Микроскопы Labor-Microscopes
Разработка и производство микроскопов
онлайн заказ   подобрать микроскоп
 (812) 933-25-78
labomed@list.ru
Немного о нас

Разработка новых объективов для исследования вирусных инфекций

Новая наша разработка в проекте Labor-Microscopes вызвана, к сожалению, ситуацией с короновирусной инфекцией. В активной стадии исследований находится не только разработка вакцины и других препаратов, в том числе и профилактических, но также и поиск наиболее эффективных методик диагностики. В том числе клинической диагностики с помощью оптических и оптико-электронных устройств, в частности, световых микроскопов. Исследователям от медицины известно, что этот вид вируса довольно большой по размерам (до 20-40 мкм), так что, вроде, разглядеть его в обычный световой микроскоп не представляет трудности. Однако нет уверенности, что «так всё просто». К известным фактам мутации вирусов могут добавляться некоторые их скрытые, неявные свойства и процессы, катализаторами которых они являются. Это как «большая рыба» сплошь усеяна более мелкими паразитами, которые, зачастую определяют её «поведенческую модель». Изучение факторов такого рода может стать некоторым вкладом в дело профилактики и диагностирования вирусов; «сопутствующие паразиты» тоже должны быть подвергнуты изучению, классификации и т.п.

Для методик микроскопического анализа одним из основных современных трендов является использование методики люминесцентного анализа как в «прямой», так называемой, стоксовской последовательности, так и антистоксовской. Одним из методов, обещающим существенное расширение возможностей люминесцентного анализа является расширение рабочего спектрального диапазона, в котором способна работать оптическая система светового микроскопа. Отметим, что зачастую использование, например, электронного микроскопа, неприемлемо, поскольку «жёсткое» излучение «убивает всё живое», включая вирусы, изучение которых в таком виде не даёт о них необходимой информации. Их, как говорится, нужно «брать только живыми».

Раньше в отечественной практике применялись так называемые «ближние» ультрафиолетовые и ближние инфракрасные оптические микроскопы, однако эти два диапазона были «разрознены» и оптика, предназначенная для УФ, не могла использоваться в ИК диапазоне и наоборот.

Примеры принципиальных оптических систем таких объективов представлены на следующей фигуре.

Один из объективов, имел наименование ОНЗ-75 и имел линейное увеличение V=-75х и числовую апертуру NA=0.65, другой объектив ОНЗ-115 имел линейное увеличение V=-115х и числовую апертуру NA=0.70. Рабочий спектральный диапазон обоих объективов составлял 240-600 нм. Сейчас эти объективы не производятся.

Вместе с тем, прогресса в микроскопических исследованиях, удобства и повышения достоверности можно достичь используя своеобразную широкополосную оптику, которая «сплошным спектром» охватывает диапазон от ближнего УФ до ближнего ИК излучения. Известно, что разные виды вирусов имеют способность к самостоятельной («авто») люминесценции – но на разных длинах волн. Более того, спектр автолюминесценции для конкретного вида вируса может меняться, например, вследствие его мутации или других изменений по прошествии некоторого времени или под влиянием внешних факторов.

Очевидно, возможность расширения спектрального рабочего диапазона для оптики светового микроскопа (без значительного усложнения системы) является одним из главных аргументов для использования зеркальных и зеркально-линзовых оптических элементов. Наши разработчики в проекте Labor-Microscopes использовали такую концепцию для построения нескольких объективов. Следующие Фигуры показывают в качестве примеров принципиальные оптические схемы и графики аберрационной коррекции объективов для микроскопов – План мульти апохроматов, имеющих линейное увеличение V=-40х и числовую апертуру NA=0.50. Эти объективы различаются марками используемых оптических материалов и, соответственно, трудоемкостью изготовления. Рабочий спектральный диапазон у первого объектива несколько более узкий (в этом объективе в качестве оптического материала используется только кварцевое стекло), чем у второго объектива. Первый объектив может использоваться в рутинных, а второй (в котором применяется несколько марок различных кристаллов) – в исследовательских целях.

Принципиальная оптическая система и графики аберрационной коррекции зеркально-линзового объектива CCF Plan MultiApochromat 40x NA=0.50 для работы в спектральном диапазоне 200-2600 нм
Принципиальная оптическая система и графики аберрационной коррекции зеркально-линзового объектива CCF Plan MultiApochromat 40x NA=0.50 для работы в спектральном диапазоне 120-7000 нм

Оба объектива рассчитаны для работы в составе микроскопа для конечной длины тубуса. Здесь используются зеркала только сферической формы, что определяет высокую технологичность при их изготовлении. Использование в линзовых элементах различных видов кристаллов позволяет реализовать аберрационную коррекцию «мульти апохромат» – для широкого спектрального диапазона от NUV до NIR. Нужно отметить, что создание объективов, использующих только линзы - для работы в столь широком спектральном диапазоне также возможно; однако, их оптические системы (содержащие в качестве оптического материала для линз исключительно кристаллы) могут быть чрезвычайно сложны. Разработкой таких систем мы тоже занимаемся в проекте Labor-Microscopes, о чём уже докладывали.

Существенным является также то, что для осуществления возможности работы объективов в широком спектральном диапазоне (как зеркально-линзовых, так и линзовых) линзовые компоненты должны состоять исключительно из не склеенных линз.

В самое ближайшее время мы освоим изготовление этих объективов. Вместе с тем, объективы, разработанные нами ранее, в том числе зеркальные, постоянно доступны для заказа. По всем интересующим вопросам, дискуссиям и приобретению можно обратиться к нашим специалистам по телефону +7 (812) 933-25-78 или по электронной почте labomed@list.ru