Оптическая микроскопия - что есть что?
Оптическая микроскопия – совокупность методов изучения мелких и мельчайших объектов с помощью различных оптических микроскопов. Эти методы существенно зависят от типа объектива микроскопа, вспомогательных приспособлений к нему, вида микрообъекта и способа подготовки его для наблюдения, а так же от характера его освещения при наблюдении.
ТИПЫ МИКРОСКОПОВ.
Наиболее универсальным и потому наиболее распространенным является световой оптический биологический (медицинский) микроскоп. Современный биологический микроскоп имеет ряд сменных объективов и окуляров, а также цифровые фото/видео окуляры и комплексы визуализации для фотографирования изображения, записи видео и отображения на экране телевизора или мониторе компьютера с возможностью дальнейшей обработки с помощью специального программного обеспечения.
Данные комплексы визуализации нашли распространенное применение не только в биологических методах, они успешно применяются и в области металлографии, и в люминесцентных методах, и на поляризационных и стереоскопических микроскопах, и даже на микротвердомерах и микроспектрофотометрах. Программное обеспечение, к примеру, позволяет проводить ряд исследований, таких как подсчет, измерение, процентное содержание компонентов.
Но вернемся к биологическим микроскопам, в которых осуществляется возможность применять различные методы наблюдения – светлое поле, темное поле, метод фазового контраста, люминесцентный анализ и даже поляризованный свет.
Люминесцентный микроскоп, такой как МИКМЕД-2 в вариантах исполнения 11, 12, 15, а также МИКМЕД-6 вариант 11 производства ОАО «ЛОМО» предназначен для исследования объектов на принципе использования люминесценции биологических объектов, возникающей под действием ультрафиолетового излучения. Наблюдая или фотографируя препараты в отраженном свете, в свете видимой люминесценции, можно судить о структуре исследуемого образца, что используется в микробиологии и в иммунологических исследованиях. Прямое окрашивание люминесцентными красителями позволяет выявлять такие структуры клеток, которые трудно рассмотреть в светлом или темном поле в световом микроскопе.
В современной линейке микроскопов метод люминесцентного анализа стал осуществим и на инвертированных биологических микроскопах, и на стереоскопических микроскопах.
Представление о стереоскопическом образе практически лишено физического содержания и является чисто геометрическим (проекционным) понятием. Основная задача при изготовлении стереоскопического микроскопа – это не изменять нашего физиологического восприятия объекта в трехмерном пространстве. Решение этой задачи связано с той частью микроскопа, которая участвует в построении изображения объекта, а именно с объективом или объективами. Конструктивно расчет и построение оптической схемы стереоскопического микроскопа ведется при условии наклона каждого монокулярного микроскопа (при схеме по Грену), или разделения входного апертурного пучка на две части (при схеме по Аббе) под углом не более 7º от вертикали. Таким образом, стереоскопический микроскоп обеспечивает исследование объекта под разными углами зрения. При этом создается стереоскопический эффект, и наблюдаемое изображение воспринимается объемно. Современные стереоскопические микроскопы имеют плавную регулировку увеличения, возможность наблюдать объект в темном поле, а также благодаря, специальным штативам, возможность работы с крупногабаритными объектами исследования.
Говоря о стерео эффекте можно также отметить, что существует и псевдо стереоскопический эффект, который получается при непараллельности лучей, выходящих из бинокулярной насадки при наблюдении объекта в микроскоп плоского поля. Но работа на таком микроскопе в дальнейшем сказывается на потребителе в виде усталости глаз, головных болей, повышении давления и т. д. На микроскопах «ЛОМО» этот параметр, а именно, параллельность осей бинокуляра при любом межзрачковом расстоянии в направлениях: вертикальном - расхождение: не более 15 мин; горизонтальном - схождение: не более 20 мин, расхождение: не более 60 мин выдержан, так же как и диапазон регулировки межзрачкового расстояния и соответствует физиологическим нормам европейского человека. Этот параметр выдержан на всей линейке выпускаемых микроскопов: биологических, металлографических, поляризационных.
Микроскопы, осуществляющие принцип поляризованного света – поляризационные микроскопы – одна из ведущих отраслей «ЛОМО». Это связано с решением технологических задач, стоящих перед конструкторами и разработчиками оптических систем. Качество изображения в поляризационном микроскопе напрямую зависит от качества осветительной системы и изготовления всех оптических деталей, участвующих в построении изображения. В поляризационных микроскопах «ЛОМО», получивших шифр «ПОЛАМ», успешно внедрены объективы второго поколения, а конструкция основания со встроенной системой освещения не уступает конструкции таких мировых производителей, как, например, «Leica». На микроскопах, осуществляющих метод поляризации, имеется возможность выявить неоднородность (анизотропию) структуры при изучении строения тканей и образований в микроорганизме. Поляризационные микроскопы широко используют в медико-биологических исследованиях при изучении препаратов крови, шлифов зубов, костей и т.п.
Заставляет обратить на себя и линейка интерференционных микроскопов. Интерференционный микроскоп дает возможность исследовать объекты с низким показателем преломления света и чрезвычайно малой толщины. В отличие от фазово-контрастного метода в интерференционном микроскопе луч света, входящий в микроскоп, раздваивается. Часть проходит через исследуемый объект, а другая – мимо. В окулярной части оба луча соединяются и интерферируют (колеблются), что позволяет увидеть исследуемую структуру. Метод интерференционного контроля применен в микроинтерферометре МИИ-4М (МИИ-4) производства «ЛОМО», а также в металлографических микроскопах серии «МЕТАМ» при использовании модуля ДИК – дифференциально-интерференционного контраста.
Серия инвертированных металлографических микроскопов «МЕТАМ» довольно разнообразна. Это и самый простейший металлографический микроскоп МЕТАМ РВ-34, позволяющий исследовать структуру металлов, сплавов и других непрозрачных объектов только в светлом поле, и лабораторный микроскоп МЕТАМ ЛВ-41 позволяющий работать как в светлом, так и в темном поле, с использованием модуля ДИК, а также производить фото/видео съемку и измерения исследуемых образцов. Благодаря используемым в микроскопе высококлассным объективам, микроскопы серии «МЕТАМ» стоят в одной линейке с микроскопами «Nikon», «Leica», «Olympus» по своим качествам. Но не все металлографические микроскопы инвертированные. Существуют и прямые металлографические микроскопы. На «ЛОМО» с середины 2005 г. был выпущен прямой металлографический микроскоп ММН-2 позволяющий исследовать объекты в отраженном свете и с использованием поляризации.
Так же существуют и контактные микроскопы, которые дают возможность проводить исследования микроскопических структур отдельных участков исследуемых образцов, прижимая объектив к объекту исследования. В основном контактный метод применяется при необходимости исследования объектов на больших увеличениях. В таких случаях имеет место использования масляной или водной иммерсии.
К контактным микроскопам можно и даже нужно отнести и микротвердомеры применяемые для исследования микротвердости как высокопрочных металлов, так и полимерных соединений.
Существуют и криминалистические микроскопы, такие как универсальные микроскопы-спектрофотометры, криминалистические микроскопы сравнения.