Mikroskopie tmavého pole

Mikroskopie v tmavém poli  je typ optické mikroskopie , ve které se kontrast obrazu zvyšuje registrací pouze světla rozptýleného studovaným vzorkem. Při použití metody tmavého pole jsou zaznamenány i nepatrné rozdíly v lomivosti řezů preparátu [1] . Základy metody vyvinul R. Zsigmondy v roce 1906.

Jak to funguje

Při práci metodou tmavého pole je preparát osvětlen dutým světelným kuželem, jehož apertura je větší než apertura objektivu, vstupní pupila mikroobjektivu je tedy v oblasti geometrického stínu a světlo, které prošlo bez lomu, nevstoupí do objektivu. V optické mikroskopii v tmavém poli nepravidelnosti ve vzorku rozptylují světlo a toto rozptýlené světlo vytváří obraz zkoumaného vzorku.

Charakteristickým rysem mikroskopu v tmavém poli je způsob osvětlení vzorku, které se provádí "ze strany" (zelený pruh na obrázku). Při takovém osvětlení nehomogenity přítomné ve vzorku rozptylují dopadající světlo a v mikroskopu je obraz vzorku pozorován v rozptýleném světle a „osvětlující“ světelný paprsek neproniká do objektivu. Takové osvětlení se nazývá epiiluminátor (EPI-iluminátor, EPI-mikroskop, EPI-objektivní čočka).

U průhledných objektů je možné i podsvícení, ale k odstranění „přímého pole“ je zapotřebí další úsilí: je nutné provést Fourierovu transformaci výsledného obrazu a z výsledného součtu odstranit složku odpovídající „referenční“ vlně. To lze provést například pomocí čočky a šablony pokrývající malou oblast v rovině, kde je „referenční“ světelná vlna zaostřena čočkou. Potom se pomocí druhé čočky provede inverzní Fourierova transformace a výsledný obraz se pozoruje vizuálně. V tomto případě se výrazně zvýší kontrast původního obrázku.

Speciálním případem metody tmavého pole v procházejícím světle je ultramikroskopie s osvětlením směřujícím kolmo ke směru pozorování. [2]

V mikroskopech může být použití metody tmavého pole zajištěno návrhem [3] nebo implementováno instalací přídavných zařízení, např . kondenzátoru tmavého pole OI-13 .

Výhody a nevýhody

Mikroskopie v tmavém poli je vhodná pro zobrazování živých a nezbarvených biologických vzorků, jako jsou jednotlivé vodní jednobuněčné organismy .

Hlavním limitujícím faktorem metody je, že obraz tvoří pouze malá část dopadajícího světla, proto je nutné používat dostatečně výkonné světelné zdroje, což někdy vede k poškození vzorku (dnes se k osvětlení někdy používají lasery). Metoda klade značné omezení na rozlišení systému - clona objektivů v tmavém poli je výrazně nižší než u objektivů ve světlém poli, protože by neměla překrývat ztmavenou část clony kondenzoru. Moderní tmavé kondenzory umožňují pracovat s objektivy, jejichž světelnost nepřesahuje 1,2 u systémů s olejovou imerzí a 0,8 u suchých systémů, světelnost nejlepších epiobjektivů nepřesahuje 1,15, zatímco světelnost objektivů ve světlém poli může dosáhnout hodnot 1,45.

Interpretace snímků v tmavém poli vyžaduje velkou péči, protože některé detaily, které nejsou viditelné mikroskopií ve světlém poli, jsou viditelné mikroskopem v tmavém poli a naopak. Na první pohled se zdá, že obraz získaný metodou tmavého pole je pouze negativ ve vztahu k obrazu získanému metodou světelného pole, ve skutečnosti však každá z těchto metod zviditelňuje jiné rysy vzorku. V mikroskopii ve světlém poli jsou útvary viditelné, pokud buď vytvářejí stíny, nebo mají index lomu odlišný od okolního prostředí a zároveň jsou dostatečně ostré, přičemž např. touto metodou nelze pozorovat hladké nehomogenity. ale jsou jasně viditelné na snímcích získaných metodou tmavého pole.mikroskopie.

Aplikace

Mikroskopii v tmavém poli lze využít ke studiu živých nebarvených biologických objektů – prvoků, izolovaných buněk, tkáňových kultur, ke studiu subcelulárních struktur živých nebarvených buněk [1] .

Metoda tmavého pole se v poslední době používá v osvětlovacím systému optických počítačových myší [4] za účelem zajištění provozu optických myší, včetně těch umístěných na průhledném skle, například zakrývajícím desku stolu. Souřadnice takové myši jsou určeny rozptylem světla na mikroskopických defektech na povrchu skla nebo prachových částicích na jeho povrchu.

Viz také

• Fázová kontrastní mikroskopie
• Histologie

Poznámky

1. ↑ 1 2 Roskin G.I. Mikroskopická technika M.: Izd. "Sovětská věda", 1946
2. ↑ Optika nehomogenních médií//Fyzická encyklopedie. Svazek 3. Magnetoplasma - Poyntingova věta - M .: Velká ruská encyklopedie, 1992
3. ↑ Biologický výzkumný univerzální mikroskop MBI-15 - technický popis a návod k obsluze. LOMO 1979
4. ↑ Marina Kamaeva. Recenze bezdrátové myši Logitech Anywhere MX Wireless Mouse . Počítačové noviny . Získáno 26. března 2010. Archivováno z originálu dne 6. března 2016. (Ruština)

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online)