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

Объективы для инвертированных биологических микроскопов

Объектив для инвертированных биологических микроскопов

В световой микроскопии существует класс биологических микроскопов, «стоящих немного особняком». Это инвертированные микроскопы, предназначенные для исследования некоторых «нестандартных» микроскопических объектов. В нашем проекте Labor-Microscopes представлена номенклатура таких микроскопов.

Некоторые микроскопические объекты отличаются такими нюансами, как расположение в той или иной среде, особенности их приготовления, методы и способы их исследования. Часто исследуемые объекты не покрыты покровным стеклом, иногда располагаются в глубине некоторой жидкости или иммерсии, например, водной или масляной. При этом, часто возникает необходимость достаточно большого «проникновения в глубину» в жидкость или иммерсию, а также «просмотр» микроскопического объекта в его толще. Для исследования такого рода объектов разработаны и используются специальные виды микроскопов, в том числе, так называемых, инвертированных (то есть, как бы перевёрнутых). Главным формальным отличием инвертированного микроскопа от обычного (прямого) является то, что оптическая схема инвертированного микроскопа располагается под объектом, а не «над». Поэтому такие микроскопы используют оригинальные оптические схемы, и, главное, специальные объективы для своего оснащения.

Оптическая система, являющаяся основой для дизайна инвертированного микроскопа представлена на Фигуре 1. Здесь видно, что такой микроскоп отличается от обычного, так называемого «прямого» - расположением основных функциональных узлов и принадлежностей, таких как объективы, предметный столик и осветительная система. Но, также, основным отличием обладают исследуемые объекты, точнее, их расположение относительно осветительной проходящего света системы (конденсора) и объектива. В обычном «прямом» микроскопе осветительная система обеспечивает прохождение света сквозь исследуемый объект находясь снизу непосредственно перед объектом, а объектив «смотрит на объект» сверху. В инвертированным микроскопе, наоборот, объектив находится под исследуемым объектом, а осветительная система (проходящего света) располагается сверху от него. На Фигуре 1 представлена принципиальная оптическая схема инвертированного биологического микроскопа, с помощью которой объяснение принципа работы на инвертированном микроскопе становятся более понятным.

Фигура 1 Принципиальная оптическая схема инвертированного биологического микроскопа.

Источник света 1 проецируется коллектором 14 в плоскость апертурной диафрагмы 16 и с помощью линзы 12 равномерно освещает исследуемый объект 5. при работе с объектами, находящимися в лабораторной посуде, высота стенок которой не превышает 45 мм, в ход лучей вводится специальная линза 4, которая повышает числовую апертуру осветительной системы. В оптической схеме также используются теплозащитный фильтр 15, матовое стекло 2 (которое вводится в ход лучей при использовании объективов малого увеличения). Изображение объекта получается путём проекции объективом 10, линзами 7 и 11, зеркалами 6 и 8 в плоскость полевой диафрагмы окуляров, установленных в визуальную насадку 13

Конструктивное исполнение такого микроскопа, а также принцип работы на нём обусловлены специфическими особенностями исследуемого объекта; объект расположен в специальной посуде, он достаточно «толстый и рыхлый». Задача исследователя состоит в том, чтобы не только фиксировать изображение объекта в статичном состоянии, но также наблюдать изменение формы и морфологии объекта под воздействием некоторых внешних факторов (в соответствии с научной методикой исследований).

Для разработчика оптической и механической конструкций инвертированного микроскопа исходными требованиями являются такие характеристики специальной посуды, как толщина её дна, оптические и дисперсионные параметры оптического материала из которого она сделана. Также важны оптические и дисперсионные параметры используемой жидкости. Эти параметры учитываются при расчёте оптической системы микроскопа, и, в первую очередь, при оптическом дизайне объективов. Так, например, в качестве исходных параметров для дизайна номинальное значение толщины дна лабораторной посуды принимается равной 1.5 мм; имеется в виду, что на практике это значение может изменяться в весьма широких пределах, например, от 0.8мм до 4 мм, часто применяется обычное предметное стекло, толщина которого составляет 1.1 -1.2 мм. Показатель преломления оптического материала для посуды принимается в соответствии с параметрами советского оптического стекла ЛК5 или его аналогов; показатель преломления ne=1.479903, коэффициент дисперсии √e=65.47. Также учитывается то, что исследуемый объект располагается в жидкой среде, показатель преломления которой принимается равным ne=1.336143, коэффициент дисперсии √e=56.02.

Должны использоваться объективы, имеющие увеличенное свободное рабочее расстояние. Особенностью механического дизайна для некоторых объективов может стать применение так называемой «корреционной оправы», позволяющей за счёт изменения расстояний между линзами внутри объектива оперативно «подстраиваться» объективом – под различные значения толщины дна используемой посуды.

Сегодня в нашем проекте Labor-Microscopes пришло время разработки целой гаммы специальных объективов для инвертированный микроскопов. Причём, большинство объективов может быть унифицировано для использования на инвертированных микроскопах различных производителе – за счёт изменения конструктивных параметров некоторых линз в процессе их изготовления и сборки объектива. Мы сделали проекты объективов для инвертированных микроскопов, работающих как для, так называемой, «конечной» оптической длины тубуса, а также работающих «на бесконечность». Но основной особенностью, отличающей наши объективы от аналогов, является достижение в наших объективах оригинальных видов аберрационной коррекции. Например, исправление так называемой ХРУ (хроматической разности увеличения), а также достижение планахроматической аберрационной коррекции объективов. В Таблице 1 представлены основные технические параметры и принципиальные оптические схемы наших новых объективов для инвертированных микроскопов.

Таблица 1 Основные технические параметры и принципиальные оптические схемы объективов для инвертированных микроскопов.

Увеличение Апертура (NA) Рабочее расстояние (мм) Толщина стекла Разрешение R (мкм) Глубина DF (мкм) Поле на объекте (мм) Поле в изображении (мм) Длина тубуса Принципиальная оптическая схема
0.12 6.3 1.2 2.8 23 4.0 20 бесконечная
10х 0.20 9.3 4.0 1.7 4.2 2.0 20 бесконечная
10x 0.22 12.0 2.0 1.5 6.9 1.8 18 конечная 160мм
20х 0.30 0.4 5.5 1.1 3.7 1.0 20 бесконечная
20x 0.40 0.9 2.0 0.84 2.1 0.9 18 конечная 160мм
25х 0.45 2.1 1.5 0.74 1.6 0.88 22 конечная 160мм
40х 0.55 0.8 3.5 0.61 1.1 0.5 20 бесконечная
40x 0.60 0.4 2.0 0.56 0.93 0.45 18 конечная 160мм
40х 0.65 0.5 1.2 0.51 0.79 0.5 20 бесконечная
40х 0.75 0.7 1.5 0.44 0.59 0.55 22 конечная 160мм
63х 0.65 0.4 1.2 0.51 0.79 0.32 20 бесконечная

Наибольший интерес представляет объектив, имеющий линейное увеличение 63х и числовую апертуру 0.65 с типом аберрационной коррекции LCF (lateral color free) планахромат. На Фигуре 2 представлены графики аберрационной коррекции этого объектива, подтверждающие её высокий уровень.

Вы можете получить интересующую Вас информацию о технических и иных характеристиках микроскопов и комплектующих изделий, связавшись с нашими техническими специалистами по телефонам +7 (812) 933-25-78 или по электронной почте labomed@list.ru. При необходимости мы расскажем о преимуществах наших приборов перед аналогичными, продаваемыми на рынке. Если Вы заявите о своём желании в приобретении микроскопа, мы в короткие сроки изготовим выбранную Вами модель, обеспечив необходимую Вам комплектацию. По вашему желанию наши специалисты произведут доставку и монтаж оборудования, обучение и консультации с целью оптимизации Вашей работы.