Реферат на тему микроскоп. Электронный микроскоп: устройство, принцип работы и применение

Как устроен электронный микроскоп. Какие виды электронных микроскопов существуют. Для чего используется электронная микроскопия. Каковы особенности подготовки образцов для электронной микроскопии. Какое разрешение достигается в современных электронных микроскопах.

Устройство и принцип работы электронного микроскопа

Электронный микроскоп — это прибор, использующий для получения увеличенного изображения объекта пучок электронов вместо световых лучей. Основными компонентами электронного микроскопа являются:

• Источник электронов (электронная пушка)
• Система электромагнитных линз для фокусировки электронного пучка
• Камера для размещения образца
• Детекторы для регистрации взаимодействия электронов с образцом
• Система формирования изображения

Как работает электронный микроскоп? Электроны, испускаемые катодом, ускоряются электрическим полем и фокусируются электромагнитными линзами в тонкий пучок. Этот пучок направляется на исследуемый образец. При взаимодействии электронов с веществом образца происходит их рассеяние. Рассеянные электроны регистрируются детекторами, сигналы с которых используются для формирования увеличенного изображения объекта.

Виды электронных микроскопов

Существует несколько основных типов электронных микроскопов:

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ)

В ПЭМ электроны проходят сквозь тонкий образец. Изображение формируется за счет различного рассеяния и поглощения электронов разными участками образца. ПЭМ позволяет изучать внутреннюю структуру объектов с высоким разрешением.

Растровый электронный микроскоп (РЭМ)

В РЭМ тонкий электронный зонд сканирует поверхность образца. Изображение создается путем регистрации вторичных и отраженных электронов. РЭМ дает информацию о рельефе и составе поверхности.

Эмиссионный электронный микроскоп

Формирует изображение с помощью электронов, испускаемых нагретым или освещенным образцом. Позволяет изучать эмиссионные свойства поверхностей.

Применение электронной микроскопии

Электронная микроскопия нашла широкое применение в различных областях науки и техники:

• Биология и медицина — изучение ультраструктуры клеток, вирусов, биомолекул
• Материаловедение — исследование структуры и дефектов материалов
• Нанотехнологии — визуализация и анализ наноструктур
• Криминалистика — анализ микрочастиц и следов
• Микроэлектроника — контроль качества микросхем

Какие задачи решает электронная микроскопия? Она позволяет:

• Получать изображения объектов с разрешением до 0.1 нм
• Изучать морфологию и топографию поверхностей
• Определять элементный состав микрообъектов
• Исследовать кристаллическую структуру материалов

Подготовка образцов для электронной микроскопии

Особенности подготовки образцов для электронной микроскопии включают:

• Получение сверхтонких срезов биологических объектов (50-100 нм) с помощью ультрамикротомов
• Напыление на непроводящие образцы тонкого слоя металла для РЭМ
• Контрастирование биологических препаратов солями тяжелых металлов
• Криофиксацию для сохранения нативной структуры образцов
• Изготовление реплик и оттисков для исследования массивных объектов

Почему нужна специальная подготовка образцов? Это обусловлено необходимостью разместить образец в вакууме микроскопа и обеспечить эффективное взаимодействие электронов с веществом для получения качественного изображения.

Разрешающая способность электронных микроскопов

Разрешающая способность современных электронных микроскопов достигает:

• 0.1-0.2 нм для просвечивающих микроскопов
• 0.4-1 нм для растровых микроскопов

Что ограничивает разрешение электронных микроскопов? Основными факторами являются:

• Аберрации электромагнитных линз
• Дифракция электронов
• Хроматическая аберрация из-за разброса энергий электронов
• Вибрации и электромагнитные помехи

Для повышения разрешающей способности применяются корректоры аберраций, монохроматоры электронного пучка, системы активной виброизоляции и другие технические решения.

Преимущества и недостатки электронной микроскопии

Основные преимущества электронной микроскопии:

• Сверхвысокое разрешение (до 0.1 нм)
• Большая глубина резкости
• Возможность элементного и структурного анализа
• Исследование объемных образцов (в РЭМ)

К недостаткам можно отнести:

• Необходимость работы в вакууме
• Сложность подготовки образцов
• Возможность повреждения образца электронным пучком
• Высокую стоимость оборудования

Как эти особенности влияют на применение электронной микроскопии? Они определяют области ее наиболее эффективного использования — там, где требуется сверхвысокое разрешение и детальный анализ микро- и наноструктур.

Современные тенденции развития электронной микроскопии

Основные направления совершенствования электронных микроскопов:

• Повышение разрешающей способности
• Развитие методов in situ микроскопии
• Создание специализированных микроскопов для конкретных задач
• Разработка новых детекторов и методов обработки данных
• Интеграция с другими аналитическими методами

Какие перспективы открываются перед электронной микроскопией? Ожидается, что дальнейшее развитие этого метода позволит:

• Достичь атомарного разрешения в 3D
• Проводить динамические исследования быстропротекающих процессов
• Визуализировать отдельные атомы и молекулы в жидкостях
• Создать настольные электронные микроскопы для рутинных исследований

Таким образом, электронная микроскопия остается одним из ключевых методов исследования микромира, постоянно расширяя свои возможности и области применения.

Реферат: Устройство электронного микроскопа » Белая Калитва

Как же устроен электронный микроскоп? В чём его отличие от оптического микроскопа, существует ли между ними какая-нибудь аналогия?

В основе работы электронного микроскопа (общий вид его приведён на рис. 3) лежит свойство неоднородных электрических и магнитных полей, обладающих вращательной симметрией, оказывать на электронные пучки фокусирующее действие. Таким образом, роль линз в электронном микроскопе играет совокупность соответствующим образом рассчитанных электрических и магнитных полей; соответствующие устройства, создающие эти поля, называют «электронными линзами». В зависимости от вида электронных линз электронные микроскопы делятся на магнитные, электростатические и комбинированные.
[sms]Какого же типа объекты могут быть исследованы с помощью электронного микроскопа? Так же как и в случае оптического микроскопа объекты, во-первых, могут быть «самосветящимися», т. е. служить источником электронов. Это, например, накаленный катод или освещаемый фотоэлектронный катод. Во-вторых, могут быть использованы объекты, «прозрачные» для электронов, обладающих определённой скоростью. Иными словами, при работе на просвет объекты должны быть достаточно тонкими, а электроны достаточно быстрыми, чтобы они проходили сквозь объекты и поступали в систему электронных линз. Кроме того, путём использования отражённых электронных лучей могут быть изучены поверхности массивных объектов (в основном металлов и металлизированных образцов). Такой способ наблюдения аналогичен методам отражательной оптической микроскопии.

По характеру исследования объектов электронные микроскопы разделяют на просвечивающие, отражательные, эмиссионные, растровые, теневые и зеркальные.

Наиболее распространёнными в настоящее время являются электромагнитные микроскопы просвечивающего типа, в которых изображение создаётся электронами, проходящими сквозь объект наблюдения. Устройство такого микроскопа показано на рис. 4 (слева для сравнения показано устройство оптического микроскопа). Он состоит из следующих основных узлов: осветительной системы, камеры объекта, фокусирующей системы и блока регистрации конечного изображения, состоящего из фотокамеры и флуоресцирующего экрана. Все эти узлы соединены друг с другом, образуя так называемую колонну микроскопа, внутри которой поддерживается давление ~ 10­ -4 ѕ 10­ -5 мм рт. ст. Осветительная система обычно состоит из трёхэлектродной электронной пушки (катод, фокусирующий электрод, анод) и конденсорной линзы (здесь и далее речь идёт об электронных линзах). Она формирует пучок быстрых электронов нужного сечения и интенсивности и направляет его на исследуемый объект, находящийся в камере объектов. Пучок электронов, прошедший сквозь объект, поступает в фокусирующую (проекционную) систему, состоящую из объективной линзы и одной или нескольких проекционных линз.

Объективная линза предназначена для получения увеличенного электронного изображения (обычно увеличение~ 100*). Часто это увеличенное изображение называют промежуточным. Для его наблюдения в плоскости изображений объективной линзы располагают специальный экран. Этот экран, покрытый люминесцирующим веществом (люминофором), аналогичен экрану в кинескопах, превращает электронное изображение в видимое.

Часть электронов из числа попадающих на экран необходимо направлять в проекционную линзу для формирования конечного электронного изображения; с этой целью в центре экрана сделано круглое отверстие. Поток электронов, прошедших сквозь отверстие, перед поступлением в проекционную линзу диафрагмируется. В более сложных микроскопах используются две электронные линзы. В этих случаях первую из линз называют промежуточной; она формирует второе промежуточное изображение. Вторая же проекционная линза формирует конечное электронное изображение, которое фиксируется в блоке регистрации. Результат электронно-микроскопического исследования может быть получен либо в виде распределения плотностей почернения фотографической пластинки, либо в виде распределения яркостей свечения люминесцентного экрана.

Образование изображения в просвечивающем электронном микроскопе связано главным образом с различной степенью рассеяния электронов различными участками исследуемого образца и в меньшей мере с различием в поглощении электронов этими участками. В зависимости от степени рассеяния электронов участками образца через так называемую апертурную диафрагму, помещённую перед объективной линзой, проходит большее или меньшее число электронов (диафрагма пропускает лишь те электроны, углы рассеяния которых не очень велики). Контрастность получаемого изображения определяется отношением числа прошедших через диафрагму электронов к общему числу электронов, рассеянных данным микроучастком образца.

Максимальное увеличение такого микроскопа определяется величинами фокусных расстояний объективной и проекционной линз и расстоянием между объектом наблюдения и плоскостью конечного изображения. Для просвечивающего микроскопа с одной проекционной линзой эта зависимость выражается следующей простой формулой:

M=L­ 2/(4* f1* f2),

где L ѕ расстояние между объектом и плоскостью изображения; f1 и f2 ѕ соответственно фокусные расстояния объективной и проекционной линз.

Из формулы видно, что для достижения больших увеличений целесообразно использовать короткофокусные линзы и располагать их на большом расстоянии друг от друга, что соответствует большому значению величины L. Заметим, что в этом отношении электронный микроскоп аналогичен оптическому.

Реально в современных электронных микроскопах L не превышает 1ѕ 2 м, а величины f1 и f2 составляют порядка 1,5 ѕ 2 мм. Нетрудно подсчитать, что в этом случае Mмакс=20000ё 40000. Однако для электронного микроскопа есть смысл добиваться дальнейшего повышения увеличения ещё на порядок, поскольку максимальное полезное увеличение его, определяемое отношением разрешающей способности человеческого глаза (~ 0,2 мм) на расстоянии наилучшего зрения к разрешающей способности электронного микроскопа, составляет порядка 400000.

Хотя, как мы видели, теоретическая разрешающая способность в электронной микроскопии, ограничиваемая дифракционным пределом, при использовании ускоряющего напряжения порядка 100 кв составляет 0,037А° , реально достижимое разрешение в силу ряда причин, о которых речь пойдёт ниже, оказывается существенно меньше этой величины. В современных электронных микроскопах гарантируемое разрешение составляет 4,5 ѕ 5,0А° . Величина максимального полезного увеличения (400 000*) соответствует разрешающей способности в 5,0А° . Для достижения столь большого увеличения в электронных микроскопах обычно используются промежуточные линзы небольшого увеличения.

Объекты электронной микроскопии

Теперь посмотрим, какие объекты можем мы наблюдать и исследовать с помощью, обладающего разрешающей способностью порядка нескольких ангстрем, т. е. порядка 10­ -10 м. Очень немного говорит эта цифра, так как число с десятью нулями представить не очень просто. Почему эту величину следует считать малой и даже сверхмалой? По сравнению с чем? В старом учебнике физики Цингера была фраза, смысл которой сводился к следующему: «Если портной ошибётся в длине вашего платья на один сантиметр, вы вряд ли это заметите, но если наборщик сместит буквы на один сантиметр ѕ это каждый сразу заметит». Величина 10­ -10 м очень малая, если её сравнивать с размерами предметов в нашей комнате. Это также очень малая величина по сравнению с размерами тех вещей, тех объектов, которые мы можем взять руками, можем потрогать. Все эти предметы состоят из громадного числа атомов и молекул. Величина же 10­ -10 м сравнима с размерами отдельных атомов и молекул. Таким образом, научившись видеть и общаться с такими величинами, мы приобретаем возможность «работать» с отдельными атомами и молекулами вещества или по крайней мере с объектами, в которых не очень много атомов. Современные электронные микроскопы позволяют наблюдать и изучать большие органические молекулы.

Итак, совершив «прорыв» в средствах наблюдения в область размеров порядка 10­ -9ё 10­ -10 м, мы по сравнению с метром ѕ величиной, сравнимой с длиной шага, совершаем скачок в миллиарды (10­ 9) раз. Обратим внимание, что расстояние от Земли до окраинных объектов Солнечной системы ~ 6e9 км, которое свет(его скорость 300000 км/сек) проходит примерно за 6 ч, по сравнению с линейными размерами города (~ 10 км), оказывается больше в 6e8 раз.

Но хорошо, что же можно узнать нового, проникнув в область сверх малых размеров, открываемых электронной микроскопией? Не представляет ли собой этот мир атомов и молекул нечто, в котором отсутствуют не только краски и звуки, но и вообще какие-либо признаки разнообразия, жизни и красоты? Оказывается не нужно даже обладать богатым воображением, чтобы увидеть своеобразную красоту мира сверх малых объектов и увлечься ею. Посмотрите на рис. 5, и вы в этом убедитесь.

На уровне размеров, разрешаемой современной электронной микроскопией, разворачиваются события, играющие в конечном итоге исключительно важную роль в жизни человека, природе и технике. Прежде всего биология. Живые клетки представляют собой сложные структурные образования; в них протекают сложнейшие, изученные лишь частично биохимические процессы. Ход этих процессов определяет жизнедеятельность клеток, их взаимосвязь и в конечном итоге жизнедеятельность организмов.

В этом мире нашему взору открываются ранее не известные нам населяющие его «жители», их действия и привычки, взаимоотношения между собой, их дружба и маленькие трагедии, которые в конечном итоге приводят к событиям, играющим важнейшую роль в масштабах природы и человечества. Здесь на молекулярном уровне хранится величайшая тайна ѕ тайна жизни, ее вечного воспроизведения и совершенствования. Здесь же спрятаны такие факторы, как причины болезней и смерти, либо прерывающие жизнь, либо делающие ее трагической; вирусы многих грозных болезней «легких», таких, как грипп, и страшных — таких, как чума; сложные молекулярные структуры ѕ молекулы ДНК, РНК, хранящие вековечный код жизни, воспроизводящие и осуществляющие эту жизнь, ѕ принадлежат к этому миру.

Многие свойства материалов, являющихся основой современной техники и использующихся в повседневной жизни человека и общества в целом, определяются свойствами микроструктур вещества, также относящихся к этому миру.

Таким образом, мир, который открывают нам методы электронной микроскопии, не только многообразен и по своему красочен, но и играет чрезвычайно важную роль в жизни природы и человечества.

Виды электронных микроскопов

Многообразие явлений, требующих изучения при помощи электронной микроскопии, определяет разнообразие и специфику ее методов и соответствующих устройств. Мы уже знакомы с принципом действия просвечивающего электронного микроскопа. С его помощью можно исследовать тонкие образцы, пропускающие падающий на них пучок электронов.

В ряде случаев и в первую очередь для исследования массивных объектов применяются электронные микроскопы других типов.

Эмиссионный электронный микроскоп формирует изображение с помощью электронов, испускаемых самим объектом. Такое испускание достигается путем нагревания объекта (термоэлектронная эмиссия), освещения его (фотоэлектронная эмиссия), бомбардировки электронами или ионами (вторичная электронная эмиссия), а также помещением его в сильное электрическое поле (автоэлектронная эмиссия). Увеличенное изображение формируется подобно тому, как это делается в микроскопе просвечивающего типа. Образование изображения в эмиссионном электронном микроскопе происходит в основном за счет различного испускания электронов микроучастками объекта. При эмиссионных исследованиях объектов разрешающая способность микроскопов составляет ~ 300А° .

Эмиссионная электронная микроскопия нашла широкое применение в исследованиях и разработках катодов электровакуумных приборов различного, в том числе радиолокационного применения, а также в физических исследованиях металлов и полупроводников.

В отражательном электронном микроскопе изображение создается с помощью электронов, отраженных (рассеянных) поверхностным слоем объекта. Образование изображения в нем обусловлено различием рассеяния электронов в разных точках объекта в зависимости от материала и микрорельефа. Обычно образцы получаются под малым углом (приблизительно несколько градусов) к поверхности. Практически на электронных микроскопах такого типа достигнуто разрешение порядка 100 ангстрем.

Одна из особенностей отражательного электронного микроскопа — различие увеличений в различных направления вдоль плоскости объекта связано с наклонным положением объекта по отношению к оптической оси микроскопа. Поэтому увеличение такого микроскопа характеризуют обычно двумя величинами: увеличением в плоскости падения пучка электронов и увеличением в плоскости, перпендикулярной плоскости падения.

Растровый электронный микроскоп основан на использовании предварительно сформированного тонкого электронного луча (зонда), положением которого управляют с помощью электромагнитных полей. Это управление (сканирование) во многом аналогично процессу развертки в телевизионных кинескопах. Электронный зонд последовательно проходит по поверхности исследуемого образца. Под воздействием электронов пучка происходит ряд процессов, характерных для данного материала и его структуры. К их числу относятся рассеяние первичных электронов, испускание (эмиссия) вторичных электронов, появление электронов, прошедших сквозь объект (в случае тонких объектов), возникновение рентгеновского излучения. В ряде специальных случаев (люминесцирующие материалы, полупроводники) возникает также световое излучение. Регистрация электронов, выходящих из объекта, а также других видов излучения (рентгеновского, светового) дает информацию о различных свойствах микроучастков изучаемого объекта. Соответственно этому системы индикации и другие элементы растровых микроскопов различаются в зависимости от вида регистрируемого излучения.

Синхронно с разверткой электронного зонда осуществляется развертка луча большого кинескопа. Рассмотрим работу растрового электронного микроскопа в режиме индикации тока вторичных электронов. В этом случае величина вторичного электронного тока определяет глубину модуляции яркости на экране кинескопа. Растровый электронный микроскоп такого типа позволяет получить увеличение 100 ё 100 000 при достаточной контрастности изображения. Разрешающая способность растровых электронных микроскопов определяется диаметром электронного зонда и в случае получения изображения в электронных лучах составляет ~ 300А° . Растровые электронные микроскопы позволяют изучать, например, так называемые p-n переходы в полупроводниках.

Из электронных микроскопов упомянем зеркальный электронный микроскоп, основной особенностью которого является чувствительность к микроскопическим электрическим и магнитным полям на отражающем массивном объекте. При этом достигается разрешение деталей порядка 1000А° и увеличение почти в 2000*. Работа такого микроскопа основана на действии микроскопических электрических и магнитных полей на электронный поток. Зеркальный электронный микроскоп позволяет изучать, например, доменную структуру ферромагнитных материалов, структуру сегнетоэлектриков.

В теневом электронном микроскопе, так же как и в растровом, формируется электронный зонд, однако положение его остается неизменным. Электронные лучи зонда служат для получения увеличенного теневого изображения объекта, помещенного в непосредственной близости от зонда. Образование изображения обусловлено рассеянием и поглощением электронов различными участками объекта. Следует отметить, что интенсивность конечного изображения в теневом электронном микроскопе незначительна, поэтому обычно в них используются усилители света типа электронно-оптических преобразователей.

Важной разновидностью электронных микроскопов растрового типа является микрорентгеноспектральный анализатор. Прибор основан на возбуждении так называемого характеристического рентгеновского излучения атомов малого участка поверхности — образца с помощью тонкого высокоскоростного электронного зонда. Электронный зонд с помощью системы развертки обегает исследуемую поверхность. При торможении электронов на поверхности возникает наряду с так называемым тормозным излучением характеристическое рентгеновское излучение, свойства которого существенно определяются строением электронных оболочек в атомах вещества. Это излучение обязано своим возникновением энергетическим переходом между глубокими энергетическими уровнями атомов.

Возникающее характеристическое излучение регистрируется с помощью рентгеноспектральной аппаратуры. Диаметр электронного зонда может изменяться от 360 до 0,5 мкм, а размер просматриваемой площадки представляет собой квадрат со стороной 360, 180, 90 или 45 мкм. В одном из приборов такого типа скорость анализа по одному химическому элементу соответствует движению зонда 8 или 96 мкм/мин (при механическом перемещении объекта). Анализировать можно все элементы периодической системы элементов Менделеева, легких (от атомного номера 11 — натрия).минимальный объем вещества, поддающегося количественному анализу, составляет 0,1 мкг. С помощью микрорентгеновского анализатора получают распределение физико-химического состава вдоль исследуемой поверхности.

В СССР серийно выпускается (выпускался) микрорентгеновский анализатор типа МАР-1 (диаметр зонда около 1 мкм, наименьшая анализируемая площадь 1мкм­ 2). Приборы такого вида находят применение в электронной промышленности и в других областях науки и техники.

Читатель, видимо, обратил внимание на тот факт, что в электронных микроскопах не достигается разрешающая способность, предсказываемая теорией. В чем же дело? Вспомним, что в формировании изображения в электронных микроскопах важную роль играют элементы электронной оптики, позволяющие осуществлять управление электронными пучками. Этим элементам — электронным линзам свойственны различного рода отклонения от идеального (требуемого расчетом) распределения электрических и магнитных полей. Положение здесь во многом аналогично ограничениям в оптической микроскопии, связанным с неточностью изготовления оптических линз, зеркал и других элементов. Кроме того, ряд трудностей связан с особенностями изготовления и работы источников электронных потоков (катодов), а также с проблемой создания потоков, в которых электроны мало отличаются по скоростям. В соответствии с этими фактами, действующими в реальных условиях, различают определённые виды искажений в электронных микроскопах, используя при этом терминологию, заимствованную из световой оптики.

Основными видами искажений электронных линз в просвечивающих микроскопах являются сферическая и хроматическая аберрации, а также дифракция и приосевой астигматизм. Не останавливаясь на происхождении различных видов искажений, связанных с нарушениями симметрии полей и взаимным расположением элементов электронной оптики, упомянем лишь о хроматической аберрации. Последний вид искажений аналогичен возникновению окрашенных изображений в простых биноклях и лупах. Использование спектрально чистого монохроматического света в оптике (вместо белого) устраняет этот вид искажений. Аналогично этому в электронной микроскопии используют по возможности пучки электронов, скорости которых отличаются мало (вспомним соотношение l =h/(m* v) для электрона!). Этого достигают применением высокостабильных источников электрического питания.

Близким «родственником» электронного микроскопа является электронограф ѕ прибор, использующий явление дифракции электронов, той самой дифракции, которая в своё время подтвердила наличие волновых свойств у электронов и ставит в наши дни предел разрешения в электронном микроскопе. В случае электронов объектами, в которых может происходить дифракция на периодической структуре (аналогичной объёмной дифракционной решётке в оптике), служат кристаллические структуры. Известно, что в кристаллах атомы расположены в строгом геометрическом порядке на расстояниях порядка единиц ангстрем. Особенно правильно это расположение в так называемых монокристаллах. При взаимодействии электронов с такими структурами возникает рассеяние электронов в преимущественных направлениях в соответствии с предсказываемыми теорией соотношениями. Регистрируя рассеянные электроны (например, фотографируя их), можно получать информацию об атомной структуре вещества. В современных условиях электронография широко применяется при исследованиях не только твёрдых, но и жидких, газообразных тел. О виде получаемых электронограмм можно судить по фотографиям (см. рис.6).

В нашей стране и за рубежом применяются специализированные электронографы промышленного типа. Кроме того, в некоторых электронных микроскопах предусмотрена возможность работы в режиме электронографии.

Следует заметить, что с точки зрения физики получение электронограмм представляет собой процесс, во многом близкий процессу получению рентгенограмм в рентгеноструктурном анализе. Действительно, если в электрографии используется дифракция электронов, то в рентгеноструктурном анализе происходит дифракция рентгеновских лучей на атомных структурах. Естественно, что каждый из этих методов имеет свою область применения.

Особенности работы с электронным микроскопом

Остановимся кратко на основных приемах работы в электронной микроскопии. Естественно, что эти приемы своеобразны, учитывая сверхмалые размеры объектов, подлежащих исследованию. Так, например, в биологических исследованиях находят применения «сверхтонкие ножи» — микротомы, позволяющие получать срезы биологических объектов толщиной менее 1 мкм.

Главные особенности методики электронной микроскопии определяются необходимостью помещения объекта исследования внутрь колонны электронного микроскопа, т.е. в вакуум и обеспечения условий высокой чистоты, так как малейшие загрязнения могут существенно исказить результаты. Для просвечивающего электронного микроскопа объект приготовляется в виде тонких пленок, в качестве которых могут служить различного рода лаки, пленки металлов и полупроводников, ультратонкие срезы биологических препаратов. Кроме того, объектами исследования могут быть тонко измельченные (диспергированные) совокупности частиц. Обычно в просвечивающих микроскопах, работающих при напряжениях 50-100 кв, толщина объектов не может превышать 200 А° (для неорганических веществ) и 1000 А° (для органических). Биологические объекты в большинстве случаев приходится контрастировать, т.е. «окрашивать» (солями тяжелых металлов), оттенять напылением металлов (платиной, палладием и др.) и использовать ряд других приемов. Необходимость контрастирования вызвана тем, что большинство биологических объектов содержит атомы легких элементов (с малым атомным номером) — водород, углерод, азот, кислород, фосфор и т.д. в то же время толщина объектов, интересных для биологии и медицины, составляет величину порядка 50 А° . Без контрастирования при электронно-микроскопических исследованиях вирусов наблюдаются бесструктурные пятна, а отдельные молекулы нуклеиновых кислот вообще неразличимы. Использование методов контрастирования позволяет эффективно применить электронную микроскопию в биологических исследованиях и в том числе при исследованиях больших молекул (макромолекул).

В ряде случаев при исследовании, например, массивных объектов в технике широкое применение находит метод получения отпечатков, который заключается в изготовлении и последующем исследовании в микроскопе копий поверхностей объектов.

Используются как естественные отпечатки (тонкие слои окислов), так и искусственные, получаемые путем нанесения (напыления, осаждения) пленок кварца, углерода и других веществ. Наибольшее разрешение ( ~ 10 А° ) позволяют получить угольные реплики, которые находят широкое применение как в технике, так и в биологии.

При наблюдении электронно-микроскопическими методами влажных объектов ( в том числе живых клеток) используются вакуумно-изолированные газовые микрокамеры. Объекты исследования помещаются в электронных микроскопах на тончайшие пленки — подложки, которые крепятся на специальных сетках, изготовляемых обычно из меди электролитическим способом. Эти пленки должны удовлетворять целому ряду требований, поскольку относительно большая толщина их, а также сильное рассеяние ими электронов приводят к резкому ухудшению качества изображения объекта. Кроме того, материал таких пленок должен обладать хорошей теплопроводностью и высокой стойкостью к электронной бомбардировке.

Кстати, об электронной бомбардировке объекта исследования и ее последствиях. При попадании электронов на объект они выделяют энергию, примерно равную кинетической энергии их движения. В результате могут происходить местный разогрев и разрушение участков объекта.

Электронный микроскоп часто используется для микрохимического анализа исследуемого вещества согласно методу, предложенному М. И. Земляновой и Ю. М. Кушниром. По существу этот метод аналогичен методу микрохимического анализа с помощью оптического микроскопа. В данном случае электронный микроскоп используется в качестве устройства, способного обнаружить малые количества искомого вещества (по форме и структуре кристаллов и т.п.). на поверхность водного раствора, в котором предполагается наличие искомых ионов, наносится капля 1 — 1,5% раствора нитроклетчатки в амилацетате. Капля растекается по поверхности жидкости и образует коллодиевую пленку, на которую наносится капля реагента. Ионы реагента проникают (диффундируют) сквозь пленку и, взаимодействуя с раствором, образуют на поверхности пленки кристаллы, которые содержат ионы, подлежащие обнаружению. После специальной очистки кусочек пленки с кристалликами помещается в электронный микроскоп, и на основе изучения этих кристалликов оказывается возможным дать ответ о наличии искомых ионов, а в ряде случаев — и об их концентрации. Такой метод микрохимического анализа характеризуется высокой чувствительностью (на 2 — 3 порядка большей по сравнению с другими способами). Например, ионы марганца могут быть обнаружены в растворе с концентрацией не ниже 10­ -11 нормального раствора при содержании иона 10­ -11 г (по данным А. М. Решетникова).

Пути преодоления дифракционного предела электронной микроскопии.

К настоящему времени электронная микроскопия достигла больших успехов и нашла многочисленные применения. Однако в ряде случаев, о которых кратко было сказано выше, было бы чрезвычайно желательным добиться дальнейшего прогресса в электронной микроскопии. Это в первую очередь относится к проблеме достижения большей разрешающей способности.

На пути решения этой краеугольной задачи стоят чрезвычайно серьезные технические трудности, связанные с проблемами создания электронных линз, их взаимного расположения формирования односкоростных электронных потоков. Совокупность этих факторов приводит в конечном итоге к различного рода искажениям, играющим важную роль при больших увеличениях и приводящим к тому, что практически достигаемое разрешение оказывается хуже предельного.

По мере приближения электронной микроскопии к своим предельным возможностям все труднее и труднее становится вносить в нее дальнейшие усовершенствования.

Самые последние достижения в электронной микроскопии основаны на применении новых высоковольтных (V = 100 кв) и сверхвысоковакуумных (вакуум 2e-10 мм рт. ст.) приборов. Высоковольтная электронная микроскопия, как показывает опыт, позволяет уменьшить хроматическую аберрацию электронных линз. В печати сообщается, например, о том, что с помощью нового японского микроскопа SMH-5 могут быть получены фотографии решеток с межплоскостным расстоянием ~ 1 А° . Сообщается также, что на новом электронном микроскопе с ускоряющим напряжением 750 кв получено разрешение, равное 3 А° .

Рассматриваются возможности применения в электронной микроскопии линз из сверхпроводящих сплавов (например, Hi ѕ Zn), которые позволят получить высокие оптические свойства электронных систем и исключительную стабильность полей. Ожидается, что использование специальных линз-фильтров позволит получить новые результаты в отражательной электронной микроскопии. При использовании таких линз в просвечивающем электронном микроскопе удалось существенно улучшить их разрешающую способность.

В растровых электронных микроскопах просвечивающего типа к настоящему времени достигнута разрешающая способность в 100 А° . Новый эмиссионный микроскоп позволяет получать разрешения деталей с размерами от 120 (для фотоэмиссии) до 270 А° (для вторичной эмиссии).

Вызывает интерес сообщение о том, что голландская фирма Philips вносит ряд усовершенствований в микроскоп типа EM-300, которые позволят довести практическую разрешающую способность до теоретического предела (!). Правда, о существе этих усовершенствований пока не сообщается.

Важность проблемы улучшения разрешающей способности в электронной микроскопии, приближение ее к теоретическому пределу стимулировала проведение целого ряда исследований в этой области. Из многочисленных предложений и идей, зачастую остроумных и весьма перспективных, остановимся на идеях, высказанных английским физиком Габором, получивших в последние годы широкое развитие в оптике, радиофизике, акустике, особенно в связи с созданием оптических квантовых генераторов (лазеров). Речь идет о так называемой голографии, о которой известно сейчас не только специалистам, но и всем тем, кто интересуется новейшими достижениями физики. Вместе с тем не все, наверное, знают, что первые работы Габора по голографии, проведенные еще в «долазерный» период (1948-1951), были поставлены и выполнены именно в связи с задачей повышения разрешающей способности в электронной микроскопии.

Сущность предлагавшегося метода сводилась к следующему. Монохроматический поток электронов, т.е. поток, содержащий электроны с одинаковыми скоростями, освещает объект исследования (по схеме просвечивающего или теневого микроскопа). При этом происходит дифракция электронов на объекте (вспомним волновые свойства электронов!). Обычно в электронном микроскопе пучок, претерпевший дифракцию на объекте, поступает в систему электронных линз, формирующих изображение и обеспечивающих нужное большое увеличение. Однако эти же линзы, как мы уже отмечали, являются источниками трудно устранимых искажений, препятствующих достижению теоретического разрешения. В новом методе предлагалось фиксировать результат дифракции электронов фотографически в виде дифракционной картины и подвергать эту картину последующей обработке с помощью оптических методов, где получение нужных усилений может быть достигнуто с меньшими искажениями. В таком двухступенчатом процессе получения изображений основное увеличение достигается за счет перехода от «электронных» длин волн к оптическим. При этом следует отметить, что обрабатываемая оптическими методами картина дифракции практически не имеет сходства с объектом исследования. Однако с помощью светового излучения (видимого) по этой картине в несложном оптическом устройстве можно восстановить изображение исследуемого объекта. Для этого источник излучения должен посылать монохроматические когерентные волны, т.е. должен обладать теми свойствами, которые так ярко проявляются у оптических квантовых генераторов.

Заметим, что, образно говоря, в этом двухступенчатом процессе мы фиксируем, «замораживаем» фронт электронных волн и потом воспроизводим его вновь в виде фронта световой волны в значительно большем масштабе, используя при этом различие длин волн света и электронов (это соотношение, например, может быть порядка 6000А° /0,030А° » 200000).

В таком «безлинзовом», а потому и не вносящим искажений увеличении и заключается основное достоинство метода голографии в электронной микроскопии.

К числу новых направлений следует также отнести область микроскопии, использующую вместо электронов другие виды микрочастиц, тяжелых по сравнению с электронами. В этом случае дифракционный предел, предсказываемый теорией, смещен в более далекую область малых размеров. Примером такого направления микроскопии является развивающаяся автоионная микроскопия.

В автоионных микроскопах, используемых при исследовании физики поверхностных явлений, главным образом в металлах, оказывается возможным видение отдельных атомов. Методика автоионной микроскопии весьма своеобразна; эта область претерпевает бурное развитие.

Как же далеко мы сможем еще продвинуться по пути раскрытия тайн микрообъектов? Мы видим, что за исторически короткий срок, используя новейшие достижения физики и радиоэлектроники, электронная микроскопия превратилась в мощное орудие исследования природы. Обозримое будущее этой области науки связано с реализацией дерзновенных проектов создания таких приборов, которые позволят «приблизить» и сделать зримым многообразный и красочный микромир. Далеко не всё ещё ясно на этом пути, на котором постоянно возникают всё более и более сложные научно-технические и технологические проблемы. Современные приборы микроскопии являются несравненно более сложными устройствами, чем микроскопы недавнего прошлого.

Уже сейчас мы сталкиваемся с очевидным фактом: приборы микроскопии становятся всё более сложными и громоздкими по мере проникновения в ранее недосягаемые тайны мира малых объектов. Дальнейшее усложнение этих приборов, увеличение затрат на их изготовление определяются необходимостью разрешения новых всё более сложных проблем.

Здесь уместно провести аналогию с развитием экспериментальной ядерной физики, где получение информации о свойствах микрочастиц вещества, из которых состоят ядра атомов, связано с созданием сложнейших и, как правило, чрезвычайно громоздких и дорогих приборов и установок.

Получение информации, раскрывающей тайны микромира, оплачивается высокой ценой. Однако происходящие при этом затраты интеллектуальных и материальных ресурсов, как показывает опыт истории науки, безусловно, окупаются теми возможностями, которые открываются при этом в технике, физике, химии, биологии и медицине. [/sms]

История изобретения и развития микроскопа | Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Изобретение светового микроскопа на рубеже XVI и XVII столетий привело голландца Левенгука к изумительному открытию микрокосма, мира мельчайших существ.

Световой микроскоп способствовал развитию ряда новых биологи­ческих наук — цитологии, гистологии, микробиологии, успехи которых привели к большим достижениям в области медицины, сельского хозяй­ства и ряде отраслей промышленности.

Однако уже к концу XIX в. выяснилось, что возможности светового микроскопа ограничены, причем ограниченность эта связана с природой света. Как известно, свет представляет собой электромагнитные волны и ему свойственно явление дифракции, т. е. способности огибать препят­ствия. Чем меньше объект, на который падает свет, тем сильнее явление дифракции. Если величина объекта близка к половине длины волны света, который на него падает, то объект не может быть отображен и воспринят глазом. При облучении объекта фиолетовыми лучами видимого света, длина волны которых равна 0,4 микрона, можно рассмотреть детали раз­мером не меньше 0,2 микрона. При использовании ультрафиолетовых лу­чей с длиной волны в 0,2 микрона разрешающая способность повышается до 0,1 микрона. Но такая видимость является пределом для светового микроскопа. Развитие науки требовало получения большей разрешаю­щей способности и больших увеличений для изучения строения фагов, ви­русов, микробов и субмикроскопического строения клеток.

Разрешающей способностью называется возможность раз­личать отдельно две лежащие рядом точки.

В сороковых годах XX в. начали изготовляться первые электронные микроскопы. Длина волны потока электронов во много раз меньше, чем длина волны света. На смену стеклянным линзам пришли «электронные линзы» — электромагнитные поля, способные фокусировать и преломлять электронный пучок. Так как электроны очень сильно рассеиваются и по­глощаются молекулами любого вещества, в том числе и воздуха, то все оп­тические системы должны быть заключены в высокий вакуум (до 10^-4мм ртутного столба). Материал с сайта http://worldofschool.ru

Разрешаемое расстояние, т. е. расстояние между двумя частицами, при котором они еще могут быть видимы раздельно, составляет для лучших современных электронных микроскопов (начала XXI века) менее 1 А̊ (ангстрем — 10^-8см), причем увеличение достигает миллиона раз.

В 1960-х годах благодаря трудам ряда ученых, и особенно шведского ученого Шестранда, удалось создать специальный микротом для изготовления ультратонких срезов растительных и животных тканей толщиной 100-150 А̊ (ультрамикротом).

На этой странице материал по темам:

• История создания микроскопа краткое сообщение

• История микроскопа доклад

• Доклад изобретение микроскопа

• Сообщение на тему история развития микроскопа

• Физика оптика кратко

Читать реферат по физике: «Микроскоп» Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Функция «чтения» служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Реферат

Микроскоп 1. Микроскоп Оптический прибор с одной или несколькими линзами для получения увеличенных изображений объектов, не видимых невооруженным глазом. Микроскопы бывают простые и сложные. Простой микроскоп — это одна система линз. Простым микроскопом можно считать обычную лупу — плосковыпуклую линзу. Сложный микроскоп (который часто называют просто микроскопом) представляет собой комбинацию двух простых. Сложный микроскоп дает большее увеличение, чем простой, и обладает большей разрешающей способностью. Разрешающая способность — это возможность различения деталей образца. Увеличенное изображение, на котором неразличимы подробности, дает мало полезной информации. Сложный микроскоп имеет двухступенчатую схему. Одна система линз, называемая объективом, подводится близко к образцу; она создает увеличенное и разрешенное изображение объекта. Изображение далее увеличивается другой системой линз, называемой окуляром и помещающейся ближе к глазу наблюдателя. Эти две системы линз расположены на противоположных концах тубуса.

ТИПИЧНЫЙ МИКРОСКОП с одним окуляром и двумя сменными объективами на револьверной головке. Увеличение в пределах от 100 до 1000. 1 — штативная подставка; 2 — шарнир для наклона; 3 — тубусодержатель; 4 — ручка микрометренной регулировки; 5 — ручка грубой регулировки; 6 — окуляр; 7 — держатель окуляра; 8 — тубус; 9 — револьверная головка; 10 — объективы; 11 — предметный столик; 12 — конденсор; 13 — нижний держатель; 14 — зеркало

2. История создания микроскопа

Невозможно точно определить, кто изобрёл микроскоп. Считается, что голландский мастер очков Ханс Янсен и его сын Захарий Янсен изобрели первый микроскоп в 1590 , но это было заявление самого Захария Янсена в середине XVII века . Дата, конечно, не точна, так как оказалось, что Захарий родился около 1590 г.

Считается, что следующее существенное усовершенствование микроскопа англичанин Р. Гук сделал спустя 75 лет. При этом совершенно упускается из виду вклад, внесенный в развитие микроскопии знаменитым итальянцем Галилео Галилеем… Когда в 1609 году распространились слухи, что в Голландии появилось удивительное устройство, Галилей начал размышлять о нем. Всего день понадобился ученому, чтобы понять существо дела и соорудить образец собственной конструкции. Новая область исследований увлекла Галилея, и в 1612 году, экспериментируя с линзами, он самостоятельно, независимо от Янсена, изобрел микроскоп . И не только изобрел, но и стал изготавливать эти приборы, чтобы дарить знатным покровителям.

Он разработал «occhiolino» («оккиолино»), или составной микроскоп с выпуклой и вогнутой линзами в 1609 г. Галилей представил свой микроскоп публике в Академии деи Линчеи , основанной Федерико Чези в 1603 г. Изображение трёх пчел Франческо Стеллути было частью печати Папы Урбана VIII и считается первым опубликованным микроскопическим символом (см. «Stephen Jay Gould, The Lying stones of Marrakech, 2000»).

Таким образом, Галилею принадлежит честь если не первого, то, по крайней мере, самостоятельного изобретения микроскопа и применения его к изучению органического мира. Но сам он не продолжил работ в этой новой н весьма перспективной области исследований, предпочтя ей более сродное с его гением изучение неба с помощью телескопа.

Десятью годами позже Галилея, Корнелиус Дреббель изобретает новый

Реферат

Министерство здравоохранения Республики Беларусь УО «Гомельский государственный медицинский университет» Кафедра клинической лабораторной диагностики, аллергологии и иммунологии

На тему:

«Световая микроскопия».

Выполнил: Юрийчук А. С.

Группа Д-313

Проверила: Полисадо Л. Р.

Гомель 2012 План:

1. Виды световых микроскопов. Комплектация микроскопа. Уход за микроскопом.

2. Классификация объективов. Иммерсионная система.

3. Счетные камеры.

4. Методы контрастирования.

Микроскопия  (греч. μικρός — мелкий, маленький и σκοπέω — вижу) — изучение объектов с использованием микроскопа и предназначается для наблюдения и регистрации увеличенных изображений образца.

1. Световые микроскопы и их виды.

Световой микроскоп – это оптический прибор, позволяющий получить увеличенное изображение трудноразличимых невооруженным глазом или вообще невидимых объектов (либо деталей их структуры). В общем случае микроскоп состоит из штатива, предметного столика и подвижного тубуса с окуляром и объективом. Современные приборы оснащаются также специальной осветительной системой.

В зависимости от своего предназначения и конструктивных особенностей световые микроскопы подразделяются на металлографические, биологические, люминесцентные, поляризационные, инвертированные, стереомикроскопы и моновидеомикроскопы.

Биологические. Их предназначение – изучение прозрачных и полупрозрачных объектов. Особенно широко применяются в различных областях биологии (ботанике, микробиологии, цитологии) и медицины.

При работе люминесцентных микроскопов  используются свойства флюоресцентного излучения, то есть способность некоторых объектов и красителей светиться при освещении их ультрафиолетовыми лучами, синими или другими коротковолновыми лучами света.

Стереомикроскопы позволяют получать объемное изображение исследуемого объекта, за счет наличия у него не одного, а сразу двух объективов, расположенных под углом. Стереомикроскопы обладают существенно большей глубиной резкости по сравнению с обычными микроскопами плоского поля. За счет наличия таких свойств подобные устройства могут эффективно использоваться в ряде областей промышленности, к примеру – в ювелирном деле. Помимо стандартных стереомикроскопов, получили распространение и цифровые модели.

Металлографические. Для исследования объектов металлической природы, также любых непрозрачных или полупрозрачных материалов, изучения внутренней структуры композитных материалов, шлаков, горных пород,проведения точных измерений.

Поляризационные микроскопы — одни из самых сложных и наукоемких видов современной оптической техники. Они необходимы для наблюдения материалов, которым свойственно двойное лучепреломление, не допускающее возможность использования обычных методик и средств исследования. К таким материалам, изучение которых имеют большое значение для многих сфер человеческой деятельности, относятся: минералы и кристаллы, горные породы и шлаки, огнеупорные, текстильные, и другие материалы.

Инвертированные микроскопы.

•  в инвертированном микроскопе обратное расположение оптики – объективы находятся под препаратом, а конденсор сверху;

• инвертированный микроскоп позволяет исследовать более толстые полупрозрачные образцы по сравнению с микроскопом прямого света

• большой предметный стол для установки различной по габаритам и форме посуды, а при необходимости работы с препаратоводителем – и для крепления различных по габаритам чашек Петри и планшет;

• объективы с большим рабочим расстоянием, скорректированные по качеству изображения на различную толщину покровного стекла, роль которого в данном случае играет дно посуды;

• конденсоры с таким большим рабочим расстоянием, которое позволяет размещать инструменты и руки над объектом для проведения работ.

• манипуляции с препаратом

• относительно небольшие увеличения по сравнению с обычным микроскопом (при рутинных работах – до 200х, максимум – 630х), но с большим разрешением, чем в стереомикроскопе (при увеличении 100х в обычном микроскопе разрешение равно 1,34 мкм, в стереомикроскопе – 6,71 мкм).  

Области применения инвертированных микроскопов: медицина (иммунология, биотехнология, бактериология, вирусология, фармакология), репродукция, молекулярная биология (для исследования растительных и животных клеток и ткани), сельское хозяйство, экология.

Моновидеомикроскоп представляет собой оптический прибор, предназначенный для вывода изображения наблюдаемых макрообъектов на экран и для их съемки.

Как работает микроскоп?

Чуть-чуть истории

Галилей не изобрел телескоп, но был первым, кто открыл огромную Вселенную, направив телескоп вверх. Также и Антон ван Левенгук – он не изобрел микроскоп, но открыл вселенную очень малого, когда посмотрел через микроскоп туда, куда до него еще никто не смотрел. Левенгук исследовал микромир, открывал крошечных животных, растения и бактерии в капле воды. Изучал клетки крови и их движение, развитие и жизненный цикл насекомых. Поэтому Левенгука часто называют «отцом микроскопии».

Как это работает

В микроскопе используется то же явление, что и в телескопе-рефракторе – световые лучи преломляются при прохождении сквозь стекло. Цель телескопа – собрать пучок параллельных лучей от очень далекого объекта в маленькую точку – фокус, а уже оттуда через окуляр свет попадет в глаз. В микроскопе же сначала расходящийся пучок световых лучей превращается в параллельный, а потом он преломляется в окуляре, чтобы сфокусироваться в глазе наблюдателя.

Чтобы было более понятно, давайте что-нибудь увеличим. Например, пылевого клеща – крошечного жучка (точнее, паукообразное), который живет в вашей подушке и питается отмершими чешуйками вашей кожи.

Для начала нужно клеща подсветить. Сделаем это с помощью зеркальца в нижней части микроскопа. Свет отражается от зеркальца, проходит через клеща и стекло вокруг него и попадает в объектив. Объектив собирает часть расходящихся лучей от клеща в параллельный пучок световых лучей, который идет вверх по тубусу микроскопа и достигает линзы окуляра. Окуляр преломляет лучи и собирает их на сетчатке глаза, и мы может видеть клеща как будто бы «вблизи» и очень подробно.
Увеличение микроскопа зависит от того, насколько сильно каждая линза преломляет свет. Обычно увеличение написано прямо на корпусе прибора. Например, надпись «40х» означает, что изображение в микроскопе в 40 раз крупнее, чем при наблюдении невооруженным глазом.

Немного подробностей

В большинстве микроскопов объектив и окуляр состоят не из одной линзы, а из двух или более. Таким способом можно ослабить влияние так называемой хроматической аберрации – оптического искажения изображения, которое связано с тем, что разные цвета преломляются в линзе немного по-разному.

Наше тело (как и тела всех других живых существ) состоит из маленьких частичек, называемых клетками. Это стало известно, когда Роберт Гук рассмотрел под микроскопом срезы пробкового дуба. Пробковая древесина имеет очень выраженные клеточные стенки, и выглядит как будто сделанной из множества маленьких комнат или клеток. Различные типы микроскопов помогали наблюдать клетки тела человека, определять минералы, раскрывать преступления, видеть, как замораживание влияет на пищевые продукты, изучать металлы и находить причины заболеваний растений. И в медицине микроскоп – незаменимый инструмент. Он помог определить причины множества смертельных болезней, как, например, малярия или туберкулез. Часто микроскоп помогает определить, от чего умер человек или животное. Ученые могут при помощи микроскопа определить происхождение наркотических веществ. В частности, рассматривая кристаллы опиума с большим увеличением, можно заметить, что их форма различна для разных мест произрастания мака.

Пища для ума

Также как астрономы используют для исследования космоса не только лучи видимого света, так и исследователи микромира не ограничиваются только светом. К примеру, можно использовать электроны. Прибор, называемый электронным микроскопом, может «увидеть» отдельные атомы, что в принципе невозможно сделать с помощью световых лучей.

Также как световые лучи, электронные пучки тоже могут преломляться. В отличие от света, электроны не преломляются в стекле, для этой цели используются магниты. Объекты, «рассматриваемые» под сканирующим электронным микроскопом, должны обладать высокой электропроводностью и выдерживать вакуум. Для удовлетворения этим требованиям образцы для электронной микроскопии нередко покрывают тонким слоем золота.

Конечно, необязательно иметь электронный микроскоп и горшок золота, чтобы делать удивительные открытия. Даже простой, с малым увеличением, микроскоп может открыть целый новый мир. Попробуйте посмотреть на растения, бумагу, ткань, сахар, воду из пруда или случайную букашку. В магазинах, где продают товары для аквариумистов, часто имеются маленькие рачки – артемии, которые очень интересно выглядят под микроскопом. Возможности применения микроскопа практически не поддаются перечислению, и, как знать, может быть, именно Вы сможете найти что-то новое, что назовут потом Вашим именем!

Рекомендуемые товары

---

Смотрите также

Другие обзоры и статьи о микроскопах, микропрепаратах и микромире:

• Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видеосравнение фильтрованной и нефильтрованной воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
• Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: жизнь в капле воды с болота (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
• Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видео радиоактивной воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
• Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видеообзор (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
• Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видео соленой воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
• Медицинские микроскопы Levenhuk MED: обзорная статья на сайте levenhuk.ru
• Видео! Портативный микроскоп Bresser National Geographic 20–40x и другие детские приборы линейки: видеообзор (канал «Татьяна Михеева», Youtube.com)
• Книги знаний издательства Levenhuk Press: подробный обзор на сайте levenhuk.ru
• Видео! Книга знаний в 2 томах. «Космос. Микромир»: видеопрезентация (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Видео! Видео бактерий под микроскопом Levenhuk Rainbow 2L PLUS (канал «Микромир под микроскопом», Youtube.ru)
• Обзор микроскопа Levenhuk Rainbow 50L PLUS на сайте levenhuk.ru
• Видео! Подробный обзор серии детских микроскопов Levenhuk LabZZ M101 (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
• Обзор набора оптической техники Levenhuk LabZZ MTВ3 (микроскоп, телескоп и бинокль) на сайте levenhuk.ru
• Видео! Микроскоп Levenhuk DTX 90: распаковка и видеообзор цифрового микроскопа (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
• Видео! Видеопрезентация увлекательной и красочной книги для детей «Невидимый мир» (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Видео! Большой обзор биологического микроскопа Levenhuk 3S NG (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
• Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L PLUS
• Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow и LabZZ (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Микроскоп Levenhuk Rainbow 2L PLUS Lime\Лайм. Изучаем микромир
• Выбираем лучший детский микроскоп
• Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L PLUS: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L PLUS: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Видео! Микроскоп Levenhuk Rainbow D2L: видеообзор цифрового микроскопа (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Видео! Микроскоп Levenhuk Rainbow D50L PLUS: видеообзор цифрового микроскопа (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Обзор биологического микроскопа Levenhuk Rainbow 50L
• Видео! Видеообзор школьных микроскопов Levenhuk Rainbow 2L и 2L PLUS: лучший подарок ребенку (канал KentChannelTV, Youtube.ru)
• Видео! Как выбрать микроскоп: видеообзор для любителей микромира (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Галерея фотографий! Наборы готовых микропрепаратов Levenhuk
• Микроскопия: метод темного поля
• Видео! «Один день инфузории-туфельки»: видео снято при помощи микроскопа Levenhuk 2L NG и цифровой камеры Levenhuk (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Видео! Обзор микроскопа Levenhuk Rainbow 2L NG Azure на телеканале «Карусель» (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
• Обзор микроскопа Levenhuk Фиксики Файер
• Совместимость микроскопов Levenhuk с цифровыми камерами Levenhuk
• Как работает микроскоп
• Как настроить микроскоп
• Как ухаживать за микроскопом
• Типы микроскопов
• Техника приготовления микропрепаратов
• Галерея фотографий! Что можно увидеть в микроскопы Levenhuk Rainbow 50L, 50L PLUS, D50L PLUS
• Сетка или шкала. Микроскоп и возможность проведения точных измерений
• Обычные предметы под объективом микроскопа
• Насекомые под микроскопом: фото с названиями
• Инфузории под микроскопом
• Изобретение микроскопа
• Как выбрать микроскоп
• Как выглядят лейкоциты под микроскопом
• Что такое лазерный сканирующий микроскоп?
• Микроскоп люминесцентный: цена высока, но оправданна
• Микроскоп для пайки микросхем
• Иммерсионная система микроскопа
• Измерительный микроскоп
• Микроскопы от самых больших профессиональных моделей до простых детских
• Микроскоп профессиональный цифровой
• Силовой микроскоп: для серьезных исследований и развлечений
• Лечение зубов под микроскопом
• Кровь человека под микроскопом
• Галогенные лампы для микроскопов
• Французские опыты – микроскопы и развивающие наборы от Bondibon
• Наборы препаратов для микроскопа
• Юстировка микроскопа
• Микроскоп для ремонта электроники
• Операционный микроскоп: цена, возможности, сферы применения
• «Шкаловой микроскоп» – какой оптический прибор так называют?
• Бородавка под микроскопом
• Вирусы под микроскопом
• Принцип работы темнопольного микроскопа
• Покровные стекла для микроскопа – купить или нет?
• Увеличение оптического микроскопа
• Оптическая схема микроскопа
• Схема просвечивающего электронного микроскопа
• Устройство оптического микроскопа у теодолита
• Грибок под микроскопом: фото и особенности исследования
• Зачем нужна цифровая камера для микроскопа?
• Предметный столик микроскопа – что это и зачем он нужен?
• Микроскопы проходящего света
• Органоиды, обнаруженные с помощью электронного микроскопа
• Паук под микроскопом: фото и особенности изучения
• Из чего состоит микроскоп?
• Как выглядят волосы под микроскопом?
• Глаз под микроскопом: фото насекомых
• Микроскоп из веб-камеры своими руками
• Микроскопы светлого поля
• Механическая система микроскопа
• Объектив и окуляр микроскопа
• USB-микроскоп для компьютера
• Универсальный микроскоп – существует ли такой?
• Песок под микроскопом
• Муравей через микроскоп: изучаем и фотографируем
• Растительная клетка под световым микроскопом
• Цифровой промышленный микроскоп
• ДНК человека под микроскопом
• Как сделать микроскоп в домашних условиях
• Первые микроскопы
• Микроскоп стерео: купить или нет?
• Как выглядит раковая клетка под микроскопом?
• Металлографический микроскоп: купить или не стоит?
• Флуоресцентный микроскоп: цена и особенности
• Что такое «ионный микроскоп»?
• Грязь под микроскопом
• Как выглядит клещ под микроскопом
• Как выглядит червяк под микроскопом
• Как выглядят дрожжи под микроскопом
• Что можно увидеть в микроскоп?
• Зачем нужны исследовательские микроскопы?
• Бактерии под микроскопом: фото и особенности наблюдения
• На что влияет апертура объектива микроскопа?
• Аскариды под микроскопом: фото и особенности изучения
• Как использовать микропрепараты для микроскопа
• Изучаем ГОСТ: микроскопы, соответствующие стандартам
• Микроскоп инструментальный – купить или нет?
• Где купить отсчетный микроскоп и зачем он нужен?
• Атом под электронным микроскопом
• Как кусает комар под микроскопом
• Как выглядит муха под микроскопом
• Амеба: фото под микроскопом
• Подкованная блоха под микроскопом
• Вша под микроскопом
• Плесень хлеба под микроскопом
• Зубы под микроскопом: фото и особенности наблюдения
• Снежинка под микроскопом
• Бабочка под микроскопом: фото и особенности наблюдений
• Самый мощный микроскоп – как выбрать правильно?
• Рот пиявки под микроскопом
• Мошка под микроскопом: челюсти и строение тела
• Микробы на руках под микроскопом – как увидеть?
• Вода под микроскопом
• Как выглядит глист под микроскопом
• Клетка под световым микроскопом
• Клетка лука под микроскопом
• Мозги под микроскопом
• Кожа человека под микроскопом
• Кристаллы под микроскопом
• Основное преимущество световой микроскопии перед электронной
• Конфокальная флуоресцентная микроскопия
• Зондовый микроскоп
• Принцип работы сканирующего зондового микроскопа
• Почему трудно изготовить рентгеновский микроскоп?
• Макровинт и микровинт микроскопа – что это такое?
• Что такое тубус в микроскопе?
• Главная плоскость поляризатора
• На что влияет угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора?
• Назначение поляризатора и анализатора
• Метод изучения – микроскопия на практике
• Микроскопия осадка мочи: расшифровка
• Анализ «Микроскопия мазка»
• Сканирующая электронная микроскопия
• Методы световой микроскопии
• Оптическая микроскопия (световая)
• Световая, люминесцентная, электронная микроскопия – разные методы исследований
• Темнопольная микроскопия
• Фазово-контрастная микроскопия
• Поляризаторы естественного света
• Шотландский физик, придумавший поляризатор
• Механизм фокусировки в микроскопе
• Что такое полевая диафрагма?
• Микроскоп Микромед: инструкция по эксплуатации
• Микроскоп Микмед: инструкция по эксплуатации
• Где найти инструкцию микроскопа «ЛОМО»?
• Микроскопы Micros: руководство пользователя
• Какую функцию выполняют зажимы на микроскопе
• Рабочее расстояние объектива микроскопа
• Микропрепарат для микроскопа своими руками
• Метод висячей капли
• Метод раздавленной капли
• Тихоходка под микроскопом
• Аппарат Гольджи под микроскопом
• Чем занять детей дома?
• Чем заняться на карантине дома?
• Чем заняться школьникам на карантине?
• Выбираем микроскоп: отзывы имеют значение?
• Микроскоп для школьника: какой выбрать?
• Немного об оптовой закупке микроскопов и иной оптической техники
• Во сколько увеличивает лупа?
• Где купить лампу-лупу – косметологическую модель с подсветкой?
• Какую купить лампу-лупу для маникюра?
• Можно ли купить лампу-лупу для наращивания ресниц в интернет-магазине?
• Лампа-лупа косметологическая на штативе: купить домой или нет?
• Лупа бинокулярная с принадлежностями
• Как выглядит лупа для нумизмата?
• Лупа-лампа – лупа для рукоделия с подсветкой
• «Лупа на стойке» – что это за оптический прибор?
• Лупа – проектор для увеличенного изображения
• Делаем лупу своими руками
• Основные функции лупы
• Где найти лупу?
• Лупа бинокулярная – цена возможностей
• Лупа канцелярская: выбираем оптическую технику для офиса
• Как выглядит коронавирус под микроскопом?
• Как называется главная часть микроскопа?
• Где купить блоки питания для микроскопа?
• Строение объектива микроскопа
• Как выглядят продукты под микроскопом
• Что покажет музей микроминиатюр
• Особенности и применение методов окрашивания клеток

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МИКРОСКОПЫ — Реферат по теме Инструментальные микроскопы

---

Подборка по базе: Гражданское право реферат.doc, Задание к теме 1 макроооо.docx, структура реферата.doc, коррупция реферат.docx, темы рефератов.docx, Ответы на ситуационные задачи по теме Мочеполовой аппарат.doc, тсп реферат.docx, Требования к оформлению реферата.doc, Титульный лист для реферата.doc, Титульный лист для реферата.docx

---

Министерство образования Российской Федерации

Алтайский государственный технический

университет им. И. И. Ползунова.

Кафедра ЭТиАЭП

Реферат по теме: «Инструментальные микроскопы»
По дисциплине метрология, стандартизация и сертификация

Выполнил:

студент гр. ЭТ-01 Жигулин А.С.

Проверил:

старший преподаватель Зыбцев Ю.К.

Барнаул 2012

Измерительные микроскопы являются наиболее распространенными оптико-механическими приборами. Их широко применяют в измерительных лабораториях машиностроительных заводов н научно-исследовательских институтов. На них можно проводить измерения линейных и угловых размеров в прямоугольной и полярной системах координат.

Измерительные инструментальные микроскопы изготовляют трех типов: ММИ — малый инструментальный микроскоп. БМИ—большой инструментальный микроскоп и БИМ — бинокулярный инструментальный микроскоп.

Малый инструментальный микроскоп ММИ (рис. 1 ) имеет основание 1. внутри которого размещена оптическая система, а снаружи — источник света 16. Для изменения интенсивности светового потока оптическая схема имеет диафрагменную регулировку. По направляющим основания могут перемещаться салазки 3 с предметным столиком 4, который в середине имеет сквозное отверстие закрытое стеклом. Столик может перемещаться с помощью двух микровинтов 2 и 18 во взаимно перпендикулярных направлениях. Цена делений шкалы на барабане микровинтов 0,005 мм; диапазон перемещений 0 — 25 мм. Для расширения диапазона измерений между торцами микрометрического винта 18 и салазками можно помещать концевые меры. Наличие у стола возвратных пружин позволяет отводить стол от торца винта легким нажатием, а в образовавшееся пространство вставлять меру нужного размера. Микровинтом 19 стол можно поворачивать вокруг вертикальной оси на угол ±5°. На основании смонтирована вертикальная колонка 14, которая на опоре 15 может отклоняться от вертикали на угол ±12°30′ с помощью маховика 17 со шкалой, имеющей цену деления 30′. По вертикальным направляющим колонки можно перемещать с помощью реечной передачи и маховика 12 кронштейн 11 с тубусом 6 визирного микроскопа. Фиксировать кронштейн в нужном положении на колонне можно винтом 13. На тубусе установлена штриховая окулярная головка 7. Через окуляр 9 наблюдают изделие, установленное на столе, а через окуляр 8 — шкалу отсчета угла поворота окулярной сетки, которую поворачивают диском 10. Резкость изображения изделия регулируют поворотом объектива 5.

Большой инструментальный микроскоп, типа БМИ, в отличие от рассмотренной модели, имеет круглый предметный стол, который может поворачиваться маховиком на угол 360° вокруг вертикальной оси. Угол поворота стола можно оценить по круговой шкале и нониусу с ценой деления 3′

Микроскоп типа БМИ отличается от малого инструментального микроскопа тем, что у малого продольный ход стола 75 мм, а типа БМИ 150 мм. Других существенных различий между этими моделями нет.

В качестве головки 7 в инструментальных микроскопах чаще используют угломерную окулярную головку ОГУ-21. Она имеет довольно простую и оригинальную конструкцию. В корпусе головки установлено прозрачное стеклянное плоское кольцо. Его диаметр и определяет размеры головки. По краю кольца в радиальном направлении нанесены штрихи шкалы через 1°. На одной оси с этим кольцом расположена стеклянная пластина 20 с нанесенными на ней перекрещивающимися визирными линиями. Пересекающиеся штриховые и сплошные визирные линии образуют углы в 90, 60 и 30°. Диск 10 с помощью зубчатой передачи поворачивает сидящие на одной оси пластину с визирными линиями и градусную шкалу. Наблюдая в окуляр 8 шкалу 21 и пользуясь нониусом с ценой деления 1′ можно точно определить угол поворота штриховых линий, видимых в окуляр 9.

Рис. 1 Инструментальный микроскоп типа ММИ

Измерение длин на инструментальном микроскопе осуществляют оптическим визирным методом, который заключается в следующем. Для определения длины одну из визирных линий окулярной головки ОГУ-21 устанавливают по краю изделия и снимают отсчет с микровинта. Затем микровинтом перемещают стол до тех пор, пока эта же линия не совпадет с другим краем детали, и опять снимают отсчет. Разность отсчетов и будет являться действительным размером детали.

При угловых измерениях используют нониус угловой окулярной головки. Для этого одну из линий окулярной головки совмещают с одной стороной изделия, а потом эту же линию с другой стороной. Измеряемый угол а определяют как разность отсчетов по градусной и минутной шкалам 21.

Кроме головки типа ОГУ-21 в инструментальных микроскопах используется окулярная головка двойного изображения ОГУ-22. Она применяется для измерения расстояний между центрами отверстий, интервалов между штрихами шкал и сеток, диаметров отверстий. Принцип ее работы заключается в том, что в окуляре наблюдают двойное изображение отверстия, штриха или любой линии. При совмещении оптической оси головки с центром отверстия или штрихом два изображения отверстия или штриха стягиваются в одно. По микровинту берется соответствующий отсчет. Благодаря повышенной чувствительности визирования точность головки ОГУ-22 вдвое выше, чем головки ОГУ-21.

Револьверная профильная окулярная головка ОГР-23 имеет поворачивающуюся пластину с нанесенными на ней профилями метрической резьбы разных шагов дугами окружностей разных радиусов. Совмещая вращением пластины нанесенные на ней профили с видимыми контурами детали, определяют шаг резьбы или радиус дугового профиля. В окуляре сбоку имеется неподвижная градусная шкала, по которой определяют угловое положение профилей на пластине относительно оси измеряемого изделия.

Кроме сменных головок в комплект микроскопа могут входить сменные объективы, призматические стоики, центровые бабки, V-образные подставки, призмы, струбцины, прижимы для крепления деталей на столе, приспособление типа ИЗО-1, закрепляемое на объективе. Приспособление ИЗО-1 служит для измерения контактным методом внутренних размеров от 5 до 195 мм при максимальной глубине 13 мм. Малые отверстия бесконтактным методом измеряют с помощью приспособления ИЗО-2 с пределами измерений 0,2—40 мм.

Для установки оси центров параллельно продольному перемещению столика применяют контрольный валик. Его помещают в центры, установленные на предметном столе. С образующей валика совмещают визирную линию на пластине 20 и перемещают столик вместе с валиком вращением микровинта либо вручную. При расхождении визирной линии с образующей валика винтом поворота стола выставляют валик параллельно этой линии, устраняя перекос.

Детали размером более 25 мм измеряют с помощью концевых мер длиной 25, 50, 75, 100 и 125 мм. Изображение детали на экране с увеличением 10, 15, 30 и 50х получают с помощью проекционной насадки ПН-7.

Универсальный измерительный микроскоп УИМ-21 (рис. 2) в качестве основания имеет массивную литую станину 1, по направляющим качения которой могут

Рис.2 Универсальный измерительный микроскоп типа УИМ-21

перемещаться две каретки — продольная 3 и поперечная 11 на верхней части каретки 3 имеется цилиндрический желоб, в котором, как в направляющих, размещают центровые бабки 14 с центрами. Бабки фиксируют с помощью расположенных на них фигурных маховиков. На верхние опорные поверхности продольной каретки могут устанавливаться предметный стол и различные измерительные приспособления. Внутри поперечной каретки смонтирована осветительная система, а сверху — установлена вертикальная колонка 7 с направляющими, по которым с помощью реечного механизма может грубо перемещаться тубус 9 микроскопа 8. Так же как у инструментального микроскопа, колонка может поворачиваться в вертикальной плоскости с помощью маховичка 10 на угол ±10°. Ось поворота колонки перпендикулярна оси центров и лежит с ней в одной плоскости. На продольной и поперечной каретках установлены высокоточные стеклянные шкалы 4 с ценой деления 1 мм, точно такие же, как на шпинделе оптического длиномера. Шкалы имеют автономную подсветку. Над шкалами установлены отсчетные микроскопы 5 и б со спиральными нониусами, с помощью которых измеряют перемещения кареток. Цена деления спирального нониуса 0,001 мм. Пределы измерений по продольному микроскопу 200 мм, а по поперечному — 100 мм. При отпущенных стопорных винтах 13 и 16 поперечная и продольная каретки вручную быстро и легко могут быть установлены в нужном положении. Точные перемещения кареток осуществляются микровинтами 2 и 12. На передней стороне стойки микроскопа имеется кольцо 15 с делениями для регулировки диаметра отверстия диафрагмы. При измерении плоских изделий диаметр диафрагмы 20—25 мм.

Неправильная установка диафрагмы влияет на точность измерения. Так, при установке диафрагмы больше наивыгоднейшего диаметра результат измерения получается меньше действительного и наоборот. Для гладких цилиндрических изделий наивыгоднейший диаметр диафрагмы выбирают по таблице, прилагаемой к микроскопу, в зависимости от диаметра детали или среднего диаметра резьбы.

В соответствии с ГОСТ 14968 — 69 кроме модели УИМ-200 (УИМ-21) выпускают универсальные измерительные микроскопы УИМ-200Э (УИМ-23) и УИМ-500Э (УИМ-24).

Микроскоп УИМ-200Э (УИМ-23) отличается от модели УИМ-21 более совершенной конструкцией. Отсчет продольных и поперечных перемещений кареток, а также углов выполняют на экранах. Вместо микроскопов со спиральным нониусом применяют оптические микрометры, дающие большую точность отсчета. Для измерения бесконтактным методом диаметров отверстий размерами от 0,2 до 40 мм микроскоп снабжен приспособлением ИЗО-2. Используя вертикальный длиномер ЮВ-23, можно получить из универсального микроскопа трехкоординатное измерительное средство. Точное измерение углов поворота изделия в центрах осуществляют с помощью измерительной бабки ИБ-21, устанавливаемой вместо обычной центровой бабки. Цена деления 1 шкалы отсчетного микроскопа составляет 1′. Детали с поперечными размерами до 250 мм и длиной до 180 мм могут устанавливаться, в центрах стола типа СТ-2. Все перечисленные приспособления могут применяться в микроскопах различных моделей, так как присоединительные размеры у них унифицированы.

На универсальном измерительном микроскопе УИМ-500Э (УИМ-24) можно измерять изделия весом до 1000 Н. В процессе измерений тяжелое изделие остается неподвижным, а отсчетная система перемещается относительно детали в двух взаимно перпендикулярных направлениях (в продольном —. на 500 мм, а в поперечном — на 200 мм).

Измерения на универсальных микроскопах проводят так же, как и на инструментальных. Исключением является измерение с помощью ножей, которые позволяют существенно повысить точность наведения визирных линий окулярной головки на контурные линии детали.

Инструментальные микроскопы ММИ, БМИ

До появления первого УИМ (Универсального Измерительного Микроскопа) существовали не универсальные (узкоспециализированные) приборы. Ими можно было измерить только один элемент — например, шаг резьбы, или кромку режущего инструмента. Этот класс приборов назывался «инструментальный микроскоп». В России инструментальные микроскопы производились новосибирским приборостроительным заводом. Модели ММИ и БМИ (Малый Микроскоп Измерительный и Большой Микроскоп Измерительный) полностью оптико-механические, а ММИЦ и БМИЦ – более поздние модели, оснащенные угловыми датчиками и цифровым отсчетным устройством. Буква «Ц» в названии говорит об этом. За счет электроники эти приборы имеют дискретность 1 мкм, а вот их точность, по современным понятиям, весьма не высока: порядка 0,01 мм. Объясняется это тем, что перемещение рабочего поля оценивается косвенно по повороту винта, на котором установлен угловой датчик. Таким образом, точность прибора сильно зависит от качества винтовой пары и постепенно ухудшается со временем из-за естественного износа и появления люфтов. Инструментальные микроскопы широко применялись в цехах больших заводов, где и по сей день иногда можно встретить работающие экземпляры. Разновидностью инструментального микроскопа являются приборы челябинского инструментального завода, которые называются «Прибор для настройки инструмента вне станка». Они имеют два оптических микроскопа, развернутых друг относительно друга на 90 градусов. Этот узкоспециализированный прибор позволяет выравнивать кромки режущего инструмента, например, фрез, без установки их на станок. Эти уникальные приборы ценились в свое время «на вес золота». И в наши дни на заводах изредка можно встретить работающие экземпляры.

Универсальные измерительные микроскопы УИМ, ДИП

Универсальные измерительные микроскопы впервые появились в России и быстро завоевали широкую популярность. Выпускались они объединением «ЛОМО». Первые модели назывались УИМ-21 и УИМ-23. Это массивный прибор – его вес составляет 560 кг, с тремя микроскопами и рабочим полем 100 х 200 мм. Исследуемая деталь закрепляется на поверхности измерительного стола, который перемещается относительно основания прибора по прецизионным направляющим по горизонтали. Вместе со столом перемещаются отсчетные шкалы для продольного и поперечного хода. Оператор наводился на деталь, наблюдая ее в микроскоп и перемещая измерительный стол при помощи микровинтов. На зрачке микроскопа нанесена мишень – сетка, подобная сетке оптического прицела, которая позволяет многократно наводиться в одну точку. Последовательно наводясь на разные точки детали, можно определить расстояние между ними по отсчетным шкалам. После наведения в очередную точку, оператор, при помощи двух других микроскопов, снимает отсчеты с линейных шкал, определяя пройденное расстояние. Применение линейных шкал позволяет избежать недостатков косвенного измерения перемещения, которые имелись в инструментальных микроскопов ММИЦ и БМИЦ новосибирского приборостроительного завода (см. выше). Линейные шкалы УИМ-21 имеют шаг 1 мм. При помощи встроенного оптического микрометра шаг шкалы делится на 1000 частей, увеличивая разрешение прибора до 1 мкм.

К существенным недостаткам УИМ-19 можно отнести высокую утомляемость глаз оператора и субъективный отсчет (влияние на точность измерения опыта оператора, его состояния здоровья, внимания и т.д.)

Дальнейшим шагом в развитии российских универсальных измерительных микроскопов стало появление УИМ-25. Существенным отличием этого прибора от предшественников является проецирование изображения шкалы на экран. УИМ-25 имеет только один микроскоп – для наведения на деталь. После наведения в нужную точку оператор определяет перемещение по изображению отсчетных шкал на экране. Применение проекторов несколько уменьшило утомляемость глаз оператора. К недостаткам этой модели можно отнести слабую яркость изображения на экране. Для того, что бы уверенно различать изображение часто приходилось работать при затемненном освещении или в полной темноте.

Эпоха цифровых отсчетных систем коснулась и измерительной техники. В России появилась новая модель универсального измерительного микроскопа УИМ-29. Этот прибор имеет цифровые линейные шкалы и цифровое табло. Шаг шкал равен 2 мкм. (сравните: у оптических шкал предыдущих моделей шаг равен 1 мм). Дискретность УИМ-29 равна 0,5 мкм. Отсчет объективен: не зависит от опыта, состояния здоровья и внимания оператора, выводится на цифровое табло. УИМ-29 имеет один микроскоп для наведения на деталь.

Приблизительно в это же время начало развиваться второе направление универсальных измерительных микроскопов. В их названии содержится аббревиатура «ДИП». Эти приборы снабжены электронно-вычислительными машинами, которые вычисляют элементы детали: радиусы, дуги, углы и т.д. ЭВМ подключается к печатающему устройству и может формировать отчеты об измерениях.

Импортные измерительные микроскопы

Стоит упомянуть импортные измерительные микроскопы. Немецкая фирма Carl Zeiss выпускает измерительные микроскопы, которые уже в 80-е годы имели дискретность 0,2 мкм и при этом не содержали электроники. Немецкие приборы отличаются высоким качеством механики. В наши дни можно найти много предложений по современным измерительным машинам немецкого производства, но все они довольно дороги.

Используемая литература:

1. 
   «Контроль станочных и слесарных работ» А.М. Маханько, 1986 г.
   
2. 
   Интернет-ресурс http://www.skbis.ru/index.php?p=51
   

Устройство микроскопа

• Микроскоп — оптический прибор, предназначенный для рассмотрения объектов, невидимых невооруженным глазом. Для исследования в области медицины и биологии обычно применяют микроскопы биологические, типа МБИ – 3, МБР – 1, бинокулярные (БМ-56), стереоскопические (МБС-1) и другие.

 

 

Устройство  микроскопа

Первые микроскопы, изобретённые человечеством, были оптическими, и первого их изобретателя не так  легко выделить и назвать. Самые  ранние сведения о микроскопе относят  к 1590 году и городу Мидделбург, что в Голландии, и связывают с именами Иоанна Липперсгея (который также разработал первый простой оптический телескоп) и Захария Янсена, которые занимались изготовлением очков[1]. Чуть позже, в 1624-ом году Галилео Галилей представляет свой составной микроскоп, который он первоначально назвал «оккиолино»[2] (occhiolino итал. — маленький глаз). Годом спустя его друг по Академии Джованни Фабер (англ.)русск. предложил для нового изобретения термин микроскоп.

 

Один из первых микроскопов, 1876 год

Микроскоп имеет  оптическую и механическую часть. Механическая часть состоит из штатива, коробки  с микромеханизмом, макрометрического винта, тубусодержателя, револьверной системы, предметного столика, винта и оправы конденсора, вилки для зеркала.

Штатив является опорой всех составных частей микроскопа. Основание его – башмак, имеющийподковообразную форму, придает микроскопу необходимую устойчивость. На нем монтируется коробка микромеханизма, который представляет собой систему зубчатых колес, приводимых в действие вращением микровинта.Микромеханизм служит для точной фокусировки изображения, позволяющей рассматривать его детали. К коробке механизма крепится тубусодержатель, фиксирующий в определенном положении оптические части микроскопа. В нижней его части расположен механизм для грубой подачи тубуса, при помощи макровинтов, расположенных с обеих сторон тубусодержателя.

В верхней части  тубусодержателя расположена головка с гнездом для крепления тубуса и револьверной системы. Тубус фиксируется в гнезде с помощью винта, ослабив который легко повернуть его вправо и влево.

 

Тубус микроскопа без окуляра

Револьвер имеет  четыре отверстия с резьбой для  ввинчивания объективов. Сферическая  его часть вращается, что позволяет  быстро заменять один объектив другим. Предметный столик микроскопа предназначен для помещения и закрепления  на нем исследуемого препарата. Предметный столик расположен над коробкой микромеханизма, под револьвером и тубусом.

 

Револьвер с объективами

 

Предметный столик с препаратоводителем

Верхняя часть предметного  столика может вращаться при  помощи двух небольших винтов. В  середине предметного столика имеется  круглое сквозное отверстие, через  которое проходят лучи света, освещающие препарат. На поверхности столика  имеется семь отверстий: четыре крайних  служат для установки пружинных  клемм, прижимающих препарат, три  средних – для крепления накладного препаратоводителя.

 

Макро- и микровинт

Оправа (гильза) конденсора укреплена на Кронштейне, расположенном  на коробке микромеханизма под предметным столиком. Небольшой болтик удерживает конденсор в оправе (гильзе). При помощи винта конденсор может перемещаться вверх и вниз. Под оправой кондесора крепится вилка зеркала.

 

Предметный столик снизу — конденсор, ножки станины

Оптическая  часть микроскопа состоит из осветительной и увеличивающей систем. Осветительная система состоит из зеркала и конденсора с диафрагмой. Зеркало микроскопа имеет две отражающие поверхности: плоскую и вогнутую. Вогнутое зеркало применяется при работе с исскуственным освещением и объективами малых увеличений. При естественном освещении лучше пользоваться плоской поверхностью зеркала.

 

Отражающее зеркало  под конденсором

Конденсор сосредоточивает  лучи света, отраженные зеркалом, на препарате. Конденсор состоит из двух частей. Верхняя часть конусообразная, заключает  одну или несколько линз, верхняя  из них обращена к отверстию в  предметном столике. Нижняя часть цилиндрическая, имеет одну линзу. В ее оправу вмонтирована диафрагма, которая состоит из отдельных  изогнутых металлических пластинок. Пластинки смещаются, накладываются  друг на друга благодоря движению связанного с ними рычажка. При этом отверстие диафрагмы суживается или расширяется.

При сужении отверстия  диафрагмы через конденсор проходят только лучи, близкие к центру, чем  достигается большая четкость изображения. На конденсоре снизу находится подвижная  оправа (рамка) для светофильтра. Светофильтр  матового или синего стекла служит для смягчения слишком яркого света.

 

Диафрагма и конденсор

Увеличивающая система состоит из окуляра, вставленного в тубус, и объектива. Объектив направлен на исследуемый объект. Он представляет собой короткую металлическую трубку, в которой монтируется система линз. Микроскопы обычно снабжены тремя объективами х 8, 40 и 90 дающими соответственно малое, среднее и большое увеличение. Объектив х90 предназначен для рассматривания самых малых объектов с иммерсионной системой.

 

Микроскопические  объективы

В верхней части  тубуса находится окуляр, состоящий  из двух линз, вставленных в металлическую  оправу. В окуляр направлен глаз исследователя (oculus – по лат. глаз). Окуляры могут быть с увеличением в 7, 10 и 15 раз.

Спасибо за внимание

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Цифровой голографический микроскоп с боковым сдвигом

для визуализации патологии полости рта IADR Abstract Archives

Цели : Патология полости рта и челюстно-лицевой области основана на окрашивании и маркировке биологических образцов / биоптатов для диагностики и планирования лечения. Цифровая голографическая микроскопия — это развивающийся количественный метод без использования этикеток для наблюдения за образцами биологических тканей. Это исследование было проведено для разработки и изготовления нового цифрового голографического количественного фазового микроскопа (LS-DHM) с широким полем обзора для визуализации и количественной оценки морфологии и динамики гиперплазии, дисплазии и образцов тканей полости рта, пораженных раком.
Методы : Мы разработали установку LS-DHM, состоящую из когерентного источника света (ЛАЗЕР), микроскопического объектива для увеличения, клиновидной стеклянной пластины и детектора, а именно, устройства заряженной пары (ПЗС) или дополнительной металлооксидно-полупроводниковой (КМОП) камеры. . Калибровку установки LS-DHM проводили путем записи голограмм полистирольных микросфер, погруженных в микроскопическое масло. Также оценивалась пространственная и временная фазовая стабильность микроскопа. Образцы 103, 94 и 121 фиброзной гиперплазии, эпителиальной гиперплазии с дисплазией легкой и средней степени тяжести и образцы хорошо дифференцированной плоскоклеточной карциномы, полученные от пациентов-людей, направленных на оральную биопсию, после информированного согласия, подвергались стандартному окрашиванию гематоксилином и эозином после фиксации, тогда как фиксированные неокрашенные образцы наблюдались под новым LS-DHM.
Результаты : Калибровка LS-DHM выявила среднее значение толщины 10,11 мкм ± 0,19 мкм для полистирольных микросфер, что было довольно близко к указанному производителем значению 10 мкм, что указывает на возможность получения трехмерного изображения. Пространственная фазовая стабильность микроскопа в фазе (рад), измеренная с использованием ПЗС-матрицы, составляла 0,042 ± 0,0047, тогда как временная фазовая стабильность составляла 0,00821 ± 0,00091. Высококачественные голографические изображения фиброзной гиперплазии, эпителиальной гиперплазии с легкой и умеренной дисплазией и образцов хорошо дифференцированной плоскоклеточной карциномы показали значительные изменения клеточной морфологии и размеров, которые коррелировали с гистологическими данными в окрашенных образцах
Выводы : новый LS-DHM продемонстрировал отличные возможности визуализации 3D; был пространственно и временно стабильным и мог демонстрировать истинные голографические изображения поражений полости рта, которые коррелировали с гистологическими данными на окрашенных образцах

Назад Версия для печати

применений петрографического микроскопа при разведке нефти: АННОТАЦИЯ | Бюллетень AAPG

Петрографический микроскоп обеспечивает прямые визуальные средства наблюдения и измерения химических и физических свойств осадочных пород.Благодаря его использованию геолог может изучить детали и взаимосвязи отложений, которые имеют прямое отношение к большинству наших исследовательских проблем. За последние пять лет многочисленные геологоразведочные службы в Скалистых горах приобрели петрографические микроскопы для решения повседневных задач. Петрографическая информация в настоящее время эффективно используется для дополнения других типов геологических и инженерных данных следующими способами: (а) для помощи в интерпретации условий осадконакопления, текстурных тенденций и фаций путем выявления первичного характера породы, т.е. ., состав, фактура и ткань; (b) путем демонстрации вторичных изменений, которые горная порода претерпела с момента отложения, таких как минеральное изменение, развитие полостей раствора, трещиноватость и цементация; (c) путем предоставления визуального метода анализа пористости и ее взаимосвязи как с первичным характером, так и с вторичными изменениями; (d) путем выявления возрастной зависимости между цементацией, трещинообразованием и развитием пористости по отношению к временам движения флюида и время скопления нефти и ( e ) путем предоставления подробных минералогических данных, которые могут быть применены статистически для идентификации и корреляции конкретных осадочных тел.

Различные стандартные методы используются для адаптации петрографических данных ко всем типам геологических и инженерных задач. В будущем геологоразведочные службы будут в большей степени полагаться на петрографическую информацию, помогающую определять сопоставимые и несопоставимые данные, связанные с объектами разведки. Благодаря такому использованию будут развиваться новые геологические концепции, которые существенно улучшат наши знания об осадочных породах, пористости и проницаемости, миграции флюидов и накоплении нефти.

Микроскоп | Лабораторное руководство по биологии I

Лабораторные цели

По завершении лабораторной работы студент должен уметь:

• определить, когда стереомикроскоп (рассекающий микроскоп) по сравнению с составным световым микроскопом будет использоваться в лаборатории
• описывают основные различия между световыми микроскопами и электронными микроскопами.
• опишите, как правильно носить микроскоп
• идентифицирует части составного светового микроскопа
• описывают этапы просмотра слайда на сложном световом микроскопе
• определяет общее увеличение объекта, просматриваемого в составной световой микроскоп, если дана линза окуляра, а
• Увеличение объектива
• объясните, почему поле зрения микроскопа уменьшается при увеличении увеличения.

То, что вы сможете объяснить кому-то еще после этой лабораторной работы:

• Соединение
• Общее увеличение
• Бинокль
• Поле зрения
• Глубина резкости
• Явление инверсии

Слайд-шоу

Примечание

Световые микроскопы, используемые в этом курсе, являются чувствительными и дорогими приборами, с которыми многие студенты работают в течение семестра.Эта лаборатория научит вас информации и навыкам, необходимым для правильного использования микроскопов и ухода за ними.

Фон

Многие организмы (бактерии) и части организмов (клетки), которые изучают биологи, слишком малы, чтобы их можно было увидеть человеческим глазом. Мы используем микроскопов , чтобы увеличить образцы для нашего исследования. Слово микроскоп означает «видеть маленькое», и первый примитивный микроскоп был создан в 1595 году.

Существует несколько типов микроскопов, но в основном вы будете использовать составной световой микроскоп .Этот тип микроскопа использует видимый свет, сфокусированный через две линзы, окуляр и объектив, для просмотра небольшого образца. Только клетки, достаточно тонкие для прохождения света, будут видны в световой микроскоп на двухмерном изображении.

Другой микроскоп, который вы будете использовать в лаборатории, — это стереоскопический или препаровальный микроскоп . Этот тип микроскопа использует видимый свет для просмотра более толстых и крупных образцов, таких как насекомое, в 3D. Поскольку вы просматриваете более крупные образцы, диапазон увеличения препарирующего микроскопа ниже, чем у составного светового микроскопа.

Ваш инструктор рассмотрит детали и функции составных световых микроскопов, которые мы будем использовать в течение семестра. Заполните таблицу на следующей странице, чтобы помочь вам запомнить эту важную информацию. Скорее всего, вы будете часто возвращаться к этой странице. Вот изображение светового микроскопа, на котором вы можете маркировать и делать заметки.

Часть микроскопа	Функция
Окуляры (окуляры)
Рука
Поворотный наконечник
Этап
Цели
Зажимы скольжения
Ручка ступенчатого регулятора
Конденсатор
Ирисовая диафрагма
Подкаскадная лампа (осветитель)
Грубая регулировка
Точная регулировка
База

Правила и инструкции по использованию составных световых микроскопов

Ваш инструктор обсудит с классом использование микроскопа.Будут рассмотрены необходимые шаги для правильной фокусировки. Вы должны следовать пошаговой последовательности, как указывает ваш инструктор. Даже если вы знакомы с микроскопом этого типа, вы все равно должны пройти обзор фокусировки вместе с остальными членами класса.

1. Важные общие правила:
   1. Всегда переносите микроскоп двумя руками — держите одну руку на кронштейне микроскопа, а другую руку под основанием микроскопа.
   2. Не касайтесь линз объектива (т.е.е. подсказки целей).
   3. Держите объективы в положении сканирования и держите столик низко при добавлении или удалении слайдов.
   4. Всегда смотрите в микроскоп сбоку, когда вы сильно меняете высоту предметного столика.
   5. Очищать линзы объектива можно только специальной бумагой для линз и жидкостью для чистки линз.
   6. НЕ играйте роль помощника — микроскоп нельзя разбирать. Сообщите о неисправностях своему инструктору.
2. Для получения микроскопа из лабораторного шкафа:
   1. Первое свободное место на столе для микроскопа — избегайте переполненного рабочего места.
   2. Микроскопы пронумерованы в зависимости от того, где вы сидите. Найдите номер у себя на скамейке и воспользуйтесь соответствующим микроскопом.
   3. Переносите микроскоп ДВУМЯ руками.
   4. Закрепите электрический шнур — не позволяйте ему свисать со стола!
3. При возврате микроскопа в лабораторный шкаф:
   1. Опустите сцену.
   2. Поверните сканирующий объектив в положение над столом.
   3. Уберите слайд со сцены.
   4. Очистите предметное стекло и объектив специальной жидкостью для чистки линз и бумагой из комплекта поставки.
   5. Отцентрируйте сцену так, чтобы она не выступала слишком далеко в обе стороны.
   6. Закрепите шнур, обернув его под предметным столиком микроскопа.
   7. Заменить пылезащитный чехол.
   8. Переносите микроскоп ДВУМЯ руками.
   9. Верните микроскоп в ту же кладовку, из которой вы его взяли, взяв под руку.
4. Для фокусировки микроскопа:
   Посмотрите на микроскоп сбоку:
   1. Опустите сцену до упора.
      1. Поверните объективы так, чтобы сканирующий объектив был направлен на столик вниз.
      2. Отрегулируйте столик так, чтобы апертура (отверстие в середине столика) находилась по центру.
      3. Поместите слайд на предметный столик, используя зажим для предметного столика. Зажим предметного столика перемещается только в горизонтальной плоскости предметного столика и фиксирует слайд, едва касаясь правого нижнего угла слайда.
      4. Отцентрируйте образец на предметном стекле под объективом, перемещая столик.
      5. Переместите столик вверх почти до упора, стараясь не позволять слайду коснуться линзы объектива — посмотрите сбоку, чтобы увидеть, насколько высоко нужно поднять предметный столик.
   2. Посмотрите в окуляры:
      1. Используйте ручку грубой настройки, чтобы переместить столик вниз до тех пор, пока образец не окажется в фокусе, затем сфокусируйте резкость.
      2. Отцентрируйте образец в поле зрения микроскопа, перемещая столик.
   3. Взгляните на микроскоп сбоку:
      1. Медленно поверните объектив с малым увеличением (10X) в нужное положение.
   4. Посмотрите в окуляры:
      1. При необходимости увеличьте резкость фокусировки с помощью ручки грубой настройки. Обычно требуется лишь минимальная регулировка.
      2. При необходимости отцентрируйте образец в поле.
   5. Посмотрите в микроскоп со стороны:
      1. Очень осторожно поверните мощный объектив !
   6. Посмотрите в окуляры:
      1. Увеличьте резкость, используя только ручку точной настройки.При необходимости отцентрируйте заново. (Если ваш образец «исчез», немедленно вернитесь на малую мощность и повторно отцентрируйте образец.)
      2. При снятии предметного стекла всегда возвращайте объективы в положение сканирования и опускайте столик перед тем, как снимать предметное стекло!

Часть 1: Общее увеличение

Увеличение — это отношение размера изображения, полученного в микроскоп, к действительному размеру объекта. Когда вы говорите, что увеличение составляет 10, изображение, которое вы видите в микроскоп, в десять раз больше, чем при просмотре образца невооруженным глазом.Помните, что с составным световым микроскопом вы увеличиваете с помощью двух линз, поэтому для расчета общего увеличения вы умножаете увеличение объектива на увеличение окуляра. Просмотрите микроскоп и используйте приведенную ниже таблицу, чтобы рассчитать общее увеличение для каждой линзы:

	Линза объектива	Линза окуляра	= Общее увеличение
Объектив сканирования
Низкая цель
Высокая цель

Часть 2: Явление инверсии

Получите слайд с буквой «e», доступный в классе.Посмотрите на предметное стекло глазами, а затем поместите его в микроскоп. Используйте последовательность фокусировки для просмотра слайда при малом увеличении.

Процедура

1. Нарисуйте букву «е», как если бы вы смотрели на предметное стекло без микроскопа.
2. Нарисуйте букву «е» в том виде, в котором она появляется, когда вы смотрите на предметное стекло под микроскопом.
3. Переместите слайд вправо с помощью механического рычага столика, глядя в окуляры. В какую сторону движется буква «е»?
4. Переместите слайд от себя с помощью механического рычага предметного столика, глядя в окуляры.В какую сторону движется буква «е»?

Опишите феномен инверсии своими словами.

Часть 3: Поле зрения

Поле зрения — это размер образца, который вы видите, когда смотрите через объективы. Поле зрения уменьшается при большем увеличении.

Процедура

Поместите синюю пластиковую линейку поперек апертуры предметного столика так, чтобы край линейки был виден в виде вертикальной линии по диаметру поля.Оцените размер поля в миллиметрах для каждой линзы объектива.

Сканирование __________ Низкое (10X) __________ Высокое (40X) __________

Часть 4: Глубина резкости

Глубина резкости — это толщина образца, который остается в фокусе при заданном увеличении. Глубина резкости уменьшается при увеличении.

Процедура

Возьмите слайд с цветными нитями и просмотрите его при сканировании или при малом увеличении.Затем определите, какой цвет нити:

• Сверху
• Посередине
• снизу

Подсказка: используя инструкции по фокусировке, сфокусируйтесь на области пересечения трех нитей. Используйте точную фокусировку, чтобы различить порядок нитей.

Часть 5: Изготовление влажного крепления

Ожидается, что в течение семестра вы успешно выполните ряд простых приготовлений слайдов, называемых «мокрыми креплениями». Наблюдаемый образец помещают на чистое предметное стекло, добавляют пару капель воды и покровное стекло осторожно кладут на воду и образец.Ваш инструктор продемонстрирует эту технику.

Сделайте мокрый водоем из пруда, следуя процедуре ниже:

1. С помощью одноразовой пластиковой пипетки поместите каплю воды из пруда на чистое предметное стекло.
2. Накройте пруд на предметном стекле покровным стеклом. Постарайтесь накрыть покровное стекло под углом к ​​жадным пузырькам воздуха.
3. Сотрите с предметного стекла лишнюю жидкость.
4. Поместите предметное стекло в микроскоп, чтобы рассмотреть образец.
   1. Старт на объекте сканирования
   2. При необходимости осторожно переключитесь на низкий и высокий объективы.

Надеюсь, вы увидите живые организмы в воде вашего пруда. Если вы посмотрите на зеленый материал, вероятно, это какое-то растение. Посмотрите, не движется ли что-нибудь. В поле ниже опишите, что вы наблюдаете под микроскопом, и нарисуйте простой рисунок.

Часть 6: Стереоскопический диссекционный микроскоп

Ваш инструктор продемонстрирует правильное использование анатомического микроскопа. Эти микроскопы обычно дают меньшее увеличение, чем составной микроскоп, который вы используете.

Процедура

Просмотрите образцы, имеющиеся на лабораторном столе, с помощью препаровального микроскопа. Обратите внимание, что у микроскопа есть два источника света: один от основания и один сверху. Образцы не всегда помещаются на предметное стекло. Также обратите внимание, что когда вы просматриваете объекты под препаровальным микроскопом, они трехмерны.

лабораторных вопросов

1. Перечислите два отличия стереоскопического препаровального микроскопа от сложного микроскопа.
2. Какой микроскоп, световой микроскоп или препаровальный микроскоп, имеет меньшее увеличение?

Очистка и уход за микроскопом

1. Опишите, как и чем очищать линзы микроскопа.
2. Перечислите четыре вещи, которые вы должны сделать, когда закончите пользоваться микроскопом в конце лаборатории.

Составной или стерео?

«Стоит ли покупать составной микроскоп или стереомикроскоп для первого микроскопа моего ребенка?» это, пожалуй, наиболее часто задаваемый вопрос сотрудникам Microscope.com. Как и следовало ожидать, ответ зависит от уровня когнитивных способностей вашего ребенка, но есть несколько хороших рекомендаций, которые мы обычно рекомендуем.

Следует учитывать два основных фактора:

Возраст — полезный суррогат когнитивного развития, который важно учитывать при покупке микроскопа.Например, вы можете представить, сколько звонков мы получаем от родителей, бабушек и дедушек с «очень умными» детьми. Однако мозг даже самого умного шестилетнего ребенка не настолько развит, чтобы иметь дело с абстрактным характером изображений, просматриваемых под сложным (мощным) микроскопом.

В результате для детей младшего возраста мы склоняемся к покупке стереомикроскопа (маломощного) или все чаще рекомендуем портативный цифровой микроскоп. Таким образом, причина в том, что мы считаем, что микроскоп должен быстро привлечь внимание ребенка.Они должны быть не просто образовательными … они должны быть веселыми, крутыми и интересными.

Другими словами, им нужно эффективно конкурировать с видеоиграми и прочими подобными вещами! Такие микроскопы, как наши портативные цифровые микроскопы Explorer, достигают этого мгновенного взаимодействия с удвоенной силой — и, по нашему мнению, поэтому с большей вероятностью приведут ребенка к более серьезной работе в более позднем возрасте. Сделайте это весело!

Тем не менее, вот еще комментарии по выбору соединения и стерео.

ДО 9 ЛЕТ

Для детей младше 9 лет стереомикроскоп предлагает более быстрое включение и более прост в использовании.Стереомикроскоп используется для просмотра тех образцов, которые нравятся детям: жуков, камней, кристаллов, цветов и т. Д. Макро-образцы, которые можно найти вокруг дома и в саду. Предметы, к которым они относятся и которые в стереомикроскоп они могут видеть в трех измерениях.

Стереомикроскоп настраивается за несколько секунд, прежде чем крики «Ух ты, это так круто!» Привлекут других членов семьи, так что бедная комнатная муха или пчелиный жало могут быстро превратиться в возможность для просмотра всем поколениям!

Стереомикроскопы

используют малую степень увеличения — 50х и ниже — которые легче сфокусировать, чем более высокие уровни (40–1000х) увеличения.Маленький ребенок может легко пользоваться стереомикроскопом сам, тем более что его установка и подготовка минимальны. Одно предостережение. Стереомикроскоп по определению бинокль. Часто у детей младшего возраста глаза недостаточно широко расставлены (межзрачковое расстояние), чтобы использовать оба окуляра. Альтернативный вариант — выбрать монокулярный препаровальный микроскоп или, как мои дети, использовать один окуляр, пока они не станут достаточно взрослыми, чтобы использовать оба. Ведь они растут, как сорняки!

Мгновенное удовлетворение, немедленное участие и простота использования.Все преимущества стереомикроскопа помогают развить у ребенка интерес к науке.

Составные микроскопы : Составные микроскопы используют большое увеличение (40x-1,000x) и используются для просмотра микропрепаратов, невидимых невооруженным глазом: клеток. Их большая сложность может быть преимуществом или недостатком в зависимости от вашей точки зрения, поскольку установка и подготовка требуют значительно больше времени, чем стереомикроскоп. Они предоставляют потрясающее время для общения родителей и детей, иначе это будет рутиной! Если у вас еще нет подготовленных слайдов, большая часть удовольствия от составных микроскопов заключается в создании ваших собственных слайдов.Ваш ребенок может «владеть» производственным процессом — собирать лук из холодильника, помогать вам нарезать его с помощью микротома , делать предметное стекло и, наконец, рассматривать его под микроскопом. Время подготовки бесконечно больше, чем фактический просмотр, что в зависимости от вашей точки зрения — это либо хорошо, либо плохо!

Результаты, хотя часто и ошеломляющие, не сразу вызывают удовлетворение у детей младшего возраста, поскольку составной микроскоп дает двумерное изображение несколько абстрактной концепции, в данном случае клеточных структур.Поэтому неудивительно, что глаз мухи привлекает маленького ребенка больше, чем кровяная клетка!

БОЛЕЕ 10 ЛЕТ

Среднюю школу часто называют переходным периодом для детей, как и для микроскопов. Составные микроскопы становятся все более актуальными для учеников среднего школьного возраста, поскольку их мозг и учебная программа вовлекаются в научные открытия.

ЦИФРОВОЕ РЕШЕНИЕ

Как упоминалось выше, хорошее цифровое решение включает портативные цифровые микроскопы Explorer или просто добавление цифровой микроскопической камеры к вашему составному или стереомикроскопу.Исследователи предлагают замечательное сочетание качества, простоты использования и доступности и гарантированно вызывают крики восторга благодаря возможности просматривать как макро-, так и микро-образцы с увеличением до 200x.

Оба позволяют детям просматривать и изображать всевозможные крутые фантасмагорические образы, равные самым злым инопланетянам, которых только можно себе представить. Тем не менее, это также открывает им глаза на совершенно иную и очень реальную перспективу на мир. Для родителей это нечто иное, чем видеоигра или телевизор, которыми можно поделиться с ними, а также дать им полезные знания, которые, помимо развлечения, также являются образовательными! Под микроскопом дети могут смотреть все, что им нравится.Они учатся и, что, возможно, наиболее важно, сохраняют прекрасные визуальные образы, которые помогают воспламенить их воображение. Вы, несомненно, станете свидетелем некоторых инновационных рисунков инопланетных форм жизни, чтобы доказать это!

Управление коллекцией и изучение предметных стекол микроскопа: хранение, профилирование, разрушение, процедуры восстановления и общие рекомендации | NEUHAUS

Широкий спектр аспектов, касающихся предметных стекол микроскопов, их подготовки, длительного хранения, мер кураторства в коллекциях, ухудшения состояния, реставрации и изучения, обобщен на основе наших собственных данных и анализа более 600 ссылок из 19 ^{-х годов.} века до 2016 года, 15 патентов и около 100 паспортов безопасности материалов.Информация из систематической зоологии, наук о сохранении, химии, судебной медицины, патологии, палеопатологии, прикладных наук, таких как пищевая промышленность, и самых последних достижений в области цифровой обработки изображений собрана вместе, чтобы лучше понять, какие и, возможно, почему устанавливаются носители и покровные стекла. ухудшаются, как можно спасти предметные стекла, какие исследования могут потребоваться для определения ряда идеальных сред для крепления и как микроскопические исследования могут извлечь выгоду из улучшений в биологии развития и в смежных областях.Мы также разъясняем запутанное использование таких понятий, как мацерация и клиринг.

Химические ингредиенты ряда монтажных сред и покровных стекол максимально идентифицируются из опубликованных данных, но эта информация страдает, поскольку состав среды часто является собственностью производителя и может изменяться со временем. Преимущества, недостатки и признаки ухудшения качества широко задокументированы для этих носителей как из ссылок, так и из наших собственных наблюдений.Оказывается, что многие среды разлагаются в течение нескольких лет или, самое позднее, десятилетий, за исключением канадского бальзама с документированным сроком службы 150 лет, Euparal с документированным сроком службы 50 лет и глицерин-парафиновых держателей, запечатанных глицелем , который представляет собой практически единственное не изнашивающееся и легко переворачиваемое крепление. Ухудшение проявляется в пожелтении природных смол и в виде растрескивания, кристаллизации, усадки при сушке или, возможно, потери пластификатора, отслоения покровного стекла, разделения ингредиентов в синтетических полимерах, а также продолжающейся до некоторой степени мацерации образца. что образец практически исчезает.Как ни странно, распад не всегда проявляется одинаково в коллекции слайдов, установленных одновременно на одном и том же носителе. Причины ухудшающихся процессов обсуждались, но остаются спорными, особенно в отношении гуммихлоральных сред. Сравнивая данные из природоохранных наук, химических справочников и задокументированных ингредиентов, мы обсуждаем здесь, насколько химическое и физическое разрушение, вероятно, присуще многим средам и вызвано химическими и физическими свойствами их компонентов, а также химическими веществами, извлеченными из предыдущих этапов подготовки, таких как фиксация, химическая мацерация и физическая очистка.Некоторые рецепты даже содержат мацератор, который действует разрушительно. Мы предоставляем данные о проницаемости для кислорода и водяного пара некоторых полимеров, содержащихся в монтажных средах и покровных стеклах. Расчет скорости проникновения влаги в одном примере показывает, что молекулы воды достигают образца в течение от нескольких дней до примерно месяца; это положило начало обширным дискуссиям о постоянной защите смонтированного образца монтажной средой и покровным стеклом.

Основываясь на постоянно растущих доказательствах неподходящего состава и применения многих, а возможно, почти всех монтажных сред, мы настоятельно рекомендуем изменить взгляд на предметные стекла микроскопа с немедленного использования и удобства приготовления в сторону долговечности и обратимости, концепции, взятые из консервации. науки.Такое изменение уже было предложено Аптоном (1993) более 20 лет назад для сред с хлоралем камеди, но эти среды все еще поощряются учеными. Без новой точки зрения таксономическая биология наверняка потеряет значительную часть образцовой базы для своих исследований в течение следующих нескольких десятилетий. Современные неинвазивные методы, такие как рамановская спектроскопия, могут помочь идентифицировать монтажные среды и покровные стекла на данном предметном стекле, а также понять старение среды. Дан обзор возможных будущих исследований.

Чтобы улучшить ситуацию с существующими коллекциями предметных стекол микроскопов, мы переносим концепции Смитсоновских стандартов коллекций и системы профилирования, разработанные для коллекций насекомых более 25 лет назад, в коллекции предметных стекол. Мы описываем исторические и текущие свойства и использование предметных стекол, покровных стекол, этикеток и клеев с точки зрения охраны окружающей среды. Кроме того, мы обобщаем и аргументируем опубликованную и нашу собственную экспериментальную информацию о восстановительных процедурах, включая регидратацию высушенных образцов, ранее помещенных в жидкую среду.Рассмотрены альтернативы предметным стеклам микроскопа. Мы также извлекаем из литературы практические предложения, касающиеся микроскопического оборудования, очистки оптических поверхностей, рисков для здоровья иммерсионного масла и недавних усовершенствований средств временного наблюдения, особенно в связи с новыми разработками в области цифрового программного обеспечения.

Разработка эксперимента по флуоресцентной микроскопии

00: 00: 12; 12 Я Курт Торн, и сегодня я буду говорить о
00: 00: 15; 17, как разработать эксперимент под микроскопом
00:00 : 18; 13 и на лекциях этого курса
00: 00: 21; 17 мы много говорили о различных типах микроскопов
00: 00: 23; 24 и различных методах получения оптических изображений
00:00:26 ; 05 и сегодня я хочу попытаться поделиться некоторыми общими рекомендациями
00: 00: 30; 05, чтобы собрать все это вместе, и дать несколько советов
00: 00: 32; 27 о том, как выбирать из всех микроскопов мы обсудили
00: 00: 36; 00 все различные виды методов визуализации, которые мы обсудили
00: 00: 38; 14, и даем некоторые общие рекомендации относительно того, когда вы хотите выбрать
00:00:41; 22 один вид микроскопа над другим.
00: 00: 43; 23 Очевидно, что это не будет исчерпывающим обзором
00: 00: 46; 28 всех возможных ситуаций, в которых один микроскоп будет более подходящим, чем другой
00: 00: 52; 27, но, надеюсь, я Я дам вам несколько общих рекомендаций
00: 00: 54; 27, о которых следует подумать, когда вы будете рассматривать образец
00: 00: 58; 04, какой микроскоп лучше всего использовать для получения нужных вам научных данных.
00: 01: 03; 07 Итак, чтобы дать краткий обзор здесь, своего рода резюме
00: 01: 07; 26 видов вещей, о которых мы говорили.
00: 01: 10; 08 Современная микроскопия действительно разнообразна.
00: 01: 13; 19, поэтому вы можете видеть, что существует большой выбор методов визуализации.
00: 01: 16; 01 У нас есть очень простые микроскопы, такие как белое поле
00: 01: 19; 19, в которых мы не обладаем какими-либо особыми оптическими свойствами, кроме тех, что есть в объективе.
00: 01: 24; 17 У нас есть методы секционирования, такие как полное внутреннее отражение,
00: 01: 27; 29 различных видов конфокальной визуализации,
00: 01: 30; 20 многофотонных изображений, а затем мы получил
00: 01: 32; 24 вы знаете более экзотические техники, новые техники
00: 01: 35; 15 вроде сверхвысокого разрешения, которое сейчас только вошло в обиход.
00: 01: 40; 05 И, конечно же, есть много других видов модальностей
00: 01: 42; 09, которые я здесь не обсуждаю
00: 01: 44; 19, но это просто самые общие общие.
00: 01: 48; 08 А еще есть
00: 01: 49; 01 целый ряд методов контрастирования,
00: 01: 51; 10 способов получить контраст в вашем образце.
00: 01: 53; 22 Конечно, есть светлое поле и вариации изображения в светлом поле,
00: 01: 57; 21 такие вещи, как фазовый контраст,
00: 01: 58; 13 дифференциальный интерференционный контраст
00: 02: 00; 13, который просто использует собственный контраст с естественным макияжем вашего образца для создания изображения.
00: 02: 05; 00 Есть также молекулярно-специфические способы маркировать образец,
00: 02: 08; 21, так что, конечно, есть иммунофлуоресценция, когда вы используете антитела,
00: 02: 11; 13 флуоресцентно меченые антитела
00: 02: 12; 29 к белкам или молекулам в нашем образце
00: 02: 15; 25, которые освещают определенные молекулы,
00: 02: 19; 15 есть красители, которые связываются с мембранами
00:02:21 ; 11 или в другие компартменты клетки, которые мы можем отобразить
00: 02: 25; 10, и, конечно, есть генетически кодируемые белки
00: 02: 26; 18, такие как GFP и родственные флуоресцентные белки
00:02:29; 23, которые мы можем использовать для генетической маркировки белков
00: 02: 32; 08, а также есть способы создания контраста с использованием самого света,
00: 02: 37; 00 методы, такие как фотообесцвечивание или фотоактивация
00: 02: 39; 21 и методы, которые создают контраст на основе
00: 02: 42; 20 на молекулярных свойствах вашего образца,
00: 02: 44; 11 таких вещей, как FRET, методы передачи энергии, 90 038 00: 02: 47; 00 прижизненная визуализация и другие случаи, когда среда
00: 02: 50; 20 образца изменяет свойства красителей.
00: 02: 53; 05 И эти методы контрастирования в общем случае
00: 02: 56; 22 можно использовать с любыми модальностями визуализации
00: 02: 59; 10, которые я упоминал на предыдущем слайде.
00: 03: 00; 20 Итак, у вас есть настоящая проблема смешивания и сопоставления
00: 03: 04; 10, что я сказал, что раздел, помеченный иммунофлуоресценцией
00: 03: 06; 21, и мне нужно выберите и подходящий микроскоп или
00: 03: 08; 24 клеточную линию, которая экспрессирует некоторый флуоресцентный белок, и I
00: 03: 11; 25 нужно выбрать подходящий микроскоп и
00: 03: 13; 19 вы знаете, что это такое. лучший способ сделать это.
00: 03: 17; 06 И, наконец, чтобы немного усложнить ситуацию
00: 03: 18; 25 есть даже много видов экспериментов, которые вы можете провести
00: 03: 22; 07 с одним из этих образцов. один из этих микроскопов.
00: 03: 25; 01 Знаете, иногда вы будете делать покадровую съемку или видеоизображение
00: 03: 27; 29 вы будете пытаться изобразить образец или линию клеток каждые 10 минут в течение 12 часов или
00: 03: 33; 07, возможно, вы знаете каждые 10 миллисекунд в течение минуты
00: 03: 35; 03, выполняя быстрое или медленное создание видеоизображения.
00: 03: 39; 01 Вы можете выполнять 3D-реконструкции
00: 03: 41; 07, где вам нужно получить информацию Z до
00: 03: 43; 06, чтобы построить трехмерную визуализацию вашего образца
00 : 03: 46; 08 или вы можете делать такие вещи, как автоматическая визуализация
00: 03: 48; 29 в 96-луночных планшетах или другие виды многоточечной визуализации
00: 03: 52; 06 там, где вам нужно посетить много точек в вашем примере
00: 03: 54; 02 и собирать данные для многих позиций одновременно.
00: 03: 56; 17 И, конечно же, вы можете использовать разные длины волн,
00: 03: 58; 22, вы знаете, что можете использовать несколько красок,
00: 04: 00; 21 несколько видов цветов.
00: 04: 04; 24 Итак, первое, о чем вам действительно нужно подумать, когда вам нужно собрать
00: 04: 08; 19 микроскопический эксперимент, — это то, что вам нужно сделать,
00:04:11 ; 26 вам действительно нужно понять, в чем заключается ваш эксперимент.
00: 04: 14; 18 И я просто перечисляю здесь ряд вещей, которые
00: 04: 17; 22 — это обычные вещи, о которых нужно думать
00: 04: 20; 03, и прежде всего разрешение вам нужно; вы пытаетесь изобразить
00: 04: 23; 25 целые клетки, вы пытаетесь изобразить органеллы
00: 04: 27; 18 внутри клетки вы пытаетесь изобразить целые ткани
00: 04: 30; 06 и рука об руку с этим — то, какое поле зрения вам нужно.
00: 04: 33; 10 Если вы пытаетесь изобразить что-то вроде
00: 04: 34; 21 структуру эндоплазматического ретикулума в клетке, вам, вероятно,
00: 04: 37; 28 не нужно отображать вся печень,
00: 04: 40; 03 вы будете визуализировать только одну или несколько клеток за раз.
00: 04: 43; 17 Итак, это первое, о чем нужно спросить себя;
00: 04: 45; 25 какое разрешение вам нужно, если вы пытаетесь
00: 04: 47; 13 видеть мелкие или большие вещи.
00: 04: 49; 27 И, кроме того, вам нужны 3D-данные,
00: 04: 52; 09 достаточно хорошее 2D-изображение или вам нужно 3D
00: 04: 54; 20 и тому подобное, если вы делаю 3D какое разрешение по Z вам нужно.
00: 04: 58; 07 И далее, насколько глубоко в вашем образце вам нужно изображение,
00: 05: 01; 25 вы визуализируете очень тонкую дрожжевую клетку или монослой клеток тканевой культуры
00: 05: 07; 01 или вы визуализируете что-то вроде среза мозга или эксплантата органа
00: 05: 10; 13 от мыши или даже если вы знаете неповрежденную мышь,
00: 05: 13; 11 пытаетесь отобразить в мозг или лимфатический узел мыши.
00: 05: 17; 22 Еще один вопрос, который во многом определит, как
00: 05: 20; 12 вы выбираете свой микроскоп, — это живые или фиксированные образцы?
00: 05: 24; 02 Вы смотрите на живые клетки и пытаетесь изучить динамику, пока они живы?
00: 05: 27; 15 или они зафиксированы, окрашены и полностью мертвы.
00: 05: 32; 11 Вы знаете, что если вы выполняете визуализацию в реальном времени, вам нужно беспокоиться о таких проблемах, как
00: 05: 34; 24 фотообесцвечивание, фототоксичность и некоторые другие вещи.
00: 05: 38; 12 Собираетесь ли вы убить свои клетки, визуализируя их?
00: 05: 40; 24, тогда как если вы исправлены, очевидно, что убийство образца не является проблемой
00: 05: 44; 26, и это устраняет некоторый компромисс, на который вам, возможно, придется пойти в противном случае.
00: 05: 49; 26 Конечно, критический вопрос:
00: 05: 51; 16 какие красители вы используете.
00: 05: 52; 24 Если вы смотрите на образец с флуоресцентной меткой, какие красители вы используете.
00: 05: 56; 13 Вы знаете, что флуоресцентные белки — это антитела,
00: 05: 59; 11 можете ли вы их изменить.
00: 06: 01; 04 Если вы проводите иммунофлуоресценцию, может быть относительно легко заменить красители
00: 06: 04; 11, если у микроскопа, к которому у вас есть доступ, нет
00:06:07 ; 08 конкретную лазерную линию для изображения, скажем Cy5, вы можете изменить ее на другой краситель.
00: 06: 13; 04 Если у вас есть, скажем, ткани трансгенной мыши
00: 06: 15; 19, экспрессирующие GFP и Cherry, возможно, потребуется много работы
00: 06: 18; 08, чтобы изменить эти красители. и вам действительно нужно найти микроскоп
00: 06: 21; 11, который может отображать именно эти красители.
00: 06: 24; 29 Точно так же вы хотите знать, насколько быстро вам нужно изображение.
00: 06: 28; 03 Вы пытаетесь взять данные о скорости видео и перейти очень быстро
00: 06: 30; 25 и получить фильмы по вашему образцу в реальном времени
00: 06: 32; 27 или вы делаете длительный промежуток времени, или вы просто делаете снимки по одной временной точке.
00: 06: 38; 19 И снова здесь будут компромиссы относительно того, какие микроскопы могут работать быстро
00: 06: 43; 16 или какие микроскопы могут сохранять клетки,
00:06:48; 00 поддерживая их жизнь более 12 часов для проведения ночного эксперимента
00: 06: 51; 06 и удерживая фокус в течение этого периода времени.
00: 06: 54; 19 И, наконец, внизу есть что-то вроде сумки для переноски
00: 06: 57; 05, которая предъявляет особые требования к вашим ячейкам, и
00: 06: 59; 23, которая может быть что угодно.
00: 07: 02; 11 Это может быть ты знаешь; о, я пытаюсь провести эксперимент FRET
00: 07: 04; 10 и поэтому мне нужны правильные фильтры для FRET,
00: 07: 07; 18 может быть, вы знаете, что я пытаюсь провести эксперимент по визуализации на протяжении всей жизни, поэтому Мне нужен пожизненный микроскоп для визуализации,
00: 07: 12; 17, вы знаете, может быть, я пытаюсь сделать визуализацию одной молекулы, и мне нужно сделать материал одной молекулы.
00: 07: 18; 25 Итак, вот некоторые вещи, о которых вам следует подумать, прежде чем
00: 07: 22; 14 вы начнете искать микроскоп и начать планировать свой эксперимент
00: 07: 26; 02 и если у вас есть некоторое представление о том, какие здесь требования, это упростит
00: 07: 29; 22 выбор подходящего инструмента для сбора ваших данных.
00: 07: 32; 27 Итак, на следующих нескольких слайдах я просто хочу вкратце пройтись по некоторым из них
00: 07: 36; 09, чтобы обсудить некоторые компромиссы, о которых вы захотите подумать
00: 07: 40; 01 о том, как твое воображение.
00: 07: 42; 13 Итак, во-первых, разрешение.
00: 07: 44; 11 Разрешение задается объективом вашего микроскопа
00: 07: 47; 07, поэтому вы часто можете полностью контролировать это
00: 07: 49; 02, потому что большинство микроскопов имеют много разных объективы и
00: 07: 52; 03, как мы уже говорили в других лекциях, разрешение объектива составляет всего
00: 07: 56; 27,61 длина волны, на которой вы визуализируете, деленная на числовую апертуру объектива.
00: 08: 02; 28 Итак, для высокого разрешения вам понадобится объектив с высокой числовой апертурой
00: 08: 06; 04, и это обычно сопровождается объективом с большим увеличением, чтобы вы могли насытиться…
00: 08: 09; 24 вы можете достаточно хорошо отснять данные с помощью камеры.
00: 08: 13; 00 Итак, я собираюсь проиллюстрировать здесь два гипотетических примера.
00: 08: 18; 10 Итак, представьте, что вы смотрите на клеточно-специфическую экспрессию белка.
00: 08: 21; 21 У вас есть трансген, который вы хотите увидеть, вы знаете, экспрессируется ли он
00: 08: 25; 03 в клетках этого типа или клеток этого типа, скажем, в ткани.
00: 08: 27; 21 У вас есть срез ткани, и вы хотите знать, какие клетки в тканях экспрессируют этот белок
00: 08: 33; 00, тогда вам не нужно очень высокое разрешение,
00:08 : 34; 09 вам просто нужно разрешение, достаточное для отделения одной ячейки от следующей
00: 08: 37; 03, поэтому вы знаете, что разрешения в 1 микрон может быть достаточно
00: 08: 41; 03, чтобы получить изображение этого ткань, в которой можно разрешить отдельные клетки.
00: 08: 44; 10 Здесь нет необходимости видеть какие-либо субклеточные детали
00: 08: 47; 08, потому что в нашем гипотетическом примере этот белок присутствует равномерно по всей клетке
00: 08: 51; 14 и т. Д. вы бы сказали, что объектива 10x / 45 NA, вероятно, достаточно
00: 08: 56; 12, и это даст вам разрешение 600-700 нм
00: 09: 00; 20, что, безусловно, достаточно, чтобы увидеть один клетки.
00: 09: 04; 19 И наоборот, вы можете попытаться сделать что-то вроде
00: 09: 06; 19 изобразить форму и динамику митохондрий
00: 09: 09; 16, так что теперь вы хотите изобразить не только отдельные митохондрии
00: 09: 11; 26, но вы хотите видеть, насколько они велики, какова их длина
00: 09: 15; 26, когда они сливаются и делятся, и это,
00: 09: 18; 12 вы Знайте, что митохондрии очень маленькие, их диаметр составляет несколько сотен нм,
00: 09: 21; 22, и это в значительной степени означает, что вам нужно максимально возможное разрешение.
00: 09: 24; 18 Итак, вы должны использовать что-то вроде цели 100x / 1.4 NA.
00: 09: 29; 23 Вот только несколько изображений, сделанных с помощью этих двух разных объективов
00: 09: 33; 24, чтобы графически показать вам, каковы компромиссы, и
00: 09: 36; 24, которые вы можете увидеть вот с этим объективом 10x / .45 NA
00: 09: 40; 00 вы знаете, что у вас много клеток в поле зрения, это всего лишь
00: 09: 43; 13 фиксированная и окрашенная культура ткани ячейки
00: 09: 45; 26 вы можете видеть, что многие из них заполняют поле зрения
00: 09: 48; 22, но мы не получаем действительно высокого разрешения ни для одной из них.
00: 09: 52; 00 Если затем мы возьмем тот же образец и переключимся на 100-кратный объектив
00: 09: 55; 11, теперь вы увидите, что поле зрения намного меньше
00: 09: 58; 19 дюймов на самом деле она в 10 раз меньше с каждой стороны, поэтому мы визуализируем только 1% областей до
00: 10: 03; 20, и вы можете видеть, что ячейка здесь почти полностью заполняет поле зрения
00:10:07 ; 23 но теперь вы можете видеть намного больше субклеточных деталей,
00: 10: 10; 19, так что зеленый цвет здесь окрашивает актиновые филаменты
00: 10: 12; 07 вы можете видеть эти красивые актиновые филаменты, эти стрессовые волокна
00: 10: 16; 03, а красный цвет окрашивает митохондрии
00: 10: 16; 28, и вы можете видеть все митохондрии в этих клетках
00: 10: 18; 20, которые вы не могли видеть на изображении с более низким разрешением, 10-кратное изображение.
00: 10: 22; 21 Но на 10-кратном изображении у нас намного больше ячеек,
00: 10: 27; 06, так что здесь есть компромисс, если вы пытаетесь сделать
00:10:30; 00, где вам не нужно высокое разрешение
00: 10: 31; 10 в общем, вы захотите остаться с меньшим увеличением, линзой с меньшим числовым апертуром
00: 10: 34; 29, чтобы вы могли получить большее поле просматривайте и получайте больше ячеек, получайте лучшую статистику.
00: 10: 39; 23 Но если вам нужно работать с большим увеличением и высоким разрешением,
00: 10: 41; 27 у вас действительно нет выбора.
00: 10: 43; 16 Вам придется принять небольшое поле зрения.
00: 10: 47; 27 Изменение числовой апертуры вашего объектива также меняет некоторые другие вещи
00: 10: 51; 18 так, как я уже упоминал, увеличивает ваше разрешение,
00: 10: 54; 00, поэтому увеличение NA увеличивает ваше разрешение.
00: 10: 58; 05 Увеличение NA также увеличивает ваше разрешение Z с другой скоростью,
00: 11: 01; 22 оно увеличивается как квадрат NA, поэтому ваше разрешение Z улучшается быстрее с увеличением NA, чем ваш XY. .
00: 11: 08; 22 И это также увеличивает светосилу вашего объектива
00: 11: 11; 17, потому что числовая апертура — это всего лишь мера угла светового конуса
00: 11: 14; 19 вы можете собирайте так, чтобы при большем угле конуса
00: 11: 17; 16 вы могли собрать больше света, исходящего от образца
00: 11: 19; 04, чем если бы у вас был меньший угол конуса.
00: 11: 22; 21 Итак, когда вы выбираете цель, конечно, вам нужно спросить:
00: 11: 25; 13 вы знаете, какое разрешение вам нужно
00: 11: 27; 12, но вы также можете хочу подумать, насколько яркий ваш образец.
00: 11: 30; 27 И, как я уже сказал, для более высокого разрешения вам понадобится высокое числовое значение,
00: 11: 32; 27 там нет выбора
00: 11: 34; 00, но для тусклых сэмплов вы, возможно, захотите использовать высокая NA
00: 11: 38; 00 цель, чтобы максимизировать вашу светособирающую способность.
00: 11: 42; 14 И, в частности, если у вас тусклый образец с низким разрешением,
00: 11: 45; 26 скажите, если вы пытаетесь посмотреть на изобилие белка
00: 11: 46; 18 в ядре или во всей ячейке,
00: 11: 48; 18, вы можете использовать объектив с высокой числовой апертурой
00: 11: 50; 14, но тогда вы будете опускать камеру, чтобы вы могли найти компромисс между разрешением и яркостью.
00: 11: 54; 23 Это немного технический вопрос, но снова стоит подумать.
00: 11: 59; 07 И, конечно же, недостатком здесь является то, что
00: 12: 00; 20 вы потеряете поле зрения, поэтому вам придется взять
00: 12: 02; 03 много изображения, чтобы получить хорошую статистику.
00: 12: 06; 19 Итак, когда вы хотите использовать низкий NA?
00: 12: 09; 06 Итак, если у вас есть яркие образцы при низком разрешении,
00: 12: 12; 19, вы вообще не пытаетесь раздвинуть границы объектива
00: 12: 15; 03, поэтому вы можете сделать это довольно легко.
00: 12: 18; 01 Если вам нужно малое рабочее расстояние, хороши объективы с низкой числовой апертурой,
00: 12: 21; 05 у них гораздо больше рабочее расстояние,
00: 12: 22; 15 гораздо больший зазор между объективами и образец.
00: 12: 26; 09 Иногда вам нужно использовать объектив с низкой числовой апертурой
00: 12: 28; 18, например, если вы просматриваете планшеты для тканевых культур
00: 12: 31; 06 с пластиковым дном.
00: 12: 33; 04 Это не лучший образ,
00: 12: 34; 14, но вы знаете, если по какой-либо причине ваши образцы ограничены
00: 12: 37; 07 этим форматом, тогда у вас нет выбора но использовать объектив с низкой числовой апертурой.
00: 12: 42; 08 Еще одна техническая проблема — это сферическая аберрация.
00: 12: 45; 17 Использование низкого NA улучшит
00: 12: 48; 19 качество изображения или уменьшит сферическую аберрацию.
00: 12: 52; 02 Наконец, еще один пример, если вы
00: 12: 53; 26 хотите получить низкое разрешение по Z, что означает большую глубину резкости,
00: 12: 58; 06 низкое числовое значение — хорошее, а низкое разрешение по оси Z
00: 13: 01; 28, поскольку большая глубина резкости означает, что вы можете получить целые структуры,
00: 13: 04; 13 вы получите большую полосу вашего сэмпла в фокусе
00: 13: 07; 22 при один раз, и это означает, что вы можете избежать многократных
00: 13: 09; 20 Z-срезов через образец
00: 13: 12; 16 и получить в фокусе снимок большой толстой области за один раз.
00: 13: 18; 15 Вот пример.
00: 13: 21; 11 Итак, представьте, что мы хотим записать полную ядерную флуоресценцию,
00: 13: 23; 21 скажем, что мы делаем что-то вроде
00: 13: 25; 15, глядя на изобилие транскрипционных факторов в ядре.
00: 13: 29; 18 Итак, мы хотим записать общую флуоресценцию ядра
00: 13: 32; 10, и если мы будем использовать здесь объектив с высокой числовой апертурой
00: 13: 36; 06, вы знаете, что мы получим только эта тонкая полоса здесь
00: 13: 37; 13 в фокусе NA один раз, и это только небольшой фрагмент ядра,
00: 13: 39; 09, поэтому, чтобы фактически отобразить, измерить количество
00: 13: 45; 09 флуоресценция во всем ядре, нам нужно переместить
00: 13: 49; 08 эти шаги через ядро, чтобы получить группу секций
00: 13: 51; 25, каждая из которых захватывает различные области ядро и фокус.
00: 13: 55; 29 Однако, если мы переключимся на объектив с низкой числовой апертурой
00: 13: 58; 17, теперь наша глубина резкости станет намного больше, и фактически мы сможем захватить
00: 14: 01; 18 целое ядро. в фокусе в одном разделе.
00: 14: 05; 16 Здесь, конечно же, компромисс заключается в том, что этот объект
00: 14: 06; 29 имеет более низкую собирающую способность, поэтому ваше изображение будет более тусклым,
00: 14: 10; 23 оно не будет таким, как яркий.
00: 14: 12; 06 Но если ваша флуоресценция из ядра достаточно интенсивна
00: 14: 15; 24, это может быть более быстрый и эффективный способ сбора данных
00: 14: 18; 19, потому что вы этого не делаете. Мне нужно сделать Z-стеки, а затем
00: 14: 20; 13 беспокоиться об обработке всех этих 3D-данных.
00: 14: 23; 17 Вы можете получить одно двухмерное изображение, содержащее всю необходимую информацию.
00: 14: 28; 26 Итак, это заставляет нас немного подумать о трехмерном изображении.
00: 14: 32; 14 Итак, обычная микроскопия белого поля,
00: 14: 35; 25 нормальная эпифлуоресценция с одним объективом
00: 14: 38; 08 без сложной оптики
00: 14: 41; 08 дает вам как в фокусе, так и в расфокусированном свете
00: 14: 42; 28 и, как я уже говорил в нашей
00: 14: 44; 21 конфокальной лекции и многофотонной лекции
00:14:47 ; 28 есть методы, которые вы можете использовать
00: 14: 48; 22 для предотвращения сбора этого расфокусированного света,
00: 14: 52; 14 от попадания в детектор.
00: 14: 54; 19 В конфокальном режиме вы используете точечное отверстие, чтобы блокировать этот расфокусированный свет,
00: 14: 57; 06 в многофотонной микроскопии вы его совсем не возбуждаете.
00: 15: 01; 10 И обе эти техники дают
00: 15: 03; 17 единственную секцию, в которой находится только фокусируемый свет.
00: 15: 06; 11 Есть также методы, которые позволяют удалить
00: 15: 07; 20 этот расфокусированный свет после факта
00: 15: 09; 16, например деконволюция.
00: 15: 13; 22 Итак, если вы делаете трехмерное изображение, вам нужно подумать о
00: 15: 16; 17, сможете ли вы обойтись с некоторым не в фокусе захваченным светом
00: 15: 20; 07 или если вам нужно использовать один из этих методов
00: 15: 22; 01, который помешает вам либо
00: 15: 23; 19 увидеть расфокусированный свет, либо убрать его.
00: 15: 26; 13 Итак, вот только пример;
00: 15: 28; 07 это обычное изображение среза ткани в белом поле микроскопа
00: 15: 30; 24, и вы можете видеть
00: 15: 33; 22, вы знаете, оно немного нечеткое -похоже, потому что есть и то, и другое,
00: 15: 35; 18 вы знаете резкие вещи, которые здесь в фокусе
00: 15: 37; 10, но также и размытые объекты, не в фокусе.
00: 15: 40; 10 Если мы теперь используем конфокальное изображение для изображения той же области
00: 15: 42; 29, мы увидим здесь значительно улучшенный контраст
00: 15: 46; 01, потому что мы удаляем много размытых расфокусированный свет
00: 15: 48; 09 и просто дает нам хорошую резкость в фокусе.
00: 15: 51; 23 Итак, если вы делаете 3D-изображения,
00: 15: 54; 10, особенно если вы смотрите на фиксированные образцы,
00: 15: 56; 05, вам нужно подумать, хотите ли вы это своего рода конфокальная технология
00: 15: 58; 20 для удаления расфокусированного света
00: 16: 02; 20 или вы можете обойтись обычной системой белого поля
00: 16: 04; 25 и что расфокусированный свет не будет большой проблемой.
00: 16: 09; 17 Очень сложно дать абсолютные правила относительно
00: 16: 12; 00, когда использовать один метод по сравнению с другим
00: 16: 14; 18, но в целом я бы сказал
00: 16: 16; 23 для толстых образцов примерно в 10 раз больше глубины
00: 16: 18; 26 поля объектива стоит рассмотреть возможность использования конфокального
00: 16: 22; 04 или, возможно, именно здесь конфокальная зона начинает становиться
00: 16: 25; 18 значительно лучше, чем эпифлуоресценция.
00: 16: 28; 23 Как я уже упоминал в конфокальной лекции
00: 16: 30; 04, существует несколько различных типов конфокальных
00: 16: 32; 15 и конфокальный вращающийся диск лучше работает с живыми образцами
00: 16: 35; 25 частично из-за повышенной чувствительности.
00: 16: 41; 00 Распространенное заблуждение относительно конфокального
00: 16: 43; 01 заключается в том, что он не улучшает разрешение
00: 16: 45; 17 над белым полем, поэтому, если у вас есть тонкий образец,
00 : 16: 48; 29 конфокальное изображение и изображение белого поля будут в основном одинаковыми,
00: 16: 51; 19, поэтому нет никакой пользы от использования конфокального изображения, если вы представляете тонкий образец.
00: 16: 57; 16 И, наконец, несмотря на то, что конфокальная в целом
00: 17: 01; 19 имеет меньшую чувствительность, чем белое поле,
00: 17: 06; 02 уменьшает расфокусированный свет в confocal
00: 17: 08; 02 может улучшить контраст для тусклого образца.
00: 17: 11; 05 Это означает, что даже если ваши образцы не яркие
00: 17: 13; 21, вам все равно может быть лучше использовать конфокальный
00: 17: 16; 28, если они средней толщины потому что,
00: 17: 18; 17 вы знаете, система белого поля вы собираете больше света
00: 17: 20; 09, но свет не в фокусе может затемнять
00: 17: 21; 29 сфокусируйте нужную информацию, поскольку она тусклая.
00: 17: 25; 15 Таким образом, используя здесь конфокальный диск, в частности конфокальный вращающийся диск
00: 17: 29; 12, который является относительно чувствительным,
00: 17: 30; 28, вы можете получить улучшенный контраст и иметь возможность
00: 17: 33; 18 на самом деле видят ваши тусклые сэмплы лучше, чем вы могли бы
00: 17: 35; 06 в системе белого поля.
00: 17: 38; 05 Здесь есть хорошая статья, в которой
00: 17: 41; 01 очень подробно обсуждается относительная чувствительность этих различных инструментов,
00: 17: 44; 27, но это всего лишь общий руководство
00: 17: 47; 01 из этой статьи, что они обнаружили в чувствительности
00: 17: 49; 18, что системы белого поля примерно в 4 раза более чувствительны
00: 17: 52; 09, чем вращающийся диск, и примерно в 100 раз
00: 17: 55; 00 более чувствительны, чем конфокальные линзы с лазерным сканированием.
00: 17: 57; 26 Это было сделано несколько лет назад
00: 18: 01; 27, поэтому конфокальные изображения для лазерного сканирования относительно старые
00: 18: 04; 20 и более новые системы могут быть не такими уж плохими
00: 18: 07; 05 но мне неизвестны более свежие измерения этого показателя.
00: 18: 11; 22 Итак, какой конфокальный канал вы хотите использовать?
00: 18: 14; 05 Если ваши образцы живы
00: 18: 15; 18, как правило, вы хотите использовать вращающийся диск, я думаю.
00: 18: 18; 25 Вы также можете рассмотреть конфокальную конфигурацию резонансного лазерного сканирования
00: 18: 22; 11, которая также хорошо работает на живых образцах.
00: 18: 25; 09 Если ваши образцы действительно толстые, что-то вроде эксплантата ткани
00: 18: 27; 06 от мыши или живой мыши
00: 18: 30; 28, тогда двухфотонный свет действительно светится
00 : 18: 33; 18, когда вы пытаетесь превратить изображение в толстые образцы.
00: 18: 36; 24 Для фиксированных образцов обычно следует начинать с конфокального лазерного сканирования.
00: 18: 40; 18 Чувствительность здесь не так важна, потому что …
00: 18: 44; 08 нас не так сильно беспокоит фотообесцвечивание
00: 18: 46; 16 и фототоксичность — не проблема.
00: 18: 49; 02 И снова для очень толстых образцов вы, вероятно, рассмотрите возможность использования 2-фотонных.
00: 18: 54; 04 Это общие рекомендации, и если у вас есть доступ к
00: 18: 56; 15 обоим типам микроскопов, вы можете выбрать
00: 18: 57; 25 попробовать оба типа, чтобы увидеть, какой из них работает лучше всего. .
00: 19: 04; 00 Я хочу вкратце упомянуть один метод
00: 19: 06; 04 связанный с ним метод оптического сечения с полным внутренним отражением.
00: 19: 10; 16 В этом курсе есть целая лекция.
00: 19: 13; 24 Я просто коснусь этого вкратце.
00: 19: 15; 21 Он дает вам участки длиной 100 нм, прилегающие к покровному стеклу.
00: 19: 20; 06 И это явно хорошо для образцов, находящихся на покровном стекле.
00: 19: 24; 15 Если вы смотрите на что-то внутри клетки
00: 19: 26; 09, например на ядро, это вообще не работает.
00: 19: 29; 00 Но если вы смотрите на что-то вроде динамики мембраны,
00: 19: 31; 10 мембранный перенос, эндо- или экзоцитоз белков на мембране
00: 19: 36; 00 это работает отлично, потому что все, что вы видите, это мембрана
00: 19: 38; 03, которая находится рядом с вашим покровным стеклом.
00: 19: 41; 00 Это также хорошо работает, если вы смотрите на объекты в коре головного мозга.
00: 19: 44; 05 Так действует немедленно, подчеркивая клеточную мембрану
00: 19: 46; 28 других белков, которые просто
00: 19: 48; 27 внутри клеточной мембраны
00:19:50; 28, а также это настоящая рабочая лошадка для биофизики одиночных молекул
00: 19: 54; 15, где вы смотрите на образцы, приготовленные in vitro
00: 19: 58; 05, и вы можете прикрепить их к стеклу, чтобы получить действительно хорошее их изображение.
00: 20: 02; 24 Вот относительно старое изображение,
00: 20: 04; 19, просто демонстрирующее, что делает TIRF.
00: 20: 06; 27 Итак, вот эпифлуоресцентное изображение некоторых клеток
00: 20: 09; 13, которые были индуцированы к поглощению FITC-декстрана посредством эндоцитоза
00: 20: 13; 12, и вы можете видеть эти маленькие точки. по всем ячейкам
00:20:15; 25, в частности, есть эти маленькие кластеры внутри ячеек.
00: 20: 18; 25 Если мы теперь переключимся на TIRF
00: 20: 22; 18, вы увидите, что все, что находится внутри камеры, исчезает
00: 20: 25; 09 и сигнал, действительно шум увеличивает
00: 20: 27; 25, мы получаем здесь гораздо лучший контраст.
00: 20: 29; 17 Эти маленькие детали на заднем плане,
00: 20: 31; 23 эти маленькие пузырьки, которые расположены близко к покровному стеклу
00: 20: 34; 11, тогда как весь материал на внутренней стороне ячейка уходит.
00: 20: 37; 04 Итак, если вы действительно смотрите на что-то
00: 20: 39; 12, которое можно сделать смежным с покровным стеклом,
00: 20: 43; 01 вы знаете, в пределах 100 нм до покровного стекла,
00: 20: 44; 28 TIRF — это действительно правильный путь.
00: 20: 49; 17 Итак, наконец, я хочу поговорить о некоторых, вы знаете, «тривиальных проблемах»,
00: 20: 53; 10, так что они тривиальны в том смысле, что они, знаете ли,
00:20: 57; 08 на самом деле не зависит от образца и не сложен
00: 21: 00; 04, но это не значит, что они не важны.
00: 21: 02; 15 На самом деле они критичны
00: 21: 04; 25 и поэтому вы знаете, что один из этих тривиальных вопросов:
00: 21: 07; 27 какие лазерные линии и наборы фильтров доступны
00: 21: 10; 04 у вас есть доступ к осциллографам
00: 21: 12; 02 и соответствуют ли они вашим красителям.
00: 21: 13; 07 Итак, вы знаете, что если вы пытаетесь получить изображение,
00: 21: 15; 07 скажем Cy5, и ни один из ваших микроскопов не имеет канала Cy5,
00:21:21; 17 ты далеко не уйдешь.
00: 21: 23; 01 Аналогично, если вы пытаетесь выполнить CFP-YFP FRET
00: 21: 25; 22, и ни на одной из ваших осциллографов нет куба фильтра CFP-YFP
00: 21: 29; 25 вы не сможете провести свой эксперимент.
00: 21: 32; 27 Особенно, если у вас нет доступа к широкому спектру микроскопов,
00: 21: 35; 29 критический вопрос: какие лазерные линии или наборы фильтров доступны?
00: 21: 40; 08 Соответствуют ли они нужным вам красителям?
00: 21: 41; 28, и если нет, вы можете поменять красители
00: 21: 44; 07, или вы можете получить дополнительные лазеры или фильтры. наборы для вашего микроскопа?
00: 21: 50; 15 И особенно, если вы находитесь в лаборатории, у которой нет доступа
00: 21: 54; 09 ко множеству микроскопов, возможно, стоит подумать об этом заранее
00:21:57 ; 01, когда вы планируете эксперимент
00: 21: 57; 29, чтобы посмотреть, сможете ли вы спроектировать эксперимент
00: 22: 00; 11, который будет хорошо работать с имеющимися у вас осциллографами, а не с необходимостью дополнительных затрат. money,
00: 22: 04; 14, особенно если вы используете конфокальную станцию ​​и вам нужно купить дополнительные лазерные линии.
00: 22: 07; 19 Это могут быть десятки тысяч долларов, чтобы добавить их.
00: 22: 12; 05 Точно так же, если вы работаете с живыми клетками,
00: 22: 14; 07 есть ли у вас микроскоп, который может поддерживать жизнь ваших клеток?
00: 22: 17; 04 Есть ли в нем контроль температуры, CO2 и влажности?
00: 22: 21; 15 Знаете, если вы работаете с клетками млекопитающих, вам нужно все это,
00: 22: 23; 25, если вы работаете с другими организмами, вам, возможно, просто нужен контроль температуры и влажности
00: 22: 28; 14, чтобы образец оставался теплым и не испарялся.
00: 22: 32; 14 Но есть ли у вас микроскоп, который может сохранить ваш образец счастливым
00: 22: 36; 25, также является важным вопросом.
00: 22: 40; 25 Также, насколько быстро ваш микроскоп может получать изображения,
00: 22: 43; 19, если вы пытаетесь сделать видеоизображение
00: 22: 46; 23 движения пузырьков внутри клетки или
00: 22: 51; 01 миграция клеток или динамика белка в клетке
00: 22: 53; 25 и у вас есть только осциллограф с камерой, которая может делать снимки каждые полсекунды
00: 22: 57; 14 вы Знаешь, это действительно не сработает.
00: 23: 00; 27 Это снова своего рода проблема технологии.
00: 23: 02; 15 какая технология доступна вам и соответствует ли она
00: 23: 04; 24 потребностям вашего эксперимента?
00: 23: 08; 21 И, наконец, проблема, которая недавно выдвинулась на первый план.
00: 23: 14; 04 — это доступность аппаратного или программного автофокуса для длительных интервалов времени.
00: 23: 20; 12 Если вы делаете одиночные изображения, это на самом деле не имеет значения
00: 23: 23; 10, но если вы пытаетесь сделать интервальную съемку в ночное время
00: 23: 28; 00 большинство микроскопов в течение этого периода времени не в фокусе
00: 23: 31; 17, если только у вас нет чрезвычайно стабильной,
00: 23: 34; 06 очень хорошо контролируемой температуры окружающей среды для вашего микроскопа
00:23:37; 22 или если у вас есть аппаратное или программное обеспечение
00: 23: 40; 29, которое будет удерживать фокус.
00: 23: 43; 05 Большинство производителей сейчас выпускают аппаратную систему для автофокусировки.
00: 23: 46; 20 Они действительно хороши, потому что не требуют
00: 23: 49; 09 очень большого вмешательства с вашей стороны;
00: 23: 51; 08 они отслеживают что-то вроде покровного стекла вашего образца
00: 23: 53; 26 или какую-то другую функцию внутри образца
00: 23: 56; 12 аппаратно в обратной связи для удержания фокуса.
00: 24: 00; 09 Если у вас есть один из них, он значительно упростит длительную покадровую съемку.
00: 24: 04; 23 Если у вас нет программных опций
00: 24: 06; 19, которые, как правило, основаны на изображениях, вы используете
00: 24: 08; 25 компьютерную систему для фотографирования вашего образец
00: 24: 13; 06 в разных фокальных плоскостях, а затем
00: 24: 15; 17 он оценивает, какой из них находится в лучшем фокусе
00: 24: 18; 12, и настраивает фокус, чтобы удерживать это
00 : 24: 20; 20 в центре изображения.
00: 24: 24; 04 Это не так идеально, как аппаратная система
00: 24: 26; 10 отчасти потому, что она медленнее, а отчасти потому, что она освещает ваши сэмплы большему количеству света
00: 24: 30; 06, что имеет тенденцию приводить к фототоксичности,
00: 24: 32; 26, но все же лучше, чем расфокусировка образца
00: 24: 35; 23 в ходе вашего эксперимента.
00: 24: 38; 16 Итак, это все проблемы с оборудованием, которые вы должны учитывать
00: 24: 40; 24 при настройке эксперимента, чтобы узнать, есть ли у вас доступ к
00: 24: 44; 22 оборудование, которое либо сделает ваш эксперимент возможным, либо упростит его.
00: 24: 52; 05 Еще одна большая проблема — подготовка образцов.
00: 24: 56; 03 Это действительно более обширная тема
00: 24: 57; 25, чем я могу осветить в этой лекции.
00: 25: 00; 19 Но просто чтобы выделить здесь некоторые из критических проблем.
00: 25: 04; 01 Знаете, если вы делаете фиксированные образцы
00: 25: 08; 00, сохраняет ли ваша процедура фиксации и закрепления локализацию вашего белка?
00: 25: 14; 16 Итак, есть множество разных способов исправить сэмплы,
00: 25: 16; 23 есть множество разных способов их монтирования
00: 25: 19; 05, но это не так. Гарантированно, что фиксация формальдегидом
00: 25: 23; 19 сохранит локализацию вашего белка.
00: 25: 27; 00 Аналогично, если вы выполняете тегирование GFP или флуоресцентное тегирование белка
00: 25: 30; 14, не гарантируется, что ваш флуоресцентно меченый белок
00: 25: 33; 26 будет вести себя так же, как нативный белок
00: 25: 36; 22, и поэтому часто лучше, если вы можете использовать оба метода, чтобы посмотреть на свой белок
00: 25: 41; 18, чтобы исключить, что один или другой вносит артефакты.
00: 25: 47; 09 И еще одна проблема, связанная с подготовкой образцов, заключается в том, что вы делаете
00: 25: 50; 02 фиксированные образцы, которые являются толстыми, вы знаете
00: 25: 52; 05 Срезы мозга 100 микрон или аналогичные типы приготовлений
00: 25: 57; 22 вы хотите рассмотреть что-то, называемое «очисткой»
00: 25: 59; 06, и обычно это пропускание ваших образцов через какой-то раствор
00: 26: 03; 09, который может быть чем-то например, циолин или бензиловый спирт
00: 26: 08; 05, растворяющий липиды, или эти более новые реагенты
00: 26: 11; 10, такие как система взвешивания из лаборатории Новацкого
00: 26: 14; 08 и что это за химическая обработка вашего образца
00: 26: 16; 22, который уменьшает рассеяние света и непрозрачность образца
00: 26: 20; 10 и делает его намного более четким и легким для отображения в нем, в фиксированный образец.
00: 26: 26; 25 И это действительно может иметь значение между возможностью изображения
00: 26: 29; 29 всего на 20 или 30 микрон в образце и возможностью изображения 100 или 200.
00:26: 34; 20 Таким образом, этот вид сопровождается фиксацией или монтажом
00: 26: 39; 21, но определенно стоит рассмотреть для фиксированных образцов,
00: 26: 44; 26 очевидно, что эти методы не применимы к живым образцам.
00: 26: 51; 02 Еще одна проблема, которую я немного затронул, — это выбор красителя.
00: 26: 55; 15 Для фиксированных образцов очень распространенным набором фильтров является этот
00: 26: 58; 19 четверной набор красителей, так называемый четырехкратный набор
00: 27: 03; 21, который будет выполнять DAPI, флуоресцеин, Cy3 или родамин, а затем Cy5.
00: 27: 09; 13 Есть много разных красителей;
00: 27: 11; 26 есть много разных красителей, которые будут работать с таким набором.
00: 27: 15; 23 Очевидно, что в вашем канале DAPI есть красители DAPI и Hoechst,
00: 27: 18; 12 также есть красители Alexa
00: 27: 19; 27 есть некоторые новые красители, которые также попадают в этот канал
00: 27: 22; 18 для маркировки антител
00: 27: 25; 14 В зеленом канале вы практически никогда не захотите использовать флуоресцеин.
00: 27: 27; 26 Это очень старый краситель, быстро обесцвечивается.
00: 27: 31; 04 Что-то вроде Alexa48 намного лучше.
00: 27: 33; 14 Наверное, сейчас есть не менее хорошие красители от других компаний.
00: 27: 37; 22 В красном канале вы можете использовать родамин или Alexa546 или 568.
00: 27: 43; 15 А в дальнем красном канале вы можете использовать краситель Cy5, Alexa647 или Ado647.
00: 27: 49; 07 Вы можете создавать более четырех цветов,
00: 27: 53; 22, но это все еще сложно для большинства микроскопов
00: 27: 57; 17, так что для рутинной визуализации это, безусловно, самый простой
00: 27: 59; 13, если вы можете спланировать свой эксперимент, потребовав только четыре красителя.
00: 28: 02; 26 Совершенно возможно сделать более четырех
00: 28: 04; 20, но для этого может потребоваться специальное оборудование
00: 28: 07; 24 или много думать о процедурах анализа данных, чтобы убедитесь, что нет перекрестных помех.
00: 28: 14; 02 На стороне флуоресцентного белка
00: 28: 16; 25 вы можете использовать очень похожий набор для визуализации живых клеток сейчас
00: 28: 20; 10, и вы можете использовать синий флуоресцентный белок или зеленый флуоресцентный белок
00: 28: 23; 21 или красный флуоресцентный белок, а затем инфракрасный флуоресцентный белок.
00: 28: 26; 27 И то, что сейчас кажется лучшим
00: 28: 32; 01, — это такие вещи, как mTagBFP2 в канале синего флуоресцентного белка.
00: 28: 38; 12 Это очень новый вариант mTagBFP, который тоже неплох.
00: 28: 43; 01 Для GFP у вас есть старое пятно от EGFP, что очень хорошо,
00: 28: 47; 07 некоторые более современные версии, такие как изумруд.
00: 28: 51; 09 Для красных есть режим ожидания mCherry,
00: 28: 54; 23 новые вещи, такие как TagRFP, могут быть лучше.
00: 28: 57; 19 Существует множество вариантов RFP
00: 28: 59; 23, и сейчас не совсем ясно, какой из них лучше.
00: 29: 02; 24 И совсем недавно в канале Cy5 работают
00: 29: 04; 21 инфракрасный флуоресцентный белок
00: 29: 07; 01.
00: 29: 09; 22 Итак, есть этот белок iFP1.4 и более новый под названием iRFP.
00: 29: 15; 05 Они фактически используют кофактор для
00: 29: 17; 06 генерировать флуоресценцию, поэтому с ними немного сложнее работать с
00: 29: 19; 11, чем с тремя здесь, но они по-прежнему являются хорошим выбором для визуализации живых клеток
00: 29: 23; 20, и я знаю многих людей, которые обычно проводят
00: 29: 25; 28 такого рода четырехцветную визуализацию живых клеток.
00: 29: 32; 13 Еще пара замечаний.
00: 29: 35; 08 Итак, мы могли бы много говорить о шуме и разрешении
00: 29: 40; 15, и я не хочу вдаваться в технические подробности здесь
00: 29: 44; 00, но просто хочу сказать, что получение изображений с высоким разрешением
00: 29: 47; 08, а также точное количественное определение,
00: 29: 49; 10 практически любое место, где вы пытаетесь получить очень
00: 29: 50; 19 точных измерений интенсивности требуют многого света.
00: 29: 54; 25 Итак, вам нужны очень яркие изображения, чтобы уменьшить
00: 29: 57; 27 дробовой шум фотонов в вашем изображении до точки
00: 30: 01; 13, где вы можете получить как высокое разрешение, так и точное количественное определение вашего изображения.
00: 30: 05; 10 А это означает, что либо ваши сэмплы должны быть очень яркими по своей природе
00: 30: 08; 22, либо, если они не очень яркие, вам нужно будет использовать длинные выдержки.
00: 30: 12; 00 И если вы находитесь в этом режиме, где вам нужно использовать длинные выдержки
00: 30: 15; 04, вам нужно побеспокоиться о проблемах фотообесцвечивания и фототоксичности.
00: 30: 20; 04 Итак, если вы делаете Z-стек в фиксированном образце
00: 30: 23; 05 и обнаруживаете, что ваша флуоресценция как бы исчезла
00: 30: 26; 01 раз уж вы проработаете его полностью
00: 30: 27; 06, потому что вы все отбелили, это проблема.
00: 30: 29; 23 Точно так же, если ваши клетки умирают из-за воздействия света
00: 30: 31; 24 за время вашего эксперимента, это тоже проблема.
00: 30: 37; 19 Здесь нет волшебной палочки, хотя для фиксированных образцов они неплохие,
00: 30: 41; 15 монтажный носитель, который уменьшит фотообесцвечивание.
00: 30: 44; 08 Для живых клеток можно сделать гораздо меньше действий
00: 30: 46; 03, хотя есть некоторые сообщения о добавках
00: 30: 48; 05, которые можно добавлять в культуру клеток, чтобы уменьшить фотообесцвечивание ,
00: 30: 51; 14 но в целом единственное решение здесь — просто уменьшить
00: 30: 53; 23 количество света, которому вы подвергаете свои образцы.
00: 30: 57; 13 Таким образом, здесь есть потенциальные компромиссы между
00: 31: 00; 16 точностью, скоростью, фотообесцвечиванием
00: 31: 03; 22, а также продолжительностью изображения.
00: 31: 06; 09 Итак, если вы пытаетесь снимать очень быстро
00: 31: 09; 01, вы не можете использовать длинные выдержки.
00: 31: 11; 13 Если вы пытаетесь получить очень точные изображения, вам может понадобиться много света
00: 31: 14; 00, который не даст вам двигаться быстро
00: 31: 15; 22 и может также приводят к проблемам с фотообесцвечиванием
00: 31: 18; 01, что мешает вам создавать изображения столько, сколько вы хотите сказать.
00: 31: 22; 06 Так что это просто вещь, о которой нужно знать.
00: 31: 25; 03 Если вы пытаетесь создать изображение, вы знаете, видеомассив
00: 31: 26; 29 на ночь, вероятно, он не будет работать
00: 31: 29; 09 только из-за количество света, которому вы должны подвергнуть свои клетки,
00: 31: 32; 19, тогда как если вы пытаетесь снимать каждые полчаса
00: 31: 34; 20 за ночь, то у вас, вероятно, будет много удачи
00: 31: 37; 13 не убивая свои клетки светом, ты светишь на них.
00: 31: 41; 24 Итак, вы знаете, что не все, что вы хотите, возможно.
00: 31: 44; 11 Вы можете столкнуться с фундаментальными ограничениями
00: 31: 46; 14, которые не позволят вам получить нужные данные.
00: 31: 50; 07 Наконец, я бы сказал, знаете ли, ничто не может сравниться с хорошими данными.
00: 31: 55; 11 Это значит, что вы знаете, о чем подумать
00: 31: 58; 06, и вы знаете, это на самом деле означает, что вам следует подумать о том, какие данные вам нужны
00: 32: 01; 18, прежде чем брать это
00: 32: 03; 15, и если вы берете данные о скорости видео только потому, что вы можете
00: 32: 09; 18, но вам действительно не нужно это временное разрешение
00: 32: 11; 10 и потому что вы светите всем этим светом на свои клетки
00: 32: 14; 05 вы получаете фотообесцвечивание и проблемы с фототоксичностью
00: 32: 16; 15, что снижает точность ваших данных,
00:32: 19; 10 это вам не особо поможет.
00: 32: 21; 26 Итак, вы действительно хотите подумать о
00: 32: 23; 17, какие данные вам нужны, прежде чем брать их
00: 32: 25; 16 и, вы знаете, не принимать данные, которые не нужны в каким-то образом
00: 32: 29; 06 и может поставить под угрозу то, что вас действительно волнует.
00: 32: 32; 12 Итак, вы знаете, вам следует подумать, нужно ли вам разрешение по времени.
00: 32: 34; 24 Вам нужна высокая скорость,
00: 32: 35; 24 вам нужно высокое пространственное разрешение,
00: 32: 37; 23 вам нужно высокое разрешение интенсивности,
00:32:39 ; 20 умение проводить точную количественную оценку интенсивности?
00: 32: 43; 20 Кроме того, нужна ли вам повседневная воспроизводимость?
00: 32: 46; 17 Вы собираетесь сравнивать образцы,
00: 32: 48; 29 интенсивность образцов от одного дня к другому,
00: 32: 51; 28 может быть, вы знаете, из разных экспериментальные партии
00: 32: 54; 27 или разные, много мышей или что-то в этом роде.
00: 32: 58; 02 А вам нужно как-то пространственное единообразие?
00: 33: 03; 26 И особенно эти два последних.
00: 33: 04; 19 Если вам нужно что-то вроде повседневной воспроизводимости
00: 33: 06; 11, вам нужно будет много подумать о включении соответствующих элементов управления
00: 33: 10; 00 и внутренние стандарты в вашей процедуре визуализации
00: 33: 12; 13 для компенсации или измерения любых изменений интенсивности
00: 33: 18; 20 микроскопа, таких как интенсивность лампы и чувствительность камеры
00: 33: 22; 18 будет дрейфовать с течением времени, и если у вас нет возможности для
00: 33: 25; 26 точно измерить это и исправить,
00: 33: 29; 14 у вас будет намного хуже изо дня в день. воспроизводимость за день
00: 33: 32; 12, чем если бы вы включили такие элементы управления.
00: 33: 35; 18 Итак, вы можете исправить многие из этих вещей при постобработке.
00: 33: 38; 26 Вы можете взять неидеальные данные
00: 33: 40; 20 и разработать способы внести эти исправления постфактум.
00: 33: 44; 03 Но ваши данные почти всегда будут лучше
00: 33: 46; 09, если вы заранее поработаете, чтобы подумать о том, как лучше всего собирать данные
00: 33: 50; 22 и вы знаете, какие элементы управления вам нужно включить
00: 33: 53; 19 и какие вещи вас волнуют
00: 33: 55; 10, и планируете свои эксперименты так, чтобы
00: 33: 57; 14 максимизировать то, что вы заботиться.
00: 34: 02; 29 Сказать, что это согласуется с этим
00: 34: 04; 10 — это то, что я всегда говорю людям,
00: 34: 05; 27, если вы знаете, достаточно ли вас волнует что-то, чтобы беспокоиться об этом
00: 34: 08; 19 Вы должны понять, как это можно измерить.
00: 34: 11; 12 Я часто вижу, как люди спрашивают меня:
00: 34: 14; 15 О, вы видите однородную интенсивность в поле зрения этого микроскопа
00: 34: 18; 09 вы знаете, могу ли я точно сравнить ячейку
00: 34: 20; 12 в правом нижнем углу с ячейкой в ​​верхнем левом углу
00: 34: 23; 19, или они могут иметь разную яркость.
00: 34: 26; 08 И вы знаете, что я часто отвечаю
00: 34: 27; 21 хорошо, я могу сказать вам, что я думаю, но если это действительно важно для вас,
00: 34: 30; 09 вам следует измерьте
00: 34: 32; 13, потому что то, что я знаю, может быть устаревшим или неточным.
00: 34: 37; 13 Две общие вещи, поэтому в целом
00: 34: 41; 06 микроскопы не являются однородными по полю зрения.
00: 34: 43; 29 И интенсивность освещения, и эффективность обнаружения
00: 34: 46; 11 неоднородны по полю зрения микроскопа.
00: 34: 49; 25 Их можно измерить и исправить
00: 34: 51; 24, посмотрев на однородный флуоресцентный образец.
00: 34: 54; 01 Что-то вроде флуоресцентного пластикового предмета или однородного раствора красителя.
00: 34: 59; 27 Итак, есть способы измерить эти вещи
00: 35: 01; 26 в правильной форме, и если это важно для вас,
00: 35: 05; 03 вы должны измерить их и исправить их.
00: 35: 07; 13 Здесь есть одно предостережение: если в вашем образце есть фотообесцвечивание,
00: 35: 10; 09 это может быть не так уж и тривиально.
00: 35: 12; 25 Имейте это в виду.
00: 35: 15; 19 И аналогично временная однородность,
00: 35: 18; 03, так что такие вещи, как мощность лампы, мощность лазера,
00: 35: 21; 13 выравнивание вашей лампы и вашего лазера, они будет колебаться
00: 35: 23; 29 изо дня в день, а это означает, что
00: 35: 26; 19 количество света, достигающего вашего образца, будет колебаться изо дня в день.
00: 35: 29; 11 Это может быть эффект 10 или 20%.
00: 35: 31; 10 Он не гигантский, но и не маленький.
00: 35: 34; 10 В течение месяцев это может быть больше похоже на двойной эффект.
00: 35: 38; 12 Вы знаете, что мы часто видим, что на нашем вращающемся диске есть
00: 35: 40; 00 лазеров, конфокальный дрейф отклонения от совмещения
00: 35: 42; 16 в течение нескольких месяцев, и когда мы их перестраиваем, мощность увеличивается вдвое.
00: 35: 45; 11 Так что вам не следует полагаться на стабильность этих вещей
00: 35: 48; 09 изо дня в день, если это важно для вас.
00: 35: 50; 10 Вы должны включить в свой эксперимент
00: 35: 51; 28 какие-то контрольные образцы
00: 35: 53; 20, которые позволят вам оценить яркость микроскопа в этом экспериментальном сеансе.
00: 35: 59; 00 Итак, вы можете измерить это,
00: 36: 00; 22, но, конечно, вы получите лучшие данные, если
00: 36: 02; 24 проведете все свои эксперименты в один и тот же день. в том же сеансе.
00: 36: 05; 18 Это не всегда возможно.
00: 36: 07; 10, поэтому вам нужно включить внутренний элемент управления
00: 36: 09; 07, который позволяет вам измерить и оценить его.
00: 36: 14; 09 Есть и другие вещи, подобные этому
00: 36: 15; 25, но это, вероятно, два основных источника
00: 36: 17; 22 неоднородности, о которых вы хотите подумать.
00: 36: 21; 25 Итак, это все, что я хотел сказать сегодня,
00: 36: 23; 01 Я просто хотел, надеюсь, я пролил свет на
00: 36: 26; 03 типа вещей, которые вы Я хочу подумать о
00: 36: 27; 13 при разработке эксперимента с микроскопом и дать вам несколько
00: 36: 30; 14 идей массового парка относительно того, как выбрать микроскоп.
00: 36: 34; 05 Спасибо!
00: 36: 36; 16

.