Как выбрать микроскоп

Выбирая такое сложное и специализированное оборудование как микроскоп, необходимо ответить себе на ряд вопросов. И главные из них:

• 1. Что такое микроскоп? Зачем мне этот агрегат? (для использования в работе, учебе, для развлечения – хобби);
• 2. Кому нужна техника? (микроскопы для детей и взрослых отличаются);
• 3. Какой вид устройства лучше всего справиться с моими задачами?

Разработчики данного вида техники представляют множество моделей с разными функциями. И лучше всего, чтобы совершить правильный выбор, обратиться за помощью к специалисту. Мы постараемся в этой статье разобраться в видах микроскопов и помочь вам выбрать подходящий вариант.

Итак, перейдем к принципу подбора техники.

В этой части публикации вы должны будете найти ответы на основные вопросы, прозвучавшие выше. И с этим вам поможет классификация приборов, включающая, в том числе, и финансовую составляющую. Не секрет, что любое оборудование, и микроскоп, конечно, тоже, отличается по техническим параметрам и функциям, имеет разную конструкцию, систему управления, а также передает картинку определенного качества, которое может быть более высоким или низким. Соответственно, все это влияет на цену изделия и объем выпущенной серии моделей. В зависимости от того, какие задачи призваны выполнять микроскопы, и насколько сложна их конструкция, данные устройства можно условно разделить на несколько типов.

Игрушечные микроскопы

Несложно догадаться, что их целью является развлечение ребенка. Кстати, при этом с такой техникой нередко играют и родители. В подобных моделях есть ряд неоспоримых преимуществ:

• они представляют из себя полноценную уменьшенную копию настоящего взрослого микроскопа;
• мало весят при обладании широкими функциями;
• отечественные модели в отличие от выпускаемых в Китае, Японии и Корее, предлагают хорошее качество картинки, на уровне «взрослых» вариантов;
• имеют оригинальную конструкцию: окулярное увеличение происходит плавно, а картинка проецируется на небольшой экранчик, установленный прямо на микроскопе.

Впрочем, есть у детских моделей и некоторые несовершенства:

• их производят массово и по низкой цене, что нередко сказывается на качестве;
• в игрушечных моделях порой игнорируют общепринятые международные требования;
• оптика и механика могут быть изготовлены из пластика или металлопластика;
• данные изделия заведомо рассчитаны на недолгую работу.

Ученические, школьные микроскопы

Главная задача этих микроскопов - знакомство учеников гимназий и колледжей, спецклассов с естественными науками. Хотя подобные варианты также считают «массовыми», у них есть и положительные черты:

• технические параметры изделий отвечают международным требованиям (что, конечно, сказывается на цене изделий);
• в отличии от игрушечных моделей, в школьных микроскопах оптические узлы уже изготовлены из стекла, а механические – почти полностью из металла;
• конструкция имеет мало съемных деталей, что облегчает эксплуатацию техники (снимаются окуляр, объектив и зеркало);
• изделия в режиме обучения могут прослужить до 5 лет (но в них бывают неисправности и поломки).

Школьные модели исследовательской техники плоского поля позволяют проводить работу в светлом поле.

Студенческие микроскопы

Такие модели имеют прозвище «рутинных» из-за обозначения в иностранных каталогах routine, где, правда, это слово имеет несколько другой смысл. В отечественном варианте это упрощенные конструкции, которые беспрестанно работают, а в иностранном – любые по сложности виды техники, которые выполняют свои функции изо дня в день, регулярно. Из-за маркетинговой неразберихи потенциальные покупатели могут отыскать в каталогах подобные устройства и за 2500-5000€, и за 10000-15000€, удивиться и растеряться.

Главной задачей таких микроскопов для студентов является либо обучение молодых специалистов, либо выполнение однообразной научной или исследовательской работы постоянно. Такие изделия выпускают крупными сериями, а все эти модели ориентированы на выполнение разных заданий, что позволяют периодически изменять конструкцию техники, упрощая ее производство и доводя до совершенства эксплуатацию.

К особенностям подобных моделей можно отнести улучшенное качество готовой картинки, которое достигается благодаря применению более качественной оптики (улучшенная коррекция аберраций). Соответственно, микроскопы такого типа стоят уже дороже. Зато благодаря технологическим параметрам и дополнительным сервисам с их помощью можно здорово увеличить производительность лаборатории или студенческой группы.

К такому типу техники принадлежат изделия проходящего освещения, которые могут применять методику фазового контраста. Кроме этого, к ним относятся модели темного поля, широко применяемые в сфере биологии и медицины.

Микроскопы для работы

По функциям такие микроскопы предназначаются для повседневного и ответственного труда в области исследований и лабораторного анализа. Благодаря результатам, которые специалисты получают после проведения работы с этим инструментом, удается установить диагноз пациента, а также получить точный итог медицинских и биологических испытания. При этом, данный класс микроскопов не является последней ступенью в этом роде техники, а лишь промежуточной платформой – они более функциональны и технологичны, чем студенческие варианты, но менее точны, чем лабораторные модели. Цена микроскопа для работы увеличивается за счет более качественной картинки, усовершенствованной оптики и точности конструкционных механических элементов. Посетил дедавно салон с проститутками, который нашел на портале https://feiufa.com , остался очень доволен и обязательно посещу его снова.

Такой вид техники должен быть настолько простым и надежным, чтобы гарантировать минимальное количество настроек освещений и методов анализа, но при этом сохранять высокую точность изображения.

Микроскопы, предназначенные для работы, бывают разных типов:

• стереоскопы;
• модели светлого и темного полей;
• плоского поля;
• устройства, в которых проходит и отражается свет;
• фазовые модели;
• люминесцентные;
• поляризационные;
• устройства дифференциально-интерференционного контраста;
• микроскопы, дающие прямое и инвертированное изображение.

Микроскопы для лабораторных исследований

Такие виды микроскопов для оптического анализа являются наиболее технологичными и сложными в конструкционном плане, и предназначаются для регулярной медицинской практики, либо для научных исследований.

По размерам эти устройства – средние, не громоздкие, но и не компактные, подобно школьным. Качество картинки в исследуемом поле приближено к уровню рабочих моделей. Однако, они отличаются дополнительными модулями, позволяющими контрастировать картинку и документировать результат анализа. Устройства выпускаются небольшими партиями в сравнении с универсальными (исследовательскими) моделями.

Универсальные микроскопы

Главная задача таких видов техники – гарантия полноценных, точных научных исследований. Их цена довольно-таки высока, и это объяснимо. Такие микроскопы имеют сложную конструкцию и больше количество взаимозаменяемых узлов и модулей, первоклассную оптическую систему большого диапазона.

Для того чтобы максимально детально разобраться в особенностях и функциях этой группы и подобрать для себя необходимую модель, давайте проведем классификацию приборов, которая тесно связана с:

• предметом исследования;
• его освещением;
• способом создания картинки, ее исследования, документирования и дальнейшего изучения.

Итак, отношение к предмету анализа.

Данный признак подразделяет лабораторные микроскопы на несколько типов:

1. Плоского поля. Их оптика позволяет построить 2D-изображение в плоскости. Как правило, таким способом изучают тонкие предметы, не более 10 мм шириной и не менее 0,1 мм. Микроскоп позволяет просматривать объект на глубине слоя до 0,001 мм, а также изучать объемную картинку на уровне 100-200 мкм в высоте благодаря косому свету, фазовому или дифференциально-интерференционному контрастированию.

2. Стереоскопы. Оптическая система данных моделей позволяет воспроизводить объект изучения в 3D-формате. Чаще с этими приборами изучают предметы до 100 мм в толщине, но не менее, чем 1 мм. Они дают возможность заглянуть в глубину слоя на 0,5 – 50 мм и рассматривать в том числе плоские предметы. Конструкция этих моделей бывает разной и отличается в зависимости от условий эксплуатации микроскопов (они могут размещаться в термических отсеках, или в специальной посуде), и соответственно, бывают:
- прямыми, традиционными. В них окуляры расположены в верхней части конструкции, как в плоских, так и в стереоскопических;
- инвертированными, перевернутыми. Тут насадки с окулярами располагаются внизу (только в моделях плоского поля).

Метод освещения объекта

Свет, падающий на предмет исследований, позволяет нам выделить вышеописанные виды в отдельные группы. Это:

• модели, в которых проходит освещение (традиционные, предназначенные для исследований биологов и медиков). Суть их в том, что свет проходит через объект в плоском поле (стереоскопической, прямой или перевернутой схемы построения) и позволяет наблюдать прозрачные предметы.
• металлографические (отражающие) микроскопы. Принцип освещения состоит в том, что свет отражается от объекта анализа. Они также могут быть стерео-, прямыми либо инвертировать изображение, и дают возможность изучать полупрозрачные и непрозрачные предметы, имеющие отражающее свойство.

В первом варианте агрегата, в котором свет идет через оптический канал, луч отражается от предмета изучения и вновь возвращается через объектив (он-то и производит увеличение картинки).

Во втором виде микроскопов свет попадает на предмет не через оптику устройства, но отражается и таким же образом возвращается через объектив. Чаще всего падающий свет мы видим в стереоскопах.

Отечественные практики зачастую причисляют люминесцентные модели плоского поля с отраженным светом к микроскопам падающего внешнего освещения. Поскольку специалист изучает изображение, полученное благодаря стороннему световому лучу, отразившемуся от предмета исследования. Условно говоря, это один и тот же поток света, но при нем объект освещен при помощи одного луча, а построение картинки осуществляется уже благодаря другому лучу.

И первый и второй способы освещения можно соединить в конструкции микроскопа – тогда мы получим агрегат вышеупомянутого проходящего и отраженного освещения. Таким путем оборудуют универсальные модели.

Схема построения картинки на экране

Метод получения изображения напрямую зависит от физико-химических проявлений, возникающий под действием освещения на предмет изучения либо средство, приготовленное под микроскопом. Не исключено, что форма и свойства луча света могут меняться. Исходя их этого, модели бывают:

• светлого поля (воспроизводят темное изображение). Как правило, в них свет проходит прямо, но может изменять длину волны благодаря разноцветным, стеклянным широкополосным фильтрам. Изредка применяются узкие, интерференционные световые фильтры;
• темного поля (строят светлую картинку или его яркие очертания). Свет в них бывает проходящим или отраженным.

В первом варианте луч перекрывается до попадания на предмет изучения. А во втором – поток пересекает диафрагму кольцевого типа, в которой непрозрачный диск перекрывает выходной оптический зрачок в объективе;

• фазового контраста. Главное преимущество этого вида микроскопов в том, что с их помощью можно воспроизвести качественные контрастные темные картинки бесцветных клеток;
• иммерсионные (по типу объектива). Такие микроскопы активно применяются в биологических и медицинских работах для изучения предметов слабой контрастности. Они позволяют детализировать и изучить темное трехмерное изображение на светлом поле, которое имеет ярко выраженный, светящийся контур. При темном поле картинка, соответственно, инвертируется.

Луч света в таких моделях зачастую перекрывается постепенно – на первом этапе освещение, которое еще не успело добраться до предмета лабораторного анализа, а на втором – прошедший через объект свет ослаблено затемняется. В то же время световое кольцо пронзает предмет исследования и далее идет через полупрозрачное оптическое кольцо.

На деле в практике такие сложные модели узкой специфики нужны далеко не всегда. К тому же, контрастность исследуемого предмета легко повысить в конденсоре. Производители оборудования вполне могли бы создавать съемный элемент или сменные объективы для создания фазового контрастирования.

Впрочем, сегодня благодаря появлению нового конструкторского модульного принципа, о проблемах унификации оборудования можно забыть. Ведь модульная система позволяет легко заменять любые элементы и дает возможность значительно увеличить функционал разных моделей. Например, базовый тип микроскопа падающего или отраженного освещения получает возможность контрастировать картинку на экране, чтобы удовлетворить потребности специалиста и решить поставленную задачу;

• люминесцентные. Есть в линейке агрегатов и такие узкоспециализированные версии. Они тоже имеют модульный тип построения, но выделяются в отдельную группу благодаря методам исследования при наличии большого числа конструкционных элементов и деталей. И это не включая сменные объективы и конденсор для выразительного изображения предмета. В таких устройствах можно наблюдать за свечением объекта исследования на темном поле.

  Как правило, волна света в люминесцентных моделях микроскопов попадает на предмет изучения, а картинка строится уже в другом световом луче. Узкие, интерференционные фильтры позволяют выделить отдельные области;

• поляризационные. С их помощью на светлом или темном поле строится цветная, контрастная картинка высокой четкости.

  Световой поток в этих устройствах проходит через предмет благодаря поляризатору и трансформируется в линейно-поляризованное освещение. Благодаря этому, выделяются объекты общей структуры, отличные по свойствам среды. В последнее время подобные модели разрабатываются исключительно светлопольными;

• интерференционные, и дифференциально-интерференционные. Это оборудование дает возможность изучать на цветном поле яркое контрастное трехмерное изображение того же оттенка, что и поле, но с выраженными контурами.

  Поляризованное освещение в этих моделях, проходя через объект, превращается в линейно-поляризованный луч благодаря особой призме (либо иному конструкционному элементу) и анализатору. Таким образом строится 3D-изображение (насколько позволяет глубина резкости оптической системы) в цвете высокой контрастности. При этом, анизотропные объекты структуры, отличные по свойствам, не выделяются. Интерференционные микроскопы могут работать как автономно, так и как модули других моделей техники;

• инфракрасные и УФ-микроскопы. В них свет и изучение предмета производится благодаря электронно-оптическим преобразователям, которые находятся за пределами спектра (ниже 400 и более 700 нм).

  Данную классификацию можно одинаково применить к плоскопольным прямым, перевернутым или стерео-моделям, а также к устройствам проходящего освещения и отраженного светового луча.

Методика наблюдения, фиксации и анализа объекта

Обычные микроскопы, которые фиксируют картинку и анализируют ее глазами специалиста благодаря дополнительным сменным модулям, позволяют проецировать фото объекта на дисплей компьютера и документировать его на пленке.

Фотографические микроскопы имеют особую систему с автоматическими настройками. В них может осуществляться передача картинки на телевизионный экран или монитор, видеозапись наблюдения или документирование в виде фотофиксации.

Фиксированию и передачи картинки способствует наличие анализаторов – это целый комплекс модулей, благодаря которым через аналоговую камеру или «цифру» изображение передается на компьютер и обрабатывается в специальной программе для последующего изучения.

Есть также проекционные модели лабораторного оборудования, в которых картинка передается на особый экран, а окулярная система анализа вовсе отсутствует. При помощи мультимедиа-проектора в них достигается максимально возможная степень качества изображения.

Еще один вид исследовательской техники – так называемые микроскопы сравнения. Благодаря их оптике, в одном фрагменте объединяются картинки с разных приборов, располагаясь рядом или одна поверх другой. Так, к примеру, вычисляют родство по ДНК.

Спектрофотомеры также несут определенную миссию – с их помощью можно мерить оптическую плотность, светопропускание и отражение части предмета анализа в видимом диапазоне 300-700 нм. Такая возможности достигается благодаря особым фотометрическим модулям и умножителям, диафрагме, которая ограничивает участок исследования предмета, и монохроматору, который посылает световой луч конкретной длины.

Стремительное развитие научной мысли и прогресс в мире технологий неизменно приводит к модернизации такого оборудования, практически приводя качество получаемых изображений к тем, что формируют электронные модели микроскопов. Нередко в среде специалистов можно услышать о лазерном микроскопе с эффектом сканирования объекта, конфокальной модели, наноскопе или туннельном варианте этой техники. Такие устройства работают по принципу многослойного сканирования лазерным или минимальным световым лучом. Высокая точность объемной картинки достигается благодаря точечному шагу, который может составлять десятые, сотые и тысячные доли микрона. Сканирующий луч формируют сообща оптическая и механическая системы оборудования, а также электронная составляющая, из-за чего такие приборы очень сложны по своей конструкции и требуют повышенного внимания во время создания таких видов техники.

Надеемся, данная статья ответила на все ваши вопросы и поможет определиться с типом микроскопа, учитывая особенности разнообразных моделей. Эта научная область так широка и многогранна, что можно рассуждать об исследовательских приборах бесконечно долго. Мы стараемся не утомить вас сведениями, и одновременно предоставить исчерпывающую информацию для того, чтобы вы выбрали нужную модель.

Чтобы проще воспринять такой массив данных, попробуйте представить себе классификацию агрегатов в виде стандартных программ современной цифровой фотокамеры. Используя режимы панорамы, макросъемки, инвертированного изображения, вы получаете удивительную картинку с разных ракурсов и в разном разрешении. То же самое происходит в микроскопии благодаря сменным элементам и модулям. Разве это не «золотое дно» для мастера, который может украсить любое фэнтези графическими эффектами? Смелее выбирайте агрегат и погружайтесь в невероятный мир микроскопических исследований вместе с нами! И не забывайте высылать нам фотографии, сделанные Вами, которые мы с радостью опубликуем на сайте "PodMikroskopom.ru".