDIC), интерференционного контраста (поляризационные с призменным элементом); эпиобъективы (объективы отраженного света, предназначенные для обеспечения методов светлого и темного поля, имеют в конструкции специально рассчитанные осветительные эпизеркала);

иммерсионные и безыммерсионные объективы.

Иммерсионные объективы. Качество изображения, параметры и оптическая конструкция иммерсионных объективов рассчитываются и выбираются с учетом толщины слоя иммерсии, которая рассматривается как дополнительная линза с соответствующим показателем преломления. Иммерсионная жидкость, расположенная между объектом и фронтальным компонентом объектива, увеличивает угол, под которым рассматривается объект (апертурный угол). Числовая апертура безыммерсионного (сухого) объектива не превышает 1,0 (разрешающая способность порядка 0,3 мкм для основной длины волны); иммерсионного - доходит до 1,40 в зависимости от показателя преломления иммерсии и технологических возможностей изготовления фронтальной линзы (разрешающая способность такого объектива порядка 0, мкм).

Иммерсионные объективы больших увеличений имеют короткое фокусное расстояние - 1,5 - 2,5 мм при свободном рабочем расстоянии 0,1 - 0, мм (расстояние от плоскости препарата до оправы фронтальной линзы объектива).

Данные о каждом объективе маркируются на его корпусе с указанием следующих параметров:

увеличение («х»-крат, раз): 8х, 40х, 90х;

числовая апертура: 0,20; 0,65, пример: 40/0,65 или 40х/0,65;

дополнительная буквенная маркировка, если объектив используется при различных методах исследования и контрастирования: фазовый - Ф (Рп2 - цифра соответствует маркировке на специальном конденсоре или вкладыше), поляризационный - П (Pol), люминесцентный - Л (L), фазоволюминесцентный - ФЛ (PhL), ЭПИ (Epi, HD) - эпиобъектив для работы в отраженном свете по методу темного поля, дифференциально-интерференционный контраст - ДИК (DIC), пример: 40х/0,65 Ф или Ph2 40x/0,65;

маркировка типа оптической коррекции: апохромат - АПО (АРО), планахромат - ПЛАН (PL, Plan), планапохромат - ПЛАН-АПО (Plan-Аро), улучшенный ахромат, полуплан - СХ - стигмахромат (Achrostigmat, CPachromat, Achroplan), микрофлюар (полуплан-полуапохромат) - СФ или МФЛЮАР (MICROFLUAR, NEOFLUAR, NPL, FLUOTAR), пример:

ПЛАН-АПО или Plan-Apo 40х/0,65 Ф Ph2 40х/0, длина тубуса (160 или - «бесконечность») и через косую черту указывается толщина покровного стекла (0,17; 0 или «-», последнее указывается, если объектив работает как с покровным, так и без покровного стекла), пример:

ПЛАН-АПО или Plan-Apo 40х/0,65 Ф Ph2 40x/0, 160/0, тип иммерсии с обязательной маркировкой цветным кольцом, расположенным ближе к фронтальному компоненту - МИ (oil) - черное кольцо, ВИ (W) - белое кольцо, ГИ (Glyc) - оранжевое кольцо, пример:

ПЛАН-АПО или Plan-Apo 40х/0,65 миФ Ph2 40x/0,65 oil 160/0, фирма-изготовитель, заводской номер или децимальный номер по каталогу.

Оптические системы, предназначенные для построения микроскопического изображения на сетчатке глаза наблюдателя. В общем виде окуляры состоят из двух групп линз: глазной - ближайшей к глазу наблюдателя - и полевой - ближайшей к плоскости, в которой объектив строит изображение рассматриваемого объекта. Окуляры классифицируются по тем же группам признаков, что и объективы:

окуляры компенсационного (К - компенсируют хроматическую разность увеличения объективов свыше 0,8%) и безкомпенсационного действия;

окуляры обычные и плоского поля (PL);

окуляры широкоугольные (с окулярным числом - произведение увеличения окуляра на его линейное поле - более 180); сверхширокоугольные (с окулярным числом более 225);

окуляры с вынесенным зрачком для работы в очках и без;

окуляры для наблюдения, проекционные, фотоокуляры, гамалы;

окуляры с внутренней наводкой (с помощью подвижного элемента внутри окуляра происходит настройка на резкое изображение сетки или плоскость изображения микроскопа; а также плавное, панкратическое изменение увеличения окуляра) и без нее.

Окуляры Гюйгенса - простейшие окуляры, состоящие, как минимум, из 2-х линз.

Маркировка окуляра. Современная маркировка окуляров предусматривает кроме указания линейного увеличения окуляра, размер видимого поля изображения (линейное поле в мм): х/18. Маркировка наносится на фронтальную (переднюю) часть окуляра или по верхней образующей корпуса окуляра.

Там же маркируются дополнительные сведения: работа в очках (символом в виде очков), «foe.» - фокусировочный (передвижной) элемент внутри окуляра для наводки на резкость изображения сетки окуляра, тип коррекции («Р1») или компенсация хроматической разности увеличения («К»).

Осветительная система микроскопа представляет собой систему линз, диафрагм и зеркал (последние применяются при необходимости), обеспечивающую равномерное освещение объекта и полное заполнение апертуры объектива.

Осветительная система микроскопа проходящего света состоит из двух частей - коллектора и конденсора.

Коллектор. При встроенной осветительной системе проходящего света коллекторная часть расположена вблизи источника света в основании микроскопа и предназначена для увеличения размера светящегося тела. Для обеспечения настройки коллектор может быть выполнен подвижным и перемещаться вдоль оптической оси. Вблизи коллектора располагается полевая диафрагма микроскопа.

Конденсор (см. рис.7). Оптическая система конденсора предназначена для увеличения количества света, поступающего в микроскоп. Конденсор располагается между объектом (предметным столиком) и осветителем (источником света). Чаще всего в учебных и простых микроскопах конденсор может быть выполнен несъемным и неподвижным. В остальных случаях конденсор является съемной частью и при настройке освещения имеет фокусировочное перемещение вдоль оптической оси и центрировочное перемещение, перпендикулярное оптической оси. При конденсоре всегда находится осветительная апертурная ирисовая диафрагма.

Конденсор является одним из основных элементов, обеспечивающих работу микроскопа по различным методам освещения и контрастирования:

косое освещение (диафрагмирование от края к центру и смещение осветительной апертурной диафрагмы относительно оптической оси микроскопа);

темное поле (максимальное диафрагмирование от центра к краю осветительной апертуры);

фазовый контраст (кольцевое освещение объекта, при этом изображение светового кольца вписывается в фазовое кольцо объектива).

Классификация конденсоров близка по группам признаков к объективам:

конденсоры по качеству изображения и типу оптической коррекции делятся на неахроматические, ахроматические, апланатические и ахроматические-апланатические;

конденсоры малой числовой апертуры (до 0,30), средней числовой апертуры (до 0,75), большой числовой апертуры (свыше 0,75);

конденсоры с обычным, большим и сверхбольшим рабочим расстоянием;

обычные и специальные конденсоры для различных методов исследования и контрастирования;

конструкция конденсора - единая, с откидным элементом (фронтальным компонентом или линзой большого поля), со свинчивающимся фронтальным элементом.

Конденсор Аббе - не исправленный по качеству изображения конденсор, состоящий из 2-х неахроматических линз: одной - двояковыпуклой, другой - плосковыпуклой, обращенной к объекту наблюдения (плоская сторона этой линзы направлена вверх). Апертура конденсора А= 1,20. Имеет ирисовую диафрагму.

Апланатический конденсор - конденсор, состоящий из трех линз, расположенных следующим образом: верхняя линза — плосковыпуклая (плоская сторона направлена к объективу), далее следуют вогнуто-выпуклая и двояковыпуклая линзы. Исправлен в отношении сферической аберрации и комы. Апертура конденсора А = 1,40. Имеет ирисовую диафрагму.

Ахроматический конденсор - конденсор, полностью исправленный в отношении хроматической и сферической аберрации.

Конденсор темного поля - конденсор, предназначенный для получения эффекта темного поля. Может быть специальным или переделан из обычного светлопольного конденсора путем установки в плоскости ирисовой диафрагмы конденсора непрозрачного диска определенного размера.

Маркировка конденсора. На фронтальной части конденсора наносится маркировка числовой апертуры (осветительной).

6.5.1. Пример расчета полезного увеличения и подбора оптики при Объектив 90x1,25 МИ; бинокулярная насадка АУ-12, имеющая собственное увеличение 1,5х, числовая апертура объектива — Ао6 = = 1,25.

Нижний предел увеличения микроскопа должен быть: 500x1,25 = 625.

Верхний предел увеличения микроскопа должен быть: 1000x1,25= 1250. Общее увеличение объектива и бинокулярной насадки: 90х 1,5 = 135.

Таким образом, минимальное увеличение окуляра будет: 625: 135 = 4,6х, а максимальное увеличение — 1250: 135 = 9,2 х.

РЕЗЮМЕ: для работы с объективом 90х в условиях, например, микроскопа БИОЛАМ необходимо иметь окуляры 5х и 10х, в том числе и 7х.

В микроскопах нового поколения, например, ЕС БИМАМ Р увеличение объектива с масляной иммерсией — 100x1,25, бинокуляр имеет увеличение х. В таком случае пределы увеличения могут быть: 500x1,25 = 625;

1000x1,25=1250, следовательно, минимальное увеличение окуляра будет : 100 = 6,25х, максимальное — 1250:100 = 12,5х.

РЕЗЮМЕ: для работы с объективом 100х в условиях микроскопа ЕС БИМАМ Р (МИКРОМЕД-2), необходимо иметь окуляры 6,3х и 12,5х, в том числе 7х и 10х.

Увеличение объектива. При конечной длине тубуса (например, мм) увеличение объектива является исходным и определяется следующим образом: Fоб = Д.Т. /Fo6=160/Fo6, где Д.Т. — механическая длина тубуса, Fоб — фокусное расстояние объектива. Определяющим для расчета увеличения объектива, скорректированного на «бесконечность», является фокусное расстояние тубусной линзы или системы и фокусное расстояние самого объектива: об = Fт.л. / Fоб, где Рт.л. — фокусное расстояние тубусной линзы.

Увеличение окуляра определяется по формуле: ГoK = 250/FOK, где 250 — расстояние наилучшего видения в мм, Fok — фокусное расстояние окуляра.

Поле на предмете. Поле на предмете рассчитывается с учетом линейного поля окуляра и увеличения объектива, а также дополнительных оптических элементов, которые имеют увеличение и расположены до окуляра внутри микроскопа. Выше приведены размеры линейных полей окуляров в микроскопах БИОЛАМ, МИКРОМЕД-2.

Например, линейное поле широкопольного окуляра 10х равно 18 мм, при работе с монокулярной насадкой и объективом 40 х линейное поле на предмете будет составлять: 18 мм:40х = = 0,45 мм; при работе с бинокулярной насадкой АУ-12, увеличение которой 1,5х, с тем же объективом поле на предмете будет: 18 мм: 40: 1,5 = 0,21 мм.

Числовая апертура объектива (А) — произведение синуса половины апертуры на показатель преломления среды между предметом и объективом:

А = n – sin (u/2), где п — показатель преломления среды, лежащей между объектом наблюдения и объективом, u — апертурный угол.

Числовая апертура определяет ряд важнейших свойств микроскопа: яркость изображения, «проникающую» и «отображающую» способности, т.е.

степень сходства изображения с предметом. Чем больше числовая апертура, тем более мелкие подробности в состоянии воспроизводить объектив.

Разрешающая способность — это способность глаза или оптического прибора различать мелкие детали, наименьшее расстояние между изображениями двух соседних точек (линий), которые различаются как два отдельных изображения. Для нормального глаза предельное угловое разрешение составляет около 1', что соответствует 0,0045 мм на сетчатке.

Волновые свойства света определяют предел разрешения в оптических приборах. По дифракционной теории образования изображения в световом микроскопе Аббе нельзя видеть объекты меньше полудлины волны и нельзя получить изображение меньше полудлины волны d 0,5 (0/А), где d — разрешающая способность микроскопа, мкм, — длина волны, мкм, А — числовая апертура объектива.

6.6. Основные технические характеристики светового микроскопа Современные микроскопы имеют ряд характеристик, указывающих на их технические возможности.

К основным техническим характеристикам светового микроскопа относят его общее увеличение и разрешающую способность.

Увеличение микроскопа определяется как произведение увеличения объектива на увеличение окуляра. У типичных исследовательских микроскопов увеличение окуляра равно 10, а увеличение объективов - 10, 40 и 100.

Соответственно, увеличение такого микроскопа составляет от 100 до 1000.

Некоторые из микроскопов имеют увеличение до 2000. Еще более высокое увеличение не имеет смысла, так как при этом разрешающая способность не улучшается. Напротив, качество изображения ухудшается.

Коэффициент увеличения микроскопа, т.е. его общее увеличение определяют как произведение увеличений окуляра и объектива: например, окуляр х15 и объектив х90 – общее увеличение составит 1350 раз (15х90=1350).

Теоретически микроскоп может дать увеличение более, чем в 2000 раз.

Однако необходимо различать полезное и бесполезное увеличение прибора.

Предел полезного увеличения обычных микроскопов не превышает 1400.

Увеличение, которое дает возможность рассматривать объект под предельным углом зрения – есть полезное увеличение. Оно обычно превышает числовую апертуру объектива в 500-1000 раз. Например, для объектива с увеличением х40, имеющего числовую апертуру 0,65, полезное увеличение составляет 325-650 (0,65х500=325; 0,65х1000=650). Следовательно, для объектива х40 следует брать окуляр х15, чтобы получить общее увеличение в пределах полезного.

Если объектив имеет увеличение х90 (числовая апертура 1,25), то полезное увеличение для него равно х1250 (1,25х1000). Чтобы не выходить за пределы полезного увеличения, применять окуляры с увеличением более чем х15, не следует. Таким образом, сильные окуляры не следует применять, более тонких деталей структур выявить не удается.

Весьма важной характеристикой микроскопа является его разрешающая способность. Увеличительная способность микроскопа зависит от объектива и окуляра, а разрешающая способность определяется главным образом объективом и конденсором. Разрешающая способность микроскопа определяется по формуле:

Д – разрешающая способность прибора;

l – длина световой волны;

А – числовая апертура микроскопа.

Например, если применять объектив х 40, числовая апертура его 0,65, длина световой волны 0,55, то Д будет равно 0,42 мкм, т.е.:

Разрешающая способность микроскопа тем выше, чем меньше ее абсолютная величина. Максимальная разрешающая способность светового микроскопа 0,2 мкм.

Штатив (башмак) микроскопа массивный, чаще всего подковообразной формы (у некоторых приборов прямоугольной), что придает устойчивость прибору. Тубусодержатель сделан в форме дуги. Это создает удобство при перестановке микроскопа и его переноске.

К штативу примыкает коробка механизмов, состоящая из системы зубчатых колес, предназначенных для приведения в движение тубуса с помощью макрометрического и микрометрического винтов.

Макрометрический винт (кремальера, макровинт) служит для ориентировочной установки изображения рассматриваемого объекта на фокус.

Микрометрический винт (микровинт) используют для получения четкого изображения рассматриваемого объекта в поле зрения микроскопа. При полном обороте микровинта тубус передвигается на 0,1 мм. На барабане микровинта нанесено 50 делений, каждое из которых соответствует перемещению тубуса на 2 мкм. При вращении винтов по часовой стрелке тубус опускается к препарату, при вращении против часовой стрелки – поднимается от препарата.

Предметный столик (круглый, прямоугольный) предназначен для помещения на нем препарата с исследуемым объектом. Предметный столик подвижен. Его можно перемещать в круговом направлении и во взаимноперпендикулярных плоскостях. В середине столика находится отверстие для прохождения снизу лучей света, отражаемых зеркалом микроскопа. На столике вмонтированы два зажима – пружинящие металлические пластинки, применяемые для закрепления препарата.

На предметный столик в случае необходимости (при подсчете бактерий, при повторном наблюдении определенного участка и т.д.) можно помещать препаратоводитель. На нем имеется система линеек-нониусов, с помощью которых можно закодировать любую точку исследуемого препарата.

Для этого совмещают центр столика и оптическую ось системы микроскопа с центрировочной пластинкой препаратоводителя (в связи с этим предметный столик с препаратоводителем называют крестообразным).

Тубус (труба) является оправой, в верхнюю часть которой вставляется окуляр, а к нижней прикрепляется объективодержатель (револьвер) с гнездами для объективов. Револьвер можно вращать вокруг своей оси, что позволяет оперативно использовать при микроскопии объективы с разной увеличивающей способностью. В микроскопах, у которых тубус расположен под углом к предметному столику, имеется трехгранная призма, направляющая световые лучи в окуляр.

Наиболее важной частью оптического узла микроскопа является объектив (греч. objectum – предмет исследования). Объектив состоит из нескольких линз, заключенных в металлическую оправу. Только одна линза, обращенная к препарату (фронтальная) выполняет функцию увеличения, остальные (их может быть от 3-4 до 10-12) предназначены для коррекции изображения и устранения хроматической и сферической аберрации. Назначение объектива – давать действительное увеличенное и обратное изображение предмета, которое еще увеличивается окуляром.

Классификация объективов проводится по степени исправления оптических искажений – хроматических и сферических аберраций. Хроматические аберрации обусловлены тем, что световые волны с разной длиной волны фокусируются в разных точках на оптической оси. В результате изображение оказывается окрашенным. Сферические аберрации связаны с тем, что свет, проходящий через центр объектива, и свет, идущий через его периферийную часть, фокусируется в разных точках на оси. В результате изображение оказывается нечетким. Ахроматические объективы являются наиболее распространенными на данный момент. В них хроматические аберрации подавляются при помощи стеклянных элементов с разной дисперсией, обеспечивающих схождение крайних лучей видимого спектра – синих и красных – в одном фокусе. Небольшая окрашенность изображения остается и видна иногда в виде слабых зеленых полос вокруг объекта. Сферическая аберрация может быть скорректирована только для одного цвета. Во флюоритовых объективах при помощи добавок к стеклу, улучшающих цветовую коррекцию, окрашенность изображения почти полностью устраняется. Апохроматические объективы – это объективы с самой сложной цветовой коррекцией. В них не только почти полностью устранены хроматические аберрации, но и коррекция сферических аберраций выполнена не для одного, а для двух цветов. Увеличение апохроматов для синего цвета несколько больше, чем для красного, и поэтому для них нужны специальные «компенсирующие» окуляры. Большинство объективов являются «сухими», т.е. они рассчитаны на работу в таких условиях, когда промежуток между объективом и образцом заполнен воздухом; величина NA для таких объективов не превышает 0,95. Если между объективом и образцом ввести жидкость (масло или, что бывает реже, воду), то получится «иммерсионный» объектив с величиной NA, достигающей 1,4, и с соответствующим улучшением разрешения. В настоящее время промышленность выпускает и различного рода специальные объективы. К ним относятся объективы с плоским полем для микрофотографирования, объективы без внутренних напряжений (релаксированные) для работы в поляризованном свете и объективы для исследования непрозрачных металлургических образцов, освещаемых сверху. Конденсор формирует световой конус, направляемый на образец. Обычно в микроскопе предусматривается ирисовая диафрагма для согласования апертуры светового конуса с апертурой объектива, чем обеспечиваются максимальное разрешение и максимальный контраст изображения. (Контраст в микроскопии имеет столь же важное значение, как и в телевизионной технике.) Самый простой конденсор, вполне подходящий для большинства микроскопов общего назначения, – это двухлинзовый конденсор Аббе. Для объективов с большей апертурой, особенно иммерсионных масляных, нужны более сложные конденсоры с коррекцией.

Масляные объективы с максимальной апертурой требуют специального конденсора, имеющего иммерсионный масляный контакт с нижней поверхностью предметного стекла, на котором лежит образец.

Объективы бывают сухие и иммерсионные. Сухим называют объектив, при работе с которым между фронтальной линзой и препаратом находится воздух, а в иммерсионных – жидкость, коэффициент преломления световых лучей которой близок к показателю преломления стекла. При применении иммерсионных объективов лучи света проходят через оптически однородную среду и не меняют своего направления.

Иммерсионные объективы в отличие от сухих на оправе имеют черную круговую нарезку и обозначения:

I - immersion (иммерсия);

HI - homogen immersion (однородная иммерсия);

МИ – масляная иммерсия;

ВИ – водная иммерсия.

Иммерсионные объективы имеют пружинную оправу, что исключает повреждение фронтальной линзы и препарата при их соприкосновении.

Рис. 10. Объективы современного микроскопа Объективы различают по увеличению, которое наносят на их оправу (х8, х20, х40, х90, х100). Каждый объектив характеризуется величиной рабочего расстояния, под которым понимают расстояние в мм от плоскости фронтальной линзы до изучаемого объекта при нахождении его в фокусе. Объективы с меньшим увеличением имеют большое рабочее расстояние и, наоборот, с большим увеличением – меньшее рабочее расстояние. Например, объективы с увеличением х9, х40 имеют соответственно рабочее расстояние 13,8 и 0, мм, а объектив х90, х100 – 0,12 мм. В современных микроскопах установлены объективы с увеличением х100. Иммерсионный объектив имеет рабочее расстояние 0,12 мм, в связи с чем его называют «близоруким». Объективы с малым увеличением имеют большие рабочие расстояния и широкие поля зрения. Поэтому исследования препаратов рекомендуют начинать с небольшого увеличения.

На оправе объективов указана толщина применяемых при микроскопии покровных стекол – 0,17 мм. В случае, если покровные стекла толще или тоньше указанной цифры, следует пользоваться объективом, исправляющим сферическую аберрацию, вызываемую покровным стеклом.

Важная характеристика объектива – его разрешающая способность, т.е.

наименьшее расстояние между двумя точками, в котором просматриваются какие-либо детали. Проще говоря, физический смысл разрешающей способности объектива заключается в возможности с помощью его хорошо различать наименьшие детали объекта.

Разрешающая способность объектива зависит от его числовой апертуры и длины волны света, при которой проводят микроскопию.

Числовая (численная, или нумерическая) апертура объектива характеризует светособирательную способность его, т.е. количество света, попадающего в линзу.

При работе со световыми микроскопами длина волны (l) постоянна, т.к.

объекты исследуют при обычном свете (l=0,55 мкм). Числовую апертуру (А) определяют по формуле:

n – показатель преломления светового луча, проходящего через предметное стекло в среду между фронтальной линзой объектива и стеклом;

sin - половинный угол входного отверстия объектива, т.е. угол, одна сторона которого совпадает с оптической осью, другая – образована линией, соединяющей точку выхода эффективных лучей из объекта с границей действующего отверстия объектива.

Из формулы вытекает следующее. Важно, чтобы величина n была максимальной. На практике этого достигают использованием иммерсионных объективов с применением кедрового масла или его заменителей. Не менее значимой является величина sin /2, т.к. чем больше эта величина, тем выше разрешающая способность объектива. Предел повышения упомянутой величины зависит от степени кривизны фронтальной линзы и числовой апертуры конденсора.

Высокоапертурные объективы необходимо применять с высокоапертурным конденсором. Если апертура конденсора меньше апертуры объектива, то возможности его оказываются не полностью использованными.

Необходимо знать, что повысить величину sin a/ 2 при использовании иммерсионных объективов можно максимальным поднятием конденсора к предметному столику.

Окуляр (от греч. oculus – глаз) состоит из двух линз – окулярной (верхней) и полевой или собирательной (нижней), заключенных в металлическую оправу. Окуляр собирает лучи, идущие от объектива, и увеличивает изображение, даваемое им. На окулярах указывают их увеличение (х5, х7, х10, х15).

Короткие окуляры дают более сильное увеличение, длинные – слабое.

Рис.11. Бинокулярная насадка к микроскопу Микромед 2, вариант 2- При постоянной и длительной работе с микроскопом следует пользоваться двойными окулярами – бинокулярной насадкой. Насадки могут иметь собственное увеличение (около х15), а их корпуса раздвигаются в пределах 55-75 мм, что создает удобство и возможность наблюдателю производить микроскопию обоими глазами. Работа с бинокулярной насадкой улучшает видимость объекта и снижает утомляемость зрения. В настоящее время промышленность выпускает бинокулярные микроскопы (Биолам С-3, Биолам РКонденсор применяется для концентрации расходящихся или параллельных лучей, т.е. для освещенности рассматриваемого объекта. Конденсор состоит из конической металлической оправы, в которой укреплены, обычно одна за другой, две чечевицы: снизу двояковыпуклая, а над нею, меньших размеров, плоско-выпуклая. Плоская поверхность меньшей чечевицы должна быть параллельна верхней поверхности предметного столика микроскопа.

Чтобы получить отчетливое изображение, рассматриваемый объект должен находиться в фокусе конденсора, для чего последний приходится регулировать путем опускания или поднятия его, в зависимости от источника света и толщины предметного стекла. Многие микроскопы снабжены «откидным»

конденсором, который при необходимости может быть легко и просто отведен в сторону.



Pages:   || 2 | 3 |
 




Похожие работы:

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт–Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра воспроизводства лесных ресурсов ЭКОЛОГИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 150405.65 Машины и оборудование лесного комплекса всех форм обучения Самостоятельное учебное...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт–Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра воспроизводства лесных ресурсов ЭКОЛОГИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 220301.65 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) всех форм обучения...»

«Н. В. Беляева О. И. Григорьева Е. Н. Кузнецов ЛЕСОВОДСТВО С ОСНОВАМИ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР Практикум Санкт-Петербург 2011 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ имени С.М. Кирова Кафедра лесоводства Н. В. Беляева, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О. И. Григорьева, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Е. Н. Кузнецов, кандидат сельскохозяйственных...»

«ТЕХНИЧЕСКИЙ КОДЕКС ТКП.- 2011 (02150) УСТАНОВИВШЕЙСЯ ПРАКТИКИ ПОРЯДОК ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ КОНТРОЛЯ ЗА ПОКАЗАТЕЛЯМИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА ПАРАДАК АЖЫЦЦЯЎЛЕННЯ КАНТРОЛЮ ЗА ПАКАЗЧЫКАМI БЯСПЕКI ПРАДУКЦЫI РАСЛIНАВОДСТВА Издание официальное Минсельхозпрод Минск ТКП. - 2011 УДК 658.562:[63-021.66:633/635] (083.74) МКС 65.020.20 КП 06 Ключевые слова: продукция растениеводства, производители продукции, контроль, безопасность, содержание, допустимые уровни, токсичные элементы, пестициды,...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное научное учреждение РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ (ФГНУ РосНИИПМ) УДК 631.587:556.164.004.14 Г. А. Сенчуков, В. Д. Гостищев, А. С. Капустян, Ю. Ф. Снипич, А. С. Штанько, А. Л. Кожанов, В. А. Кулыгин, Д. В. Ермак, И. В. Клишин ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕСТНОГО СТОКА ДЛЯ ОРОШЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Научный обзор Новочеркасск 2011 Содержание Введение 1 Опыт использования...»

«Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НИУ БелГУ) ФАКУЛЬТЕТ КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЙ ИНФОРМАТИКИ МАТОРИН С.И. ЗИМОВЕЦ О.А. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ учебное пособие Белгород 2012 г. УДК ББК Печатается по решению редакционно-издательского совета НИУ БелГУ Рецензенты: Профессор кафедры информатики и информационных технологий...»

«УДК 338.1 (575.2) ЗАКИРОВ АДАМ ЗАКИРОВИЧ ПРОБЛЕМЫ РЕФОРМИРОВАНИЯ И ГОСУДАРСТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ АГРАРНОГО СЕКТОРА КЫРГЫЗСТАНА Специальность 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора экономических наук Научный консультант – академик НАН КР, доктор экономических наук, профессор Койчуев Т.К. Бишкек ОГЛАВЛЕНИЕ...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Международный государственный экологический университет имени А. Д. Сахарова Н. А. Лысухо, Д. М. Ерошина ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ, ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ Минск 2011 УДК 551.79:504ю064(476) ББК 28.081 Л88 Рекомендовано к изданию научно-техническим советом Учреждения образования Междункародный государственный экологический университет им. А. Д. Сахарова (протокол № 9 от 16 ноября 2010 г.) А в то р ы : к. т. н.,...»

«А. П. Чёрный МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЗЕМЕЛЬ ВЛАДИМИРСКОЙ ГУБЕРНИИ Том 13 Переславский уезд Выпуск 1 Естественно-историческая часть Москва 2004 ББК 40.3(2Рос-4Яр) Ч 49 Издание подготовлено ПКИ — Переславской Краеведческой Инициативой. Редактор А. Ю. Фоменко. В основе переиздания — книга, изданная Оценочно-экономическим отделением Владимирской губернской земской управы в 1907 г. Чёрный А. П. Ч 49 Материалы для оценки земель Владимирской губернии / А. П. Чёрный. — М.: MelanarЁ, 2004. — Т. 13:...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Министерство сельского хозяйства Республики Башкортостан ФГБОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет ООО Башкирская выставочная компания ИНТЕГРАЦИЯ НАУКИ И ПРАКТИКИ КАК МЕХАНИЗМ ЭФФЕКТИВНОГО РАЗВИТИЯ АПК Часть I ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ, ОХРАНА И ВОСПРОИЗВОДСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА НАУЧНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА И ВЕТЕРИНАРНОЙ...»

«И.Ф. Дьяков ОПТИМАЛЬНЫЙ ВЫБОР РЕЖИМА РАБОТЫ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ (БУЛЬДОЗЕРА) Ульяновск 2007 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЕ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет И. Ф. Д ь я к о в ОПТИМАЛЬНЫЙ ВЫБОР РЕЖИМА РАБОТЫ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ (БУЛЬДОЗЕРА) (для выполнения расчетно-графической работы) по дисциплине Строительные машины для специальности 290300 Промышленное и гражданское...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК СИБИРСКОЕ РЕГИОНАЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ПРАВИТЕЛЬСТВО ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ МЯСНОГО СКОТОВОДСТВА И КОРМОПРОИЗВОДСТВА В СИБИРИ Материалы научной сессии (19-21 июня 2013 г.) Тюмень 2013 УДК 636.2:633.2.002.2 (571.1/5) (063) С 83 Стратегия развития мясного скотоводства и кормопроизводства в Сибири: Материалы научной сессии (Тюмень, 20-21 июня 2013 г.)/ Российская академия сельскохозяйственных наук, Сибирское региональное отделение,...»

«Сергей Соколов Схватка за будущее Серия Несущие Свет, книга 2 Сергей Соколов Схватка за будущее: АСТ, АСТ Москва; Москва; 2008 ISBN 978-5-17-054848-4, 978-5-9713-9483-9 Аннотация Разумные существа с аурой цвета индиго. Единственные, кто способен активизировать маяки – порталы, оставшиеся от древней, давным-давно покинувшей нашу Галактику расы. Носителей ауры индиго очень, очень мало. За каждого из них, не важно, гуманоида или нет, могущественнейшие из космических цивилизаций – Свободная...»

«Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур имени В.С. Пустовойта Российской академии сельскохозяйственных наук ОСНОВНЫЕ ИТОГИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ ПО МАСЛИЧНЫМ КУЛЬТУРАМ (К 100-ЛЕТИЮ ВНИИМК) Краснодар 2012 1 УДК 633.85:631.52:631.5 Группа авторов Основные итоги научно-исследовательской работы по масличным культурам (к 100-летию ВНИИМК) Это издание является дополнением к летописи об истории Всероссийского...»

«I Содержание НОВОСТИ МЕСЯЦА Пищевая промышленность (Москва), 16.10.2013 1 Минфин прогнозирует снижение финансирования АПК РФ ИТОГИ РАБОТЫ ПРЕДПРИЯТИЙ ПИЩЕВОЙ И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ Пищевая промышленность (Москва), 16.10.2013 7 за январь-июль 2013 г. ПОВЫШЕНИЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ - КЛЮЧ К УСПЕХУ РОСТА ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ В УСЛОВИЯХ ВТО Пищевая промышленность (Москва), 16.10.2013 7 УДК 631.1 - 338.43...»

«УО Витебская ордена Знак Почета государственная академия ветеринарной медицины Кафедра химии БИОХИМИЯ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ: [электронный ресурс] Котович Игорь Викторович, Елисейкин Дмитрий Владимирович Биохимия гетероциклических соединений: учеб.-метод. пособие К 73 / И.В. Котович, Д.В. Елисейкин. – Витебск: УО ВГАВМ, 2006. – 50 с. Витебск УО ВГАВМ 2006 © Котович И.В., Елисейкин Д.В., 2006 © УО Витебская ордена Знак Почета государственная академия ветеринарной медицины, МИНИСТЕРСТВО...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН ФГОУ ВПО БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГНУ БАШКИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ ОАО БАШКИРСКАЯ ВЫСТАВОЧНАЯ КОМПАНИЯ НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ АПК Часть I АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА, ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ И ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМАХ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ, УЧЕТ, ОХРАНА И...»

«К АТА Л О Г ОСНОВНЫХ ЗАВЕРШЕННЫХ НАУЧНО - ТЕХНИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК НАУЧНОИННОВАЦИЙ), ПРЕДЛАГАЕМЫХ К РЕАЛИЗАЦИИ В АПК Научные направления: РАСТЕНИЕВОДСТВО И ЗЕМЛЕДЕЛИЕ ЗООТЕХНИЯ И ВЕТЕРИНАРИЯ ЭКОЛОГИЯ И МЕЛИОРАЦИЯ ЭКОНОМИКА, ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВОМ, ФИНАНСАМИ И МОТИВАЦИЕЙ ТРУДА В АПК МЕХАНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ВОЛГОГРАД 2013...»

«УДК 619:636.1 ДАВААДОРЖИЙН ЛХАМСАЙЗМАА ЭТИОПАТОГЕНЕЗ, СИМПТОМЫ И ЛЕЧЕНИЕ ОСТРОГО РАСШИРЕНИЯ ЖЕЛУДКА МОНГОЛЬСКОЙ ЛОШАДИ 06.02.01 – диагностика болезней и терапия животных, патология, онкология и морфология животных. Диссертация на соискание ученой...»

«Министерство образования Российской Федерации Московский государственный университет леса В.В. Коровин, Л.Л. Новицкая, Г.А. Курносов СТРУКТУРНЫЕ АНОМАЛИИ СТЕБЛЯ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ Учебное пособие Издательство Московского государственного университета леса Москва – 2001 2 УДК 581.44 : 581.824.1 : 581.14.32 6Л2 Коровин В.В., Новицкая Л.Л., Курносов Г.А. Структурные аномалии стебля древесных растений. –М.: МГУЛ, 2001. – 259 с. В монографии приведены частные случаи аномальных морфолого–...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.