• Banner podstrona

Artykuły

Przegląd wariantów oświetlenia preparatu w mikroskopach stereoskopowych firmy Leica

 

W wielu dziedzinach biologii, medycyny czy weterynarii istnieje potrzeba dostrzeżenia w całych obiektach lub ich częściach szczegółów słabo zauważalnych lub zgoła niewidocznych gołym okiem, przy jednoczesnej możliwości manipulacji obiektem. Idealnym rozwiązaniem w takich wypadkach jest mikroskop stereoskopowy.

Stereomikroskop to dwa mikroskopy połączone równolegle lub pod ściśle określonym kątem. Do każdego oka obserwatora przechodzi z okularu nieco inny obraz. Różnice między obrazami są wykorzystywane przez mózg jako dodatkowe informacje o obiekcie, dzięki czemu możliwe jest wytworzenie przez mózg obrazu trójwymiarowego.

 

Źródło światła

Jednym z najważniejszych warunków udanej obserwacji jest właściwe oświetlenie obiektu. Jako źródło światła służą zwykle lampy halogenowe lub diody LED.

Lampy halogenowe oryginalnie emitują światło o żółtym zabarwieniu. Aby zapobiec przekłamaniu barw podczas obserwacji, konieczne jest zastosowanie filtra odcinającego część widma. Dzięki temu zabiegowi uzyskuje się oświetlenie neutralne dla oka obserwatora.

Żywotność lampy halogenowej szacuje się na okres do 5 000 godzin pracy; po tym czasie zachodzi konieczność wymiany lampy.

Przy rozważaniu lampy halogenowej jako oświetlenia w mikroskopie stereoskopowym należy także wziąć pod uwagę fakt, iż znaczna część energii dostarczanej do lampy przetwarzana jest na ciepło, przez co może dochodzić do nadmiernego wysuszania niektórych preparatów.

Mimo wymienionych niedogodności lampy halogenowe są godnym polecenia źródłem światła do stereomikroskopów ze względu na stały strumień i temperaturę emitowanego światła oraz stosunkowo niską cenę.

W ostatnich latach coraz częściej w oświetleniu stereo mikroskopowym stosuje się diody LED. Emitują one światło białe o lekko niebieskim zabarwieniu, bez potrzeby stosowania dodatkowych filtrów. Cechuje je także duża żywotność – 50 000 godzin pracy – uznawana za wystarczającą do zapewnienia oświetlenia przez cały okres użytkowania stereomikroskopu.

Niebezpieczeństwo wysuszenia preparatu nie występuje, ponieważ diody LED nie nagrzewają się w czasie pracy.

Główną wadą diod LED jest ich stosunkowo wysoki koszt, który jednak warto ponieść biorąc pod uwagę mnogość zalet tego oświetlenia.

Sposób oświetlenia preparatu

Obok odpowiedniego źródła światła o efektach obserwacji za pomocą mikroskopu stereoskopowego decyduje też sposób oświetlenia obiektu. W Firma Leica oferuje szeroki wachlarz rozwiązań, zarówno w obszarze oświetlania światłem przechodzącym, jak i światłem odbitym.

Światło przechodzące

Obserwacje w świetle przechodzącym, w zależności od charakterystyki obiektu, można prowadzić w jasnym polu, ciemnym polu lub w kontraście Rottermanna™.

Podczas obserwacji w jasnym polu źródło światła znajduje się centralnie pod preparatem, a promienie przechodzące prostopadle przez preparat trafiają do obiektywu. W efekcie otrzymuje się obraz w barwach naturalnych na białym tle.

Ten sposób oświetlenia to dobry wybór w przypadku preparatów półprzezroczystych lub przezroczystych.

Obserwacji w ciemnym polu dokonuje się gdy ważne dla obserwatora jest uzyskanie wyraźnych konturów obiektu. Tak jak przy obserwacji w jasnym polu, źródło światła znajduje się pod preparatem, jednak promienie prostopadłe do obiektu są blokowane przez barierę umiejscowioną między źródłem światła a preparatem. Obiekt jest zatem oświetlony ukośnie od spodu, co pozwala na wyostrzenie i podkreślenie jego konturów. W efekcie uzyskuje się obraz preparatu i wyraźnych, jasnych konturach na ciemnym tle.

Obserwacji w ciemnym polu dokonuje się na preparatach o niskim kontraście, na przykład przy sekcjach anatomicznych i histologicznych.

Kontrast Rottermanna™ osiąga się poprzez redukcję natężenia światła o 50-90% i przesunięcie źródła światła w dół lub górę pola obserwacji. Jednostronne, ukośne podświetlenie podkreśla zakrzywienia powierzchni, a przez to trójwymiarowość obiektu. Kierunek przesunięcia światła jest istotny, gdyż wpływa na efekt wizualny obserwacji.

Redukcja nasilenia światła odbywa się przez zamknięcie jednej z dwóch klapek zamontowanych pomiędzy preparatem a źródłem światła: zamknięcie górnej klapki, a tym samym dolne oświetlenie preparatu skutkuje wrażeniem wypukłości jego powierzchni, podczas gdy przy zamknięciu dolnej klapki i tym samym górnym oświetleniu obiekt wydaje się obserwatorowi wklęsły.

Kontrast Rottermanna™ jest dobrym rozwiązaniem w przypadku preparatów półprzezroczystych i nieprzejrzystych.

Ten system oświetlenia jest dostępny jedynie w ofercie firmy Leica.

 warianty oswietlenia 1  warianty oswietlenia 2  warianty oswietlenia 3
Jasne pole Ciemne pole Kontrast Rottermanna ™

Światło odbite

Oświetlenie światłem odbitym można podzielić pod względem trzech kryteriów: stopnia rozproszenia światła (oświetlenie punktowe lub rozproszone), liczby źródeł światła (jedno-, dwu- lub wielopunktowe) oraz umiejscowieniem ich względem obserwowanego obiektu (górne lub boczne).

W oświetleniu punktowym wiązki światła kierowane bezpośrednio na preparat mogą być prowadzone prostopadle do preparatu lub pod kątem. Wiązka prostopadła do obiektu pozwala wykryć nierówności i ubytki na płaskich powierzchniach, podczas gdy dwie lub cztery wiązki poprowadzone w niewielkim odchyleniu od linii prostopadłej pozwalają na badanie zagłębień w preparacie, trudnych do obserwacji przy wyborze innego oświetlenia.

Duży wachlarz możliwości daje oświetlenie typu „gęsia szyja”, gdzie dwa oświetlacze LED umieszczone są na elastycznych wysięgnikach. To rozwiązanie umożliwia wykorzystanie jednego lub dwóch źródeł światła oraz ustawienie go w dowolnie wybranym przez obserwatora miejscu, mogąc zastąpić zarówno oświetlenie bliskie do prostopadłego w stosunku do preparatu, jaki i boczne, które pozwala uzyskać duży kontrast obrazu oraz wykryć drobne struktury na próbce.

 warianty oswietlenia 4  warianty oswietlenia 5  warianty oswietlenia 6
Oświetlenie typu
"gęsia szyja" 
Igły rozmarynu
oświetlone punktowo 
Szyszka sosny
oświetlona punktowo 

Nieskończone możliwości ustawienia oświetlenia za pomocą „gęsich szyj” są jednocześnie ich główną wadą, gdyż przy tak elastycznym rozwiązaniu trudno uzyskać taką samą konfigurację oświetlenia przy każdej obserwacji. Jako alternatywę przy oświetleniu bocznym firma Leica oferuje diody LED wbudowane w dwa lub trzy łuki z regulacją kąta i wysokości oświetlenia. Takie rozwiązanie pozwala na uzyskanie powtarzalnych wyników przy zachowanej dowolności modyfikacji ustawienia do indywidualnych potrzeb.

 warianty oswietlenia 7  warianty oswietlenia 8  warianty oswietlenia 9
Diody LED umieszczone
na łukach 
Odcisk palca na płycie CD
w ukośnym świetle 
Odcisk palca w oświetleniu
płaskim – widoczne drobiny kurzu 

Przy obserwacji wielu obiektów potrzebne jest oświetlenie jednolite, nie tworzące cieni. Taki efekt można uzyskać przy zastosowaniu pierścieni świetlnych zakładanych na obiektyw. Rozwiązanie to zapewnia jasne, homogenne oświetlenie nawet dużych obiektów i łatwy dostęp do próbki przy jednoczesnej możliwości modyfikacji oświetlenia poprzez wyłączenie określonych segmentów pierścienia (istnieje możliwość oświetlenia całością, połową, ćwiartką lub 1/8 pierścienia).

 warianty oswietlenia 10  warianty oswietlenia 11  warianty oswietlenia 12
Pierścień świetlny 
Liść
krwawnika pospolitego 
Płatek korony
cykorii podróżnik 

Jednymi z najczęstszych problemów w pracy z mikroskopem seteroskopowym są refleksy tworzone na powierzchni preparatu za przyczyną światła spoza obszaru roboczego (na przykład świetlówek świecących w pomieszczeniu, w którym znajduje się stereomikroskop). Odpowiedzią na takie problemy jest kopuła z oświetleniem. Światło w środku kopuły odbija się wielokrotnie i rozprasza, zapewniając obraz bez cieni i odbić. Jednocześnie zamknięta kopuła skutecznie eliminuje światło z zewnątrz, polepszając jakość obrazu i gwarantując stałe natężenie oświetlenia.        

 warianty oswietlenia 13  warianty oswietlenia 14  warianty oswietlenia 15
Kopuła z oświetleniem 
Folia głowicy tnącej
- jednolite, strukturalne oświetlenie 
Odnóże chrabąszcza. Złożenie
serii w osi Z w programie LAS Montage 

Mikroskopy stereoskopowe wykorzystuje się jako narzędzie badawcze w wielu dziedzinach nauki. Z tego powodu oświetlenie dostępne dla stereomikroskopów powinno jednocześnie dawać dużą swobodę modyfikacji ustawień przy jednoczesnym jego dostosowaniu do specyfiki badanych obiektów. Szeroka oferta oświetlenia firmy Leica sprosta oczekiwaniom każdego badacza, gwarantując idealne warunki obserwacji.