选择立体显微镜时要考虑的关键因素

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立体声显微镜通常被称为实验室或生产现场的“主力”。用户要花很多时间通过目镜检查、观察、记录或解剖样本。仔细评估立体声显微镜需要的相关应用是持久、满意使用的关键。决策者需要确定他们能够精确地调整工具以满足他们的需求。为了帮助用户在选择立体显微镜时做出决定,这里突出了需要考虑的主要因素。

立体声显微镜历史的简短概述

大约在1890年,美国生物学家和动物学家霍雷肖S.格里诺引入光学仪器设计原则,仍然被今天各大厂商(1 - 3).基于“格里诺原理”的立体显微镜提供了非常高质量的真实立体图像。在20世纪50年代末,博士伦展示了其立体变焦®Greenough设计,具有开创性的创新:无级放大(变焦)变焦器[3].几乎所有现代立体声显微镜设计都基于缩放系统。1957年,美国光学公司通过基于望远镜或CMO(普通主要目标万博全站客户端1.25)原则,用光学器件推出立体声显微镜[3].由于其模块化和高性能,这种类型的立体显微镜很快被所有制造商提供,除了格里诺类型。

选择立体显微镜前要问的四个主要问题

一台立体显微镜可能是一笔很大的投资,因此,选择过程应该非常认真。为了充分利用显微镜,用户应该问自己以下几个问题:

1.什么是应用程序?

  • 它涉及筛选和分类吗?
  • 是否需要对样品进行操作?
  • 是文件有必要吗?

2.需要观察,记录或可视化哪种结构?

  • 高分辨率比长工作距离更重要还是相反?

3.有多少不同人需要使用显微镜?他们在显微镜下工作了多少小时?

  • 当使用显微镜数小时时,考虑人体工程学配件是很重要的,因为它们可以防止重复的劳损。
  • 根据不同的用户的数量,最好是具有可被调节到每个用户的偏好的显微镜。

4.这台显微镜的可用预算是多少?

  • 模块化的解决方案可能看起来像一个较高的投资,但是从长远来看,他们将钱感谢保存到他们的通用性,以适应不同用户的能力,以及种类繁多的插件和附件。

选择最佳显微镜以满足您的需求的关键因素

1.变焦范围、放大倍数、对象视野(视场)和工作距离

  • 倾向于在相同放大率下工作的用户不需要大的缩放范围。
  • 如果工作流需要搜索、查找和样本操作,那么有一个大的变焦范围从低到高的放大倍率可能是有用的。
  • 在相同的变焦放大倍数下,可以看到更大或更小的物体场,这取决于目镜。较大的对象字段允许用户在示例上保持更好的方向。
  • 较大的工作距离是指样品的顶部和物镜的前透镜之间的更大的距离,从而允许在使用过程中所述样品的更容易的操作。

2.景深和数值孔径(NA)

  • 较高的NA导致更高的分辨率,但通常会减少景深。
  • Fusionoptics技术将高分辨率与更多景深结合。

3.光学质量

  • 平面光学:校正整个目标场的图像平整度,这对所有应用都是有用的。
  • ACHROMAT(消色差)光学:对于真正的颜色再现并不重要的应用,主要评估几何特征。
  • 高度消色透镜(apo.;复消色差(复消色差)光学:用于颜色条纹可能干扰的应用,如那些需要快速颜色变化和结构共域的应用。
  • 传输:对于需要可视化样本的精细细节的应用,那么使用具有更好的光传输的高质量光学器件是有利的。对于苛刻的应用,如研究和开发,具有高透光的光学器件可能会产生差异。
  • 颜色再现:如果精确地看到样品的真实颜色很重要,那么应使用高质量的光学和适当的照明。

4.人体工程学

  • 符合人体工程学的配件可以用更快的工作流程显微镜更容易,结果工作。例如,可在变焦和对焦旋钮很容易,而在寻找通过目镜样本调整?
  • 如果显微镜是由不同的用户操作,确保它可以根据每个用户的喜好进行调整。

5.照明

  • 最佳照明应均匀地照亮整个视野,提供良好的对比度,并准确地揭示样品的真实颜色。

5个关键因素作了更深入的解释

1.总放大率:物镜、变焦系数和目镜

立体显微镜的总放大倍数是物镜、变焦光学元件和目镜的综合放大倍数[4]
目标具有固定的放大率值。仪器的变焦光学器件允许在缩放系数范围内更改放大率。目镜还具有恒定的放大率值。
为了找出通过目镜观察到的物体的放大率,物镜的放大系数,放大光学,和目镜必须相乘。

总放大倍数公式为:m合计活力=mO.XZ.x ME.,地点:
m合计活力总放大率(VIS代表“视觉”);
mO.是目标的放大率(对于没有补充镜头的绿藻系统的1倍);
Z.是缩放因子;和
mE.是目镜的放大率。

一般来说,值mO.在0.32倍和2倍之间,对于0.63倍和16倍,而且为mE.在10x和40倍之间。

放大率对物体场的影响
在调查目镜时,称为物体场的圆形区域变得可见[4].物场的直径取决于总放大倍数。例如,10倍放大率的目镜的视场数是23。视场数是指在物镜和变焦光学的1倍放大倍数下,通过目镜观察到的物场直径为23毫米。

2.景深:与放大和分辨率的关系

景深是由数值孔径、分辨率和放大倍数之间的关系决定的[5 - 7]
为了获得物体最好的视觉效果,适当调整现代显微镜的设置可以使景深和分辨率达到最佳平衡。特别是在低放大率下,通过停止,即减小数值孔径,可以显著增加景深。因此,要根据物体特征的大小和形状找到最佳的分辨率和景深。

高景深,高分辨率,采用FusionOptics技术
从Leica Microsystems的Fusionoptics技术实现了立体声显微镜的复杂光学方法,其允许同时高分辨率和高景深。万博体育[8].通过一条光路,观察者的一只眼睛看到的物体的图像具有更高的分辨率和较低的景深。与此同时,另一只眼睛通过另一条光路看到的是分辨率较低、景深较高的同一物体的图像。人类大脑将这两张独立的图像合并成一个最佳的整体图像,该图像具有高分辨率和高景深的特点。

视频1:此视频更详细地解释了Fusionoptics技术的原理和优势。

3.通过消色差或消色差透镜的光学品质

色差是一种畸变,在这种畸变中,透镜无法将所有的颜色聚焦到同一个汇聚点上(2、9).它的发生是因为不同波长的光(透镜的色散)有不同的折射率。球面像差是当光线照射在一个球面透镜表面,在远离其中心轴的一点上,折射的程度大于或小于那些照射在靠近中心点上的光线。良好的光学设计的目的是完全减少或消除色差和球差。下面的镜头可以用来限制这些问题的影响:

消色差透镜

  • 校正了2个波长(红色和绿色),该波长被聚焦在同一平面上。
  • 对于视觉频谱范围内的标准应用。

复消色差的透镜

  • 校正了3个波长(红,绿,蓝)在同一平面聚焦。
  • 对于视觉频谱范围和超越的具有最高规格的应用。

计划的镜头

  • 未平面校正的镜头显示整个物体(视场)的非均匀焦点。
  • 建议用于需要观察大型对象字段的应用程序。

4.工作距离对显微镜的可用性有很大影响

工作距离是对焦时物镜的前镜头和样品顶部之间的距离。通常,物镜的工作距离随着放大率的增加而减小。工作距离直接影响立体显微镜的可用性,特别是在检验和质量控制任务中。

5.人体工程学达到最佳效果

一般来说,人的体型和工作习惯差异很大。因此,为某一任务配备特殊配件的显微镜的高度(目镜)和特定的工作距离可能并不适合每一个用户。如果观看高度过低,观察者在工作时将被迫向前弯曲,导致颈部肌肉紧张[10-12].为了补偿这些高度差,建议使用可变的双筒望远镜[10].由于模块化的产品方法,具有CMO设计的立体显微镜提供了许多方法来定制仪器,以适应用户的尺寸或工作习惯,因此,是首选的解决方案。

6.正确的照明会带来很大的不同

对于立体显微镜来说,正确的光照是一个关键因素[13].最适当的照明将允许感兴趣的样品特征以最佳方式可视化,并可能显示新的信息。重要的是,照明工作良好的显微镜使用和预期的应用。

  • 入射光
    用于不透明,不透明的样品。根据样品的质地和应用需求,许多不同的垂直照明解决方案,可为客人提供的样品细节合适的对比度和所关注的特征。参考参考13下面有一些关于立体声显微镜的事件照明的一些例子。
  • 透射光
    用于各种透明样品,从生物样品,如模型生物,到聚合物和玻璃。
  • 标准透射亮场照明
    适用于所有类型的透明样品,提供高对比度和充足的颜色信息。
  • 倾斜传播的照明
    用于几乎透明和无色的样品;样品可以获得更大的对比度和视觉清晰度。
  • 暗视野照明
    用于在亮场下不易看到的样品平坦区域上的小特征,如有光泽或明亮的样品上的裂缝、气孔、细小突出物等。它还可以用来显示尺寸低于分辨率限制的样品结构。
  • 透明,透明标本的对比方法
    Rottermann或缓解对比度是一种先进的斜照射技术,其示出了折射率在亮度差的变化。随着正浮雕的对比结构出现上调,而与倒浮雕对比它们出现下降。正和反相浮雕对比度可以更容易区分的精细结构并从所述样品中提取的信息的最大数量。

参考

  1. D. Goeggel,《立体显微镜的历史-第一部分:17世纪-第一台显微镜》,科学实验室(2007)徕卡微系统。万博体育
  2. D. Goeggel,《立体显微镜的历史-第二部分:18世纪-对光学的更大要求》,科学实验室(2007)徕卡微系统。万博体育
  3. D. Goeggel,《立体显微镜的历史-第三部分:19世纪-现代显微镜制造的突破》,科学实验室(2007)徕卡微系统。万博体育
  4. J.德罗斯,M.多普勒,30000:1放大率到底意味着什么?《理解当今新数字显微镜时代放大率的一些有用指南》,科学实验室(2018)徕卡微系统。万博体育
  5. R. Rottermann,P. Bauer,形成夏普的图像如何:显微镜中的景深,科学实验室(2010)Leica Microsystems。万博体育
  6. M. Wilson,收集光:数值孔径在显微镜中的重要性,科学实验室(2017)Leica Microsystems。万博体育
  7. M.威尔逊,显微镜分辨率:概念,因素和计算:通风光盘,Abbe的衍射限制和瑞利标准,科学实验室(2016)Leica Microsystems。万博体育
  8. D. Goeggel, A. Schué, D. Kiper, FusionOptics -结合高分辨率和景深的理想3d光学图像,科学实验室(2008)徕卡微系统。万博体育
  9. M.威尔逊,目镜,目标和光学像差,科学实验室(2017)Leica Microsystems。万博体育
  10. C. Müller,如何使显微镜工作场所符合人体工程学,科学实验室(2017)徕卡微系统。万博体育
  11. M. Birlenbach,R. Holenstein,较高的动机,浓度更长的浓度 - 人体工程学作为竞争优势:显微镜工作场所设计在质量控制中,科学实验室(2013)Leica Microsystems。万博体育
  12. C. Müller, J. Ludescher,投资符合人体工程学设计的显微镜工作场所是有回报的,科学实验室(2013)徕卡微系统。万博体育
  13. J. DeRose, M. Schacht,立体显微镜照明(照明)系统:获得工业应用的最佳结果,科学实验室(2015)徕卡微系统。万博体育

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