Новости

Микроскопия: метод темного поля

Метод темного поля в основном используется для изучения в проходящем свете прозрачных неабсорбирующих объектов, которые невозможно наблюдать методом светлого поля. Чаще всего – биологических, например бактерий и простейших. В отраженном свете можно также изучать и непрозрачные образцы, например шлифы металлов.

Принцип работы следующий. Свет от осветителя проходит через специальный конденсор темного поля, который формирует пучок лучей в виде полого конуса и направляет его на исследуемый препарат. Основная часть лучей проходит мимо объектива, а изображение формируется только светом, рассеянным неоднородной структурой образца. В поле зрения микроскопа на темном фоне отображаются светлые участки структуры препарата и крупные частицы со светлыми краями, имеющие отличный от окружающей среды показатель преломления.

Для проведения исследований в темном поле необходимо использовать микроскопы особой конструкции или специальные темнопольные конденсоры, которые устанавливаются на место штатного конденсора.

Недостатки и преимущества исследований по методу темного поля

Как и любой метод исследований, темнопольная микроскопия имеет свои преимущества и недостатки.

Основной плюс этого метода – возможность работать с прозрачными объектами, которые нельзя наблюдать в светлом поле. А недостатки определяются физическими ограничениями.

Во-первых, это необходимость использовать очень мощные источники света, которые зачастую могут повредить образец. Это связано с тем, что для формирования изображения используется малая часть исходного света, а большая его часть не попадает в объектив. Но, например, при работе с мощным лазерным освещением препарат можно просто-напросто случайно сжечь.

Во-вторых, апертура конденсора должна быть существенно выше апертуры объектива микроскопа, что сильно сказывается на разрешающей способности последнего. Максимальное значение апертуры объектива для работы по методу темного поля может составлять 1,2, а зачастую и того меньше – 0,8. Для сравнения, этот же показатель у светопольного объектива может достигать 1,45.

В-третьих, для работы по методу темного поля нельзя использовать толстые предметные стекла. При большой толщине предметного стекла невозможно получить правильное освещение образца, так как фокус конденсора смещается с препарата внутрь стекла. Например, с конденсором темного поля ОИ-13 можно использовать только стекла толщиной не более 1,2 мм.

В-четвертых, по получаемому изображению нельзя ничего сказать о прозрачности частиц образца и о том, какой показатель преломления они имеют.

На первый взгляд может показаться, что метод темного поля проигрывает исследованиям в светлом поле, однако это не совсем так. Не стоит забывать, что прозрачные образцы невозможно исследовать в светлом поле. Кроме того, каждый из этих методов выделяет разные особенности образца. Светлопольная микроскопия делает видимыми резкие переходы и крупные элементы, которые отбрасывают тени, а плавные изменения лучше отражает метод темнопольной микроскопии.

Конденсор темного поля: особенности и порядок работы

Конденсор темного поля – это элемент осветительной системы микроскопа, представляющий собой систему линз. Он устанавливается в том случае, когда планируются исследования по методу темного поля. Задача конденсора – собрать максимальное количество света от источника освещения и направить его на исследуемый образец. Конденсор способен значительно усиливать освещенность препарата, за счет фокусировки на нем в том числе и тех лучей, которые при отсутствии конденсора прошли бы мимо препарата.

Типовая схема устройства представлена на изображениях выше (конденсор темного поля ОИ-13). Сферическое зеркало (1) склеено с линзой-кардиоидой (2) и вставлено в оправу (3). Вся конструкция помещена в цилиндр (4) и закреплена в корпусе конденсора (5). При помощи винтов настройки (6) можно корректировать местоположение конденсора относительно поля зрения микроскопа. Конденсор считается идеально отцентрированным в том случае, если при отсутствии образца в выходном зрачке объектива не видно света.

Размещается конденсор между источником освещения и предметным столиком таким образом, что последний соприкасается с верхней линзой конденсора.

Для проведения наблюдений по методу темного поля необходимо:

1. Выбрать окуляр и объектив микроскопа, подходящие для наблюдения.
2. Настроить освещение.
3. Заменить штатный конденсор микроскопа на конденсор темного поля и убедиться, что он надежно закреплен стопорным винтом.
4. Нанести на верхнюю поверхность линзы конденсора 1–2 капли иммерсионной жидкости и проверить, что жидкость не содержит пузырьков воздуха.
5. Закрепить на предметном столике образец для исследований. Желательно использовать предметное стекло толщиной до 1,2 мм.
6. Переместить конденсор так, чтобы иммерсионная жидкость покрыла всю площадь контакта между предметным столиком и верхней линзой конденсора.
7. При помощи винтов отрегулировать положение конденсора относительно объектива таким образом, чтобы наблюдаемое в поле зрения микроскопа световое пятно стало минимальным или исчезло вовсе.
8. Сфокусировать микроскоп на исследуемом образце. Вы должны наблюдать эффект темного поля: светлые участки объекта на темном поле. При отсутствии образца на предметном столике в выходном зрачке объектива не должно быть видно света.
9. Микроскоп готов к проведению наблюдений по методу темного поля.

Особенности эксплуатации

Как и любой прибор с оптической схемой, конденсор темного поля требует очень бережного отношения. Любой удар может повредить внутреннюю линзовую систему, а неаккуратное движение — оставить царапины на оптических поверхностях. Поэтому конденсор рекомендуется устанавливать на микроскоп только для проведения исследований, а в остальное время хранить в защищенном футляре. Пыль, грязь и жир следует удалять ватой или мягкой тряпочкой, слегка смоченной ксилолом или бензином. Если вы впервые приобретаете конденсор, рекомендуем при его получении проверить сохранность упаковки и наличие пломб. Обычно на корпусе выгравированы шифр, показатель апертуры, товарный знак изготовителя и порядковый номер изделия.

Обратите внимание, что темнопольный конденсор не рассчитан на эксплуатацию при отрицательных температурах, оптимальный температурный диапазон составляет от +10 до +35 °C, поскольку преломляющие свойства иммерсионной жидкости меняются за пределами указанного температурного диапазона.

В интернет-магазине «Четыре глаза» вы можете выбрать и купить темнопольный микроскоп, а также конденсор темного поля.