Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Немає перевірених версій цієї сторінки ймовірно її ще не перевіряли на відповідність правилам проекту Олієзанурна мікрос

Олієзанурна мікроскопія

Олієзанурна мікроскопія
Немає цієї сторінки; ймовірно, її ще не перевіряли на відповідність правилам проекту.

Олієзанурна мікроскопія — техніка, яка використовується для підвищення роздільної здатности мікроскопа. Це досягається зануренням як лінзи об’єктива, так і зразка в прозору олію з високим показником заломлення, збільшуючи  лінзи об’єктива.

image
Принцип олієзанурної мікроскопії. Промені у середовищі занурення (жовтий, ліва половина) і поза ним (права половина). Промені (чорний), що виходять від об’єкта (червоний) під певним кутом і проходять крізь покривне скло (помаранчевий, як і предметне скло внизу), можуть потрапити в об’єктив (темно-синій) лише за умов занурення. В іншому випадку заломлення на межі накриття-скло-повітря призводить до того, що промінь не потрапляє в об’єктив і інформація про нього втрачається
image
Олійні об’єктиви зовні виглядають як звичайні об’єктиви

Без олії світлові хвилі відбиваються від предметного скла через покривне скло, через повітря та в об’єктив мікроскопа. Якщо хвиля не виходить під кутом 90 градусів, вона згинається, коли натрапляє на нову речовину, ступінь вигину залежить від кута. Це спотворює зображення. Повітря має дуже різний показник заломлення від скла, що робить більший вигин порівняно з олією, яка має показник, більш подібний до скла. Спеціально виготовлена ​​олія може мати майже такий самий показник заломлення, як і скло, що робить занурену в олію лінзу майже такою ж ефективною, як зі скла. Занурні олії — прозорі, які мають специфічні оптичні та в’язкісні характеристики, необхідні для використання в мікроскопії. Типові олії, що використовуються, мають показник заломлення близько 1,515 . Олійний об’єктив — лінза об’єктива, спеціально розроблена для такого використання. Багато конденсорів також забезпечують оптимальну роздільну здатність, коли лінзу конденсора занурюють в олію.

Причини використання

Лінзи реконструюють світло, розсіяне об'єктом. Щоб успішно досягти цієї мети, в ідеалі потрібно зібрати всі порядки дифракції. Це пов’язано з кутом розкриття лінзи та її показником заломлення. Роздільна здатність мікроскопа визначається як мінімальна відстань, необхідна між двома досліджуваними об’єктами, щоб мікроскоп міг розпізнати їх як окремі об’єкти. Ця мінімальна відстань позначена δ. Якщо два об’єкти розділені відстанню, меншою за δ, вони виглядатимуть у мікроскопі як один об’єкт. Міра роздільної здатности, RP, лінзи визначається її числовою апертурою, NA:

image


де λ – довжина хвилі світла. З цього зрозуміло, що хороша роздільна здатність (мале δ) пов'язана з високою числовою апертурою. Числова апертура лінзи визначається як

image

де α 0 — це половина кута, охопленого лінзою об’єктива, що видно зі зразка, а n — показник заломлення середовища між лінзою та зразком (≈1 для повітря). Сучасні об’єктиви можуть мати числову апертуру до 0,95. Оскільки sin α 0 завжди менше або дорівнює одиниці, числова апертура ніколи не може бути більшою за одиницю для повітряної лінзи об’єктива. Проте, якщо простір між лінзою об’єктива та зразком заповнений олією, числова апертура може отримати значення, що перевищують одиницю. Це пояснюється тим, що олія має показник заломлення більше 1. Оскільки матеріали зазвичай мають показник заломлення (дисперсію), що залежить від довжини хвилі, для простішого опису зазвичай дається лише показник заломлення на певній довжині хвилі. Зазвичай це ne, значення при 546,1 nm (е-лінія, ртуті), або nD, при 589,3 nm (натрієва D-лінія). Наприклад:

  • повітря: nD=1,000293;
  • вода: ne=1,33;
  • гліцерин: n=1,47;
  • стандартна олія Zeiss: ne=1,5180, nD=1,5151;
  • накривне скло: ne=1,5255, nD=1,5230.

Показник заломлення повітря - теоретичне NA 1 (при sin α = 1, що відповідає куту діафрагми 2α 180°), а на практиці NA становить 0,95 (кут діафрагми 144°). Для олійної лінзи з числовою апертурою NA = 1,4 з показником заломлення 1,518 застосовується наступне: 1,4 = 1,518 sin α. З цього випливає кут розкриття 2α 134°. Для "сухої" лінзи з NA = 0,95 максимальна роздільна здатність 0,61 × 500 нм / 0,95 = 321 нм досягається на довжині хвилі 500 нм у флуоресцентній мікроскопії. Для олійної лінзи NA = 1,4 результат становить 0,61 · 500 нм / 1,4 = 217 нм. Як згадувалося, NA = 0,95, вибране в цьому прикладі, є максимально можливим для "сухих" лінз. З NA 0,5 лінзи це призведе до: 0,61 x 500 нм / 0,5 = 610 нм.

Історія

Ще у 1678 році в книзі Роберта Гука «Мікроскопіум» обговорювалося використання рідини для уніфікації показника заломлення оптичного шляху, завдяки чому можна отримати чіткіші та яскравіші зображення. Подальші згадки про занурну мікроскопію можна знайти в 1812 році у Девіда Брюстера і приблизно в 1840 році — у Джованні Батісти Амічі. Амічі створив сочки з анісовою олією, яка має показник заломлення, подібний до показника скла. Однак, оскільки на той час предметні стекла були дуже дорогими, занурення в олію спочатку не прижилося, і Амічі перейшов на занурення у воду. У 1853 році він сконструював першу водяну лінзу, яку представив у Парижі в 1855 році.

У 1858 році Роберт Толлес (1822—1883) виготовив лінзу зі змінними передніми шкельцями: одна для використання під час занурення у воду, а інша — для «сухого» спостереження. У 1873 році він створив дуже відому «лінзу 1/10». У 1859 році Едмунд Хартнак представив свій перший водний об'єктив, у який він вперше вбудував коригувальне кільце. Його об'єктиви вважалися найліпшими свого часу, і він зміг продати близько 400 з них протягом наступних п'яти років. Ернст Гундлах (1834—1908) на Паризькій всесвітній виставці в 1867 році представив перший гліцериновий об'єктив із можливістю використовувати досліджуване середовище з вищим показником заломлення, ніж вода.

У 1871 році Толлес представив свій «бальзам», який мав такий самий показник заломлення, як лінзове скло. У 1873 році він зробив трискельцеву лінзу для «однорідного занурення» з бальзамом, яка досягла числової апертури 1,25. Однорідне занурення означає, що показник заломлення між конденсором, зразком і об'єктивом не змінюється, тобто він однаковий для використовуваних шкелець і для занурної рідини. Майже одночасно він представив гліцеринову лінзу, яка мала числову апертуру 1,27.

З 1877 року Карл Цайс виробляв лінзи для однорідного занурення, розроблені Ернстом Аббе. У 1878 році Аббе опублікував статтю в журналі Королівського мікроскопічного товариства, описуючи відповідну оптику та вказуючи, що однорідне занурення дозволяє отримати максимальну теоретично досяжну апертуру.

Об'єктиви з олією

image
Олієзанурна мікроскопія

Олія між зразком і лінзою об’єктива поліпшує роздільну здатність у 1/ n разів. Олійні об’єктиви використовуються лише при дуже великих збільшеннях, які вимагають високої роздільної здатности. Об'єктиви з великим збільшенням мають короткі фокусні відстані, що полегшує використання олії. Жир наносять на зразок і піднімають предметний столик, занурюючи в олію об’єктив. (В інвертованих мікроскопах олія наноситься на об’єктив). Показники заломлення олії та скла в першому елементі лінзи майже однакові, а це означає, що заломлення світла при попаданні в лінзу буде невеликим (олія та скло з погляду оптики дуже схожі). Занурення в олію, як правило, можна використовувати лише для закріплених зразків, інакше поверхневий натяг олії може зрушити покривне шкельце.

Спеціальні олії

До розробки синтетичних олій у 1940-х роках широко використовувалася олія кедрового дерева. Вона має показник заломлення приблизно 1,516. Числова апертура об'єктивів з кедровою олією зазвичай становить близько 1,3. Проте кедрова олія має низку недоліків: вона поглинає синє та ультрафіолетове світло, жовтіє з віком, має достатню кислотність, щоб потенційно пошкодити об’єктиви при повторному використанні (через дію на цемент, який використовується для з’єднання сочок), а розведення розчинником змінює його в’язкість, показник заломлення та дисперсію. Кедрову олію необхідно видалити з об’єктива одразу після використання, перш ніж вона затвердіє, оскільки видалення затверділої кедрової олії може пошкодити лінзу. У сучасній мікроскопії частіше використовуються синтетичні олії . Значення NA 1,6 можна досягти з різними оліями. Синтетичні олії не твердіють на лінзах і, як правило, можуть залишатися на об’єктиві протягом кількох місяців, хоча для найкращого догляду за мікроскопом ліпше видаляти олію щодня. З часом жир може потрапити в передню лінзу об’єктива або в корпус об’єктива та пошкодити його. Існують різні типи олій з різними властивостями залежно від типу мікроскопії. Типи A і B є оливами загального призначення з різною в’язкістю. Олія типу F найліпше використовувати для флуоресцентної мікроскопії при температурі 23 °C, тоді як олія типу N призначена для використання при температурі 37 °C для огляду живих клітин. Всі вони мають D 1,515, дуже схожий на кедрову олію .

Див.також

Водозанурна мікроскопія

Примітки

  1. "Microscope Objectives: Immersion Media" [Архівовано 2016-03-04 у Wayback Machine.] by Mortimer Abramowitz and , Olympus Microscopy Resource Center (website), 2002.
  2. Highlights from the History of Immersion Objectives. In: Innovation. 15, S. 16–17 (http://www.zeiss.de/content/dam/Corporate/pressandmedia/downloads/innovation_ger_15.pdf).
  3. Cargille, John (1985) [1964], Immersion Oil and the Microscope, New York Microscopical Society Yearbook, архів оригіналу за 11 вересня 2011, процитовано 21 січня 2008
  4. Labs, Cargille. About Immersion Oils. Cargille Labs (амер.). Процитовано 4 грудня 2019.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Nemaye perevirenih versij ciyeyi storinki jmovirno yiyi she ne pereviryali na vidpovidnist pravilam proektu Oliyezanurna mikroskopiya tehnika yaka vikoristovuyetsya dlya pidvishennya rozdilnoyi zdatnosti mikroskopa Ce dosyagayetsya zanurennyam yak linzi ob yektiva tak i zrazka v prozoru oliyu z visokim pokaznikom zalomlennya zbilshuyuchi linzi ob yektiva Princip oliyezanurnoyi mikroskopiyi Promeni u seredovishi zanurennya zhovtij liva polovina i poza nim prava polovina Promeni chornij sho vihodyat vid ob yekta chervonij pid pevnim kutom i prohodyat kriz pokrivne sklo pomaranchevij yak i predmetne sklo vnizu mozhut potrapiti v ob yektiv temno sinij lishe za umov zanurennya V inshomu vipadku zalomlennya na mezhi nakrittya sklo povitrya prizvodit do togo sho promin ne potraplyaye v ob yektiv i informaciya pro nogo vtrachayetsya Olijni ob yektivi zovni viglyadayut yak zvichajni ob yektivi Bez oliyi svitlovi hvili vidbivayutsya vid predmetnogo skla cherez pokrivne sklo cherez povitrya ta v ob yektiv mikroskopa Yaksho hvilya ne vihodit pid kutom 90 gradusiv vona zginayetsya koli natraplyaye na novu rechovinu stupin viginu zalezhit vid kuta Ce spotvoryuye zobrazhennya Povitrya maye duzhe riznij pokaznik zalomlennya vid skla sho robit bilshij vigin porivnyano z oliyeyu yaka maye pokaznik bilsh podibnij do skla Specialno vigotovlena oliya mozhe mati majzhe takij samij pokaznik zalomlennya yak i sklo sho robit zanurenu v oliyu linzu majzhe takoyu zh efektivnoyu yak zi skla Zanurni oliyi prozori yaki mayut specifichni optichni ta v yazkisni harakteristiki neobhidni dlya vikoristannya v mikroskopiyi Tipovi oliyi sho vikoristovuyutsya mayut pokaznik zalomlennya blizko 1 515 Olijnij ob yektiv linza ob yektiva specialno rozroblena dlya takogo vikoristannya Bagato kondensoriv takozh zabezpechuyut optimalnu rozdilnu zdatnist koli linzu kondensora zanuryuyut v oliyu Prichini vikoristannyaLinzi rekonstruyuyut svitlo rozsiyane ob yektom Shob uspishno dosyagti ciyeyi meti v ideali potribno zibrati vsi poryadki difrakciyi Ce pov yazano z kutom rozkrittya linzi ta yiyi pokaznikom zalomlennya Rozdilna zdatnist mikroskopa viznachayetsya yak minimalna vidstan neobhidna mizh dvoma doslidzhuvanimi ob yektami shob mikroskop mig rozpiznati yih yak okremi ob yekti Cya minimalna vidstan poznachena d Yaksho dva ob yekti rozdileni vidstannyu menshoyu za d voni viglyadatimut u mikroskopi yak odin ob yekt Mira rozdilnoyi zdatnosti RP linzi viznachayetsya yiyi chislovoyu aperturoyu NA d l 2 N A displaystyle delta frac lambda mathrm 2NA de l dovzhina hvili svitla Z cogo zrozumilo sho horosha rozdilna zdatnist male d pov yazana z visokoyu chislovoyu aperturoyu Chislova apertura linzi viznachayetsya yak N A n sin a 0 displaystyle mathrm NA n sin alpha 0 de a 0 ce polovina kuta ohoplenogo linzoyu ob yektiva sho vidno zi zrazka a n pokaznik zalomlennya seredovisha mizh linzoyu ta zrazkom 1 dlya povitrya Suchasni ob yektivi mozhut mati chislovu aperturu do 0 95 Oskilki sin a 0 zavzhdi menshe abo dorivnyuye odinici chislova apertura nikoli ne mozhe buti bilshoyu za odinicyu dlya povitryanoyi linzi ob yektiva Prote yaksho prostir mizh linzoyu ob yektiva ta zrazkom zapovnenij oliyeyu chislova apertura mozhe otrimati znachennya sho perevishuyut odinicyu Ce poyasnyuyetsya tim sho oliya maye pokaznik zalomlennya bilshe 1 Oskilki materiali zazvichaj mayut pokaznik zalomlennya dispersiyu sho zalezhit vid dovzhini hvili dlya prostishogo opisu zazvichaj dayetsya lishe pokaznik zalomlennya na pevnij dovzhini hvili Zazvichaj ce ne znachennya pri 546 1 nm e liniya rtuti abo nD pri 589 3 nm natriyeva D liniya Napriklad povitrya nD 1 000293 voda ne 1 33 glicerin n 1 47 standartna oliya Zeiss ne 1 5180 nD 1 5151 nakrivne sklo ne 1 5255 nD 1 5230 Pokaznik zalomlennya povitrya teoretichne NA 1 pri sin a 1 sho vidpovidaye kutu diafragmi 2a 180 a na praktici NA stanovit 0 95 kut diafragmi 144 Dlya olijnoyi linzi z chislovoyu aperturoyu NA 1 4 z pokaznikom zalomlennya 1 518 zastosovuyetsya nastupne 1 4 1 518 sin a Z cogo viplivaye kut rozkrittya 2a 134 Dlya suhoyi linzi z NA 0 95 maksimalna rozdilna zdatnist 0 61 500 nm 0 95 321 nm dosyagayetsya na dovzhini hvili 500 nm u fluorescentnij mikroskopiyi Dlya olijnoyi linzi NA 1 4 rezultat stanovit 0 61 500 nm 1 4 217 nm Yak zgaduvalosya NA 0 95 vibrane v comu prikladi ye maksimalno mozhlivim dlya suhih linz Z NA 0 5 linzi ce prizvede do 0 61 x 500 nm 0 5 610 nm IstoriyaShe u 1678 roci v knizi Roberta Guka Mikroskopium obgovoryuvalosya vikoristannya ridini dlya unifikaciyi pokaznika zalomlennya optichnogo shlyahu zavdyaki chomu mozhna otrimati chitkishi ta yaskravishi zobrazhennya Podalshi zgadki pro zanurnu mikroskopiyu mozhna znajti v 1812 roci u Devida Bryustera i priblizno v 1840 roci u Dzhovanni Batisti Amichi Amichi stvoriv sochki z anisovoyu oliyeyu yaka maye pokaznik zalomlennya podibnij do pokaznika skla Odnak oskilki na toj chas predmetni stekla buli duzhe dorogimi zanurennya v oliyu spochatku ne prizhilosya i Amichi perejshov na zanurennya u vodu U 1853 roci vin skonstruyuvav pershu vodyanu linzu yaku predstaviv u Parizhi v 1855 roci U 1858 roci Robert Tolles 1822 1883 vigotoviv linzu zi zminnimi perednimi shkelcyami odna dlya vikoristannya pid chas zanurennya u vodu a insha dlya suhogo sposterezhennya U 1873 roci vin stvoriv duzhe vidomu linzu 1 10 U 1859 roci Edmund Hartnak predstaviv svij pershij vodnij ob yektiv u yakij vin vpershe vbuduvav koriguvalne kilce Jogo ob yektivi vvazhalisya najlipshimi svogo chasu i vin zmig prodati blizko 400 z nih protyagom nastupnih p yati rokiv Ernst Gundlah 1834 1908 na Parizkij vsesvitnij vistavci v 1867 roci predstaviv pershij glicerinovij ob yektiv iz mozhlivistyu vikoristovuvati doslidzhuvane seredovishe z vishim pokaznikom zalomlennya nizh voda U 1871 roci Tolles predstaviv svij balzam yakij mav takij samij pokaznik zalomlennya yak linzove sklo U 1873 roci vin zrobiv triskelcevu linzu dlya odnoridnogo zanurennya z balzamom yaka dosyagla chislovoyi aperturi 1 25 Odnoridne zanurennya oznachaye sho pokaznik zalomlennya mizh kondensorom zrazkom i ob yektivom ne zminyuyetsya tobto vin odnakovij dlya vikoristovuvanih shkelec i dlya zanurnoyi ridini Majzhe odnochasno vin predstaviv glicerinovu linzu yaka mala chislovu aperturu 1 27 Z 1877 roku Karl Cajs viroblyav linzi dlya odnoridnogo zanurennya rozrobleni Ernstom Abbe U 1878 roci Abbe opublikuvav stattyu v zhurnali Korolivskogo mikroskopichnogo tovaristva opisuyuchi vidpovidnu optiku ta vkazuyuchi sho odnoridne zanurennya dozvolyaye otrimati maksimalnu teoretichno dosyazhnu aperturu Ob yektivi z oliyeyuOliyezanurna mikroskopiya Oliya mizh zrazkom i linzoyu ob yektiva polipshuye rozdilnu zdatnist u 1 n raziv Olijni ob yektivi vikoristovuyutsya lishe pri duzhe velikih zbilshennyah yaki vimagayut visokoyi rozdilnoyi zdatnosti Ob yektivi z velikim zbilshennyam mayut korotki fokusni vidstani sho polegshuye vikoristannya oliyi Zhir nanosyat na zrazok i pidnimayut predmetnij stolik zanuryuyuchi v oliyu ob yektiv V invertovanih mikroskopah oliya nanositsya na ob yektiv Pokazniki zalomlennya oliyi ta skla v pershomu elementi linzi majzhe odnakovi a ce oznachaye sho zalomlennya svitla pri popadanni v linzu bude nevelikim oliya ta sklo z poglyadu optiki duzhe shozhi Zanurennya v oliyu yak pravilo mozhna vikoristovuvati lishe dlya zakriplenih zrazkiv inakshe poverhnevij natyag oliyi mozhe zrushiti pokrivne shkelce Specialni oliyiDo rozrobki sintetichnih olij u 1940 h rokah shiroko vikoristovuvalasya oliya kedrovogo dereva Vona maye pokaznik zalomlennya priblizno 1 516 Chislova apertura ob yektiviv z kedrovoyu oliyeyu zazvichaj stanovit blizko 1 3 Prote kedrova oliya maye nizku nedolikiv vona poglinaye sinye ta ultrafioletove svitlo zhovtiye z vikom maye dostatnyu kislotnist shob potencijno poshkoditi ob yektivi pri povtornomu vikoristanni cherez diyu na cement yakij vikoristovuyetsya dlya z yednannya sochok a rozvedennya rozchinnikom zminyuye jogo v yazkist pokaznik zalomlennya ta dispersiyu Kedrovu oliyu neobhidno vidaliti z ob yektiva odrazu pislya vikoristannya persh nizh vona zatverdiye oskilki vidalennya zatverdiloyi kedrovoyi oliyi mozhe poshkoditi linzu U suchasnij mikroskopiyi chastishe vikoristovuyutsya sintetichni oliyi Znachennya NA 1 6 mozhna dosyagti z riznimi oliyami Sintetichni oliyi ne tverdiyut na linzah i yak pravilo mozhut zalishatisya na ob yektivi protyagom kilkoh misyaciv hocha dlya najkrashogo doglyadu za mikroskopom lipshe vidalyati oliyu shodnya Z chasom zhir mozhe potrapiti v perednyu linzu ob yektiva abo v korpus ob yektiva ta poshkoditi jogo Isnuyut rizni tipi olij z riznimi vlastivostyami zalezhno vid tipu mikroskopiyi Tipi A i B ye olivami zagalnogo priznachennya z riznoyu v yazkistyu Oliya tipu F najlipshe vikoristovuvati dlya fluorescentnoyi mikroskopiyi pri temperaturi 23 C todi yak oliya tipu N priznachena dlya vikoristannya pri temperaturi 37 C dlya oglyadu zhivih klitin Vsi voni mayut D 1 515 duzhe shozhij na kedrovu oliyu Div takozhVodozanurna mikroskopiyaPrimitki Microscope Objectives Immersion Media Arhivovano 2016 03 04 u Wayback Machine by Mortimer Abramowitz and Olympus Microscopy Resource Center website 2002 Highlights from the History of Immersion Objectives In Innovation 15 S 16 17 http www zeiss de content dam Corporate pressandmedia downloads innovation ger 15 pdf Cargille John 1985 1964 Immersion Oil and the Microscope New York Microscopical Society Yearbook arhiv originalu za 11 veresnya 2011 procitovano 21 sichnya 2008 Labs Cargille About Immersion Oils Cargille Labs amer Procitovano 4 grudnya 2019

Дата публікації:
Топ