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(Horatio S. Greenough)提出了一个光学仪器的设计原则,直到今天,这个原则仍然被所有的主要制造商所使用[1-3]。基于“Greenough原理”的立体显微镜提供了非常高质量的真正立体图像。在20世纪50年代末,Bausch&Lomb,展示了其Stereozoom®Gengouge设计,具有突破性的创新:无级放大倍数(变焦)换更换器[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188金宝搏怎么注册)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,所有制造商的所有制造商都很快提供了这种立体显微镜。
在选择立体声显微镜之前要询问的4个主要问题
立体声显微镜可以是一个很大的投资,因此,应非常重视选择过程。为了充分利用显微镜,用户应该问自己以下问题:
1.应用程序是什么?
- 它涉及筛选和分类吗?
- 是否需要任何样品操作?
- 文档是必要的吗?
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或其他方式更重要吗?
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?
- 在使用显微镜几个小时时,重要的是考虑符合人体工程学的配件,因为它们可以防止重复的应变损伤。
- 根据不同用户的数量,最好有一个显微镜,可以调整到每个用户的偏好。
4.显微镜的可用预算是什么?
- 模块化解决方案可能看起来是一个更高的投资,但从长远来看,他们将节省资金,因为他们的多功能性,能够适应不同的用户,以及各种各样的附加组件和附件。
选择最佳显微镜以满足您的需求的关键因素
1.缩放范围,放大,对象字段(视野)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。
- 如果工作流程需要搜索,查找和示例操作,则具有大的变焦范围可能是有用的,以从低到高放大率。
- 在相同的变焦倍率下,可以看到更大或更小的物体场,具体取决于目镜。一个较大的对象字段允许用户在样本上保持更好的方向。
- 更大的工作距离意味着更大的距离之间的样本和物镜的前镜头,允许更容易处理样本在使用过程中。
2.景深和数值孔径(NA)
- 较高的NA导致更高的分辨率,但通常会降低景深。
- Fusionoptics技术将高分辨率与更多景深结合。
3.光学质量
- 计划光学分析:对整个对象字段上的图像平面校正,这对所有应用有用。
- 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。
- Apochromat(apo.;ApoChoromatic)光学器件:对于颜色条纹可能是令人不安的应用,例如需要快速变色的那些和结构的分致化。
- 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使显微镜工作更容易,并导致更快的工作流程。例如,当通过目镜看样品时,缩放和聚焦旋钮可以轻松调整吗?
- 如果显微镜由不同的用户操作,请确保它可以调整到每个用户的偏好。
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个关键因素更深入解释
1.总放大率:目标,变焦因子和目镜
立体显微镜的总放大率是物镜,变焦光学器件和目镜的组合放大功率[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倍数,物镜、变焦光学和目镜的放大系数必须相乘。
总放大率的公式是:m小孩=mO.XZ.X M.E., 在哪里:
m小孩总放大率(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]。物体场的直径取决于总放大率。例如,具有10倍倍率的目镜具有23的字段。场数意味着在目标和变焦光学器件的1倍组合放大率下,通过目镜观察的物体的直径为23mm。
2.景深:与放大和分辨率的关系
景深由数值孔径,分辨率和放大倍率之间的相关性决定[5-7]。
为了最佳可视化对象,可以在现代显微镜的设置的适当调整可以在现场景深和分辨率之间产生最佳平衡。特别是在低放大率下,通过停止下降,即减少数值孔径,可以显着地增加景深。因此,根据对象特征的尺寸和形状,找到分辨率和景深的最佳平衡。
高景深和融合技术的高分辨率
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。188金宝搏的网址[8]。对于一个光路,观察者的一只眼睛看到具有更高分辨率和较低景深的物体的图像。同时,通过其他光路,另一只眼看到具有较低分辨率和更高景深的相同对象的图像。人脑将两个单独的图像结合到一个最佳整体图像中,该整体图像具有高分辨率和高景深。
3.光学质量via achromatic or apochromatic lenses
色差是一种失真,其中镜头故障将所有颜色集中在相同的收敛点[2,9]。发生,因为镜片具有不同波长的光(镜片的分散)的不同折射率。当撞击远离其中心轴的点处的球形透镜表面撞击的光线被折射到比靠近中心点的点的更大或更小的程度时,发生球面像差。良好光学设计的目的是完全减少或消除色谱和球面像差。以下镜头可用于限制这些问题的效果:
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。
色彩镜片
- 校正3个波长(红色,绿色,蓝色),其集中在同一平面上。
- 对于视觉频谱范围和超越的具有最高规格的应用。
平面镜头
- 不规划校正的透镜在整个物体上显示了不均匀的聚焦(视场)。
- 建议需要在大型对象字段上观察的应用程序。
4.工作距离急剧影响显微镜可用性
工作距离是目标前透镜与样品的顶部之间的距离在焦点之间。通常,随着倍率增加,目标的工作距离降低。工作距离对立体声显微镜的可用性直接影响,特别是用于检查和质量控制任务。
5.人体工程学的最佳结果
6.正确的照明使得所有差异
对于立体显微镜,右照明是一个关键因素[13]。最合适的照明将允许以最佳的方式和可能揭示的新信息来允许感兴趣的样本特征。重要的是,照明适用于所使用的显微镜和预期应用。
- 入射光
用于不透明、不透明的样品。根据样品的纹理和应用要求,许多不同的入射照明解决方案可以提供适当的对比样品细节和感兴趣的特征。指参考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,包括从生物的透明样品,例如模型生物,聚合物和玻璃。 - 标准传输的Brightfield照明
用于所有类型的透明样本,它提供了高对比度和足够的颜色信息。 - 倾斜传播的照明
用于几乎透明和无色的样品;可以实现更大的对比度和更大的样品的视觉清晰度。 - 黑暗场照明
用于样品的平坦区域上的小功能,这不能轻易与亮野,如裂缝,毛孔,细突起等在闪亮或明亮的样品上看到。它还可用于揭示具有低于分辨率限制的尺寸的样本结构。 - 透明,透明标本的对比方法
罗特曼或浮雕对比度是一种先进的倾斜照明技术,显示折射率的变化作为亮度的差异。在正浮雕对比下,结构显得凸起,而在倒浮雕对比下,结构显得降低。正起伏对比和反向起伏对比可以更容易区分精细结构,从样本中提取最大信息量。
参考文献
- D.Goeggel,立体声显微镜的历史 - 第一部分:17世纪 - 第一个显微镜,科学实验室(2007年)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- D.Goeggel,立体显微镜的历史 - 第二部分:18世纪 - 更大的需求被置于光学,科学实验室(2007)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- D.Goeggel,立体声显微镜史 - 第三部分:19世纪 - 现代显微镜制造,科学实验室(2007)Leica Microsystems突破。188金宝搏的网址
- J. Derose,M.多普勒,30,000:1放大率真的意味着什么?在当今新的数字显微镜时代理解放大倍数的一些有用指导方针,科学实验室(2018)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- 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。188金宝搏的网址
- 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。188金宝搏的网址
- 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。188金宝搏的网址
- D.Goeggel,A.Schué,D. Kiper,Fusionoptics - 结合了理想的3D光学图像的高分辨率和景深,科学实验室(2008)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- M.威尔逊,目镜,目标和光学像差,科学实验室(2017)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- C.Müller,如何转动显微镜工作场所符合人体工程学,科学实验室(2017)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- 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。188金宝搏的网址
- C.Müller,J. Ludescher,投资符合人体工程学设计的显微镜工作场所,科学实验室(2013)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- J. Derose,M. Schacht,Schacht,STEREO显微镜的照明(照明)系统:获得工业应用的最佳效果,科学实验室(2015)Leica Microsystems。188金宝搏的网址