Светопольная микроскопия.

Устройство биологического микроскопа

и техника микроскопирования.

Устройство светового биологического микроскопа.

Все световые биологические микроскопы отечественного производства условно можно разделить на три группы: микроскопы биологические упрощенные, микроскопы биологические рабочие, микроскопы биологические исследовательские. Они предназначены для исследования препаратов в проходящем свете в светлом поле.

Принципиальное устройство биологических микроскопов практически одинаково.

В настоящем руководстве производится описание устройства и правил работы с биологическим микроскопом типа «Биомед».

Микроскоп (от греческого слова micros – малый, scopeo – смотрю) – это оптический прибор (рис.1) состоящий из трёх основных частей : механичес-кой, оптической и осветительной.

Механическая часть и осветитель. Нижняя часть штатива массивная и служит опорой микроскопа. Источником освещения света служит электрическая лампочка, вмонтированная в основание микроскопа. На боковой панели основания расположены выключатель осветителя (2) и регулятор освещения препарата (17). На штативе укреплен крестообразный столик, благодаря которому с помощью винтов препаратоводителя препараты могут перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Тубусодержатель (11) связан с основанием микроскопа неподвижно. Фокусировка препарата осуществляется с помощью макромет ри ческого (14) и микрометрического (15) винтов.

Рис.1 Общий вид микроскопа БИОМЕД-1:

1 – подложка основания; 2 - основание микроскопа с выключателем; 3 –осветитель; 4 – конденсор Аббе; 5 – предметный столик с измерительным нониусом; 6 – держатель препарата; 7 – объективы; 8 – револьверная головка; 9 – окуляры; 10 – адаптер видео/фотонасадки; 11 – тринокулярная насадка; 12 – переключатель светового потока; 13 – штатив; 14 –макрометрический винт; 15 – микрометический винт; 16 – коаксиальная ручка перемещения препарата; 17 – регулятор яркости осветителя.

Макрометрический винт служит для грубой настройки микроскопа. Для точной фокусировки пользуются микровинтом.

Правило работы с микровинтом. Полных оборотов микровинтом делать нельзя. Вначале необходима грубая настройка. Разрешается поворачивать микровинт в ту или иную сторону не более 2…4х делений (не более пол-оборота).

Отличительной особенностью микроскопа БИОМЕД - 4, которым оснащены наши микробиологические лаборатории, является его оснащенность бинокулярной насадкой, отсутствием адаптера видео/фотонасадки (10), а также переключателя светового потока (12).

В верхнюю часть тубусодержателя вставляется вместо тринокулярной бинокулярная насадка (11) с окулярами. На тубусодержателе укреплен револьвер с объективами(8).

Оптическая часть микроскопа состоит из конденсора системы Аббе с ирисовой диафрагмой, объективов и окуляров. Рукояткой (4) можно регулировать объем лучей света, падающих на препарат, за счет изменения открытого отверстия диафрагмы. Окрашенные препараты лучше рассматривать при почти полностью открытой диафрагме, неокрашенные - при уменьшенном отверстии диафрагмы. Конденсор (от лат. condenso - уплотняю, сгущаю) собирает лучи, идущие от источника через диафрагму, и направляет их на объект. С помощью винта конденсора (4), опуская его или поднимая, регулируют степень освещения препарата.

Правило работы с конденсором. При работе с большими увеличениями микроскопа конденсор должен находиться в верхнем положении. При работе с малыми увеличениями микроскопа конденсор опускают вниз.

Объектив (греч. objectum – предмет исследования) представляет собой наиболее важную часть микроскопа. Это многолинзовая короткофокусная система, от качества которой зависит в основном изображение объекта. Наружная линза, обращенная плоской стороной к препарату, носит название фронтальной, она обеспечивает увеличение. Увеличение объектива всегда обозначено на его оправе. Микроскоп БИОМЕД – 4 оснащен объективами, увеличивающими в 4, 10, и 40 (сухие) и 100 (иммерсионный) раз.

От кривизны фронтальной линзы объектива зависит его фокусное расстояние и увеличение. Чем больше кривизна фронтальной линзы, тем короче фокусное расстояние и тем больше увеличение объектива. Это необходимо помнить при микроскопировании – чем большее увеличение дает объектив, тем меньше свободное рабочее расстояние и тем ниже следует опускать его над плоскостью препарата (табл.1).

Таблица 1. Оптические данные объективов микроскопа «Биомед-4»

Система	Собственное увеличение	Числовая апертура	Фокусное расстояние, мм	Свободное рабочее рас- стояние, мм
Сухая	4х	0,10	21,61	10,20
Сухая	10х	0,20	15,50	6,20
Сухая	40х	0,65	4,35	0,40
Масляная иммерсия	100х	1,25	1.35	0,12

Остальные линзы в системе объектива выполняют преимущественно функции коррекции оптических недостатков, возникающих при исследова-нии объектов. Как известно, изображение, получаемое при помощи линз, обладает рядом недостатков – аберраций. Наиболее существенные – сферическая и хроматическая аберрации. Первая проявляется в невозможности одновременной фокусировки всего поля зрения, вторая связана с разложением белого света на спектр, в результате чего изображение преобретает радужную окраску. Объективы, у которых сферическая и хроматическая аберрации скоррегированы не полностью, называются ахроматами. Они содержат до шести линз и дают изображение наиболее резкое в центре. Края поля зрения при использовании ахроматов бывают окрашены в разные цвета спектра. Ахроматы широко распространены вследствие своей простоты и дешевизны.

Более совершенные объективы – апохроматы. Хроматическая погрешность в них почти в 10 раз меньше, чем у ахроматов. Апохроматы обеспечивают более равномерную резкость изображения. На их оправе имеется обозначение «Апохр». Полностью устраняют искривление поля зрения планахроматы. Эти объективы применяют главным образом при микрофотографировании.

Кроме того, объективы делятся на сухие и иммерсионные. Сухими называются объективы, при работе с которыми между фронтальной линзой и рассматриваемым предметом находится воздух. Вследствие того, что лучи света проходят среды с различными показателями преломления (покровное стекло и воздух), часть их отклоняется и не попадает в объектив. Иммерсионными (от лат. immersion – погружаю) называются объективы, фронтальная линза которых при работе погружается в нанесенную на препарат каплю жидкости с показателем преломления, близким к показателю преломления стекла.

Окуляр (от лат. oculus – глаз) состоит из двух линз –- глазной (верхней) и собирательной (нижней). Окуляр служит для рассмотрения изображения предмета, даваемого объективом. Увеличение объективов указано на их оправе. В комплект к микроскопам типа БИОМЕД-4 входит объектив с увеличением 10х.

Микроскоп БИОМЕД-4 снабжен бинокулярной насадкой, которая имеет собственное увеличение (около 1,5х) и снабжена коррекционными линзами. Бинокулярной насадкой следует пользоваться при длительной работе с микроскопом. Корпус насадки может раздвигаться в пределах 55…75 мм в зависимости от расстояния между глазами наблюдателя. Работа с бинокулярной насадкой улучшает видимость объекта, снижает яркость изображения и тем самым сохраняет зрение.

Основные технические характеристики микроскопа

Общее увеличение микроскопа – определяется произведением увеличения объектива на увеличение окуляра. Так общее увеличение, которое позволит максимально увеличить объект при использовании микроскопа БИОМЕД-4, составит 10 х 100 = 1000 раз.

Однако общее увеличение еще не характеризует всех возможностей микроскопа. Увеличенное изображение может оказаться как четким, так и нечетким.

Отчетливость получаемого изображения определяется разрешающей способностью микроскопа, т.е. той наименьшей величиной объектов или их деталей, которые можно увидеть с его помощью. Следовательно, чем меньше размер частицы, видимой в микроскоп, тем больше его разрешающая способность.

Пользуясь биологическим микроскопом, можно рассмотреть предмет размером не менее 0,2мкм ¹.

Порядок работы со светопольным микроскопом

Обращение с микроскопом требует навыков, поэтому, приступая к работе с ним, необходимо усвоить основные правила пользования микроскопом.

1. На рабочем столе микроскоп БИОМЕД помещают ручкой от себя, на расстоянии 3…5 см от края стола. Перед началом работы следует осторожно мягкой тканью, пропитанной капелькой этилового спирта, потереть фронтальные линзы объективов.

2. Устанавливают правильное освещение поля зрения микроскопа. Для этого, включают осветитель. С помощью револьвера ставят в рабочее положение объектив с увеличением 4х. Легкий упор и звук щелчка пружины револьвера свидетельствует о том, что объектив установлен по оптической оси. Макрометрическим винтом опускают объектив на расстояние 0,5…1,0 см от предметного столика. Полностью открывают ирисовую диафрагму и поднимают конденсор вверх до упора. При правильной установке поле зрения микроскопа будет иметь форму хорошо и равномерно освещенного круга. При микроскопировании окрашенных препаратов верхняя линза конденсора должна находиться на уровне предметного столика. При просмотре неокрашенных препаратов желаемую степень освещения регулируют, слегка опустив конденсор и

-------------------------------------------------------------------------------------------------

¹ Микрометр – тысячная доля миллиметра (0,001 мм)

прикрыв ирисовую диафрагму.

Правила работы с сухими объективами.

Приготовленный препарат помещают и закрепляют с помощью держателя (6) на предметном столике. Сначала препарат рассматривают с объективом 10х, а затем переходят к большим увеличениям. Необходимо помнить, что чем меньше увеличение объектива, тем больше при установке препарата на фокус будет свободное рабочее расстояние (расстояние между объективом и препаратом).

С помощью сухого объектива с увеличением 10х просматривают несколько полей зрения. Передвигают предметный столик с помощью ручки перемещения препарата (16). Нужный для исследования участок препарата устанавливают точно в центре поля зрения. Вращением револьвера переводят объектив с увеличением 40х. Наблюдая сбоку, макрометрическим винтом поднимают предметный столик почти до соприкосновения с препаратом (не касаясь его). Затем, смотря в окуляр, тем же винтом очень медленно опускают столик до появления изображения изучаемых объектов. После этого вращением микрометрического винта в ту или другую сторону (но не более чем на 2…4 деления) производят его точную фокусировку. Если при повороте микровинта на 2…4 деления (пол-оборота) в ту или иную сторону изображение не найдено, снова возвращаются к поиску изображения с использованием макрометрического винта, а затем переходят к работе с микрометрическим винтом. При смене объективов необходимо регулировать степень освещения препарата с помощью конденсора. Так, при просмотре препарата с объективом 10х конденсор опускают, а при переходе на объектив 40х конденсор несколько поднимают.