Microscopie în câmp întunecat

Microscopia în câmp întunecat  este un tip de microscopie optică în care contrastul imaginii este crescut prin înregistrarea doar a luminii împrăștiate de proba studiată. Când se utilizează metoda câmpului întunecat, se înregistrează chiar și diferențe ușoare ale puterii de refracție a secțiunilor preparatului [1] . Bazele metodei au fost dezvoltate de R. Zsigmondy în 1906.

Cum funcționează

Când se lucrează conform metodei câmpului întunecat, preparatul este iluminat cu un con de lumină gol, a cărui deschidere este mai mare decât deschiderea obiectivului, astfel, pupila de intrare a microobiectivului se află în regiunea umbrei geometrice și a lumina care a trecut fără refracție nu intră în obiectiv. În microscopia optică în câmp întunecat, neregularitățile dintr-o probă împrăștie lumina, iar această lumină împrăștiată formează o imagine a probei studiate.

O caracteristică a microscopului cu câmp întunecat este modul în care este iluminată proba, care se efectuează „din lateral” (bara verde din figură). Sub o astfel de iluminare, neomogenitățile prezente în probă împrăștie lumina incidentă, iar la microscop imaginea probei este observată în lumină împrăștiată , iar fasciculul de lumină „iluminator” nu intră în obiectiv. O astfel de iluminare se numește epi-iluminator (EPI-iluminator, EPI-microscop, EPI-obiectiv lentilă).

Pentru obiectele transparente, este posibilă și iluminarea din spate, dar sunt necesare eforturi suplimentare pentru a elimina „câmpul direct”: este necesar să se efectueze transformarea Fourier a imaginii rezultate și să se elimine componenta corespunzătoare undei de „referință” din suma rezultată. Acest lucru se poate face, de exemplu, folosind o lentilă și un șablon care acoperă o zonă mică din planul în care unda de lumină „de referință” este focalizată de lentilă. Apoi, folosind a doua lentilă, se realizează transformarea Fourier inversă și imaginea rezultată este observată vizual. În acest caz, contrastul imaginii originale crește semnificativ.

Un caz special al metodei câmpului întunecat în lumina transmisă este ultramicroscopia , cu iluminarea direcționată perpendicular pe direcția de observație. [2]

La microscoape, utilizarea metodei câmpului întunecat poate fi prevăzută de proiectare [3] sau implementată prin instalarea de dispozitive suplimentare, de exemplu, cum ar fi condensatorul de câmp întunecat OI-13 .

Avantaje și dezavantaje

Microscopia în câmp întunecat este potrivită pentru imagistica specimenelor biologice vii și necolorate, cum ar fi organismele unicelulare acvatice individuale .

Principalul factor limitator al metodei este că doar o mică parte din lumina incidentă formează imaginea, deci este necesar să se utilizeze surse de lumină suficient de puternice, ceea ce uneori duce la deteriorarea probei (în prezent, laserele sunt uneori folosite pentru iluminare). Metoda impune o limitare semnificativă a rezoluției sistemului - deschiderea obiectivelor de câmp întunecat este semnificativ mai mică decât a celor de câmp luminos, deoarece nu ar trebui să se suprapună cu partea întunecată a deschiderii condensatorului. Condensatoarele moderne de câmp întunecat fac posibilă lucrul cu lentile a căror deschidere nu depășește 1,2 pentru sistemele cu imersie în ulei și 0,8 pentru sistemele uscate, deschiderea celor mai bune epi-obiective nu depășește 1,15, în timp ce deschiderea obiectivelor cu câmp luminos poate atinge valori de 1,45.

Interpretarea imaginilor în câmp întunecat necesită o atenție deosebită, deoarece unele detalii care nu sunt vizibile la microscopia în câmp luminos sunt vizibile la microscopia în câmp întunecat și invers. La prima vedere, se pare că imaginea obținută prin metoda câmpului întunecat este pur și simplu negativă în raport cu cea obținută prin metoda câmpului luminos, totuși, de fapt, fiecare dintre aceste metode face vizibile caracteristici diferite ale eșantionului. În microscopia cu câmp luminos, caracteristicile sunt vizibile dacă fie produc umbre, fie au un indice de refracție diferit de cel al mediului și, în același timp, sunt suficient de clare, în timp ce, de exemplu, neomogenitățile netede nu pot fi observate prin această metodă, dar sunt clar vizibile în imaginile obţinute prin metoda câmpului întunecat.microscopie.

Aplicație

Microscopia în câmp întunecat poate fi folosită pentru a studia obiecte biologice vii necolorate - protozoare, celule izolate, culturi de țesuturi, pentru a studia structurile subcelulare ale celulelor vii necolorate [1] .

Metoda câmpului întunecat a fost folosită recent în sistemul de iluminat al șoarecilor optici de calculator [4] pentru a asigura funcționarea șoarecilor optici, inclusiv a celor amplasați pe sticlă transparentă, de exemplu, acoperind un blat de masă. Coordonatele unui astfel de șoarece sunt determinate de împrăștierea luminii pe defecte microscopice de pe suprafața sticlei sau particule de praf de pe suprafața sa.

Vezi și

• Microscopie cu contrast de fază
• Histologie

Note

1. ↑ 1 2 Roskin G.I.Tehnica microscopică M.: Izd. „Știința sovietică”, 1946
2. ↑ Optica mediilor neomogene//Enciclopedia fizică. Volumul 3. Magnetoplasmic - Teorema lui Poynting - M .: Great Russian Encyclopedia, 1992
3. ↑ Microscop universal de cercetare biologică MBI-15 - descriere tehnică și instrucțiuni de utilizare. LOMO 1979
4. ↑ Marina Kamaeva. Revizuirea mouse-ului fără fir Logitech Anywhere MX . Ziar de calculator . Preluat la 26 martie 2010. Arhivat din original la 6 martie 2016. (Rusă)

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)