Объясняем, почему масляный объектив не работает без масла, чем различаются масла по вязкости и флуоресценции, и по шагам разбираем работу с объективом 100x - от капли до очистки.
Коротко: иммерсионное масло для микроскопа заполняет зазор между препаратом и фронтальной линзой масляного объектива. Его показатель преломления 1,518 почти равен показателю стекла, поэтому косые лучи не теряются на границе с воздухом, и объектив работает с апертурой больше единицы. Масло нужно только объективам с надписью Oil, обычно 100x: одна капля на препарат, фокусировка микровинтом, чистка сразу после работы.
Что такое иммерсионное масло и зачем оно нужно?
Иммерсионное масло - прозрачная жидкость с тем же показателем преломления, что у стекла. Каплю помещают между препаратом и фронтальной линзой масляного объектива, и свет идёт от препарата к объективу почти как через сплошное стекло. Без масла косые лучи отражаются и преломляются на границе стекла с воздухом, до объектива не доходят, и картинка на 100x выходит тёмной и нерезкой.
Выигрыш хорошо виден по числовой апертуре: NA = n·sin α, где n - показатель преломления среды перед объективом. У воздуха n = 1, и сухой объектив на практике не превышает апертуры около 0,95. Масло с n = 1,518 позволяет масляным объективам работать с апертурой от 1,25 до 1,4 и выше, а от апертуры напрямую зависит разрешение.
| Параметр | Сухой 40x | Масляный 100x |
|---|---|---|
| Среда перед линзой | воздух, n = 1 | масло, n = 1,518 |
| Числовая апертура | 0,65 | 1,25 |
| Рабочее расстояние | 0,6 мм | 0,13 мм |
| Предел разрешения при 550 нм | около 0,52 мкм | около 0,27 мкм |
Цифры взяты из паспорта объективов Olympus (Evident) CX33, разрешение посчитано по формуле Рэлея. Как читать апертуру и другие надписи на корпусе, мы разбирали в статье о маркировке объективов.
На масляном 100x в клинической лаборатории считают лейкоцитарную формулу, в микробиологии смотрят мазки по Граму. Какой микроскоп для этого нужен, мы писали в статье о микроскопе для КДЛ.
Каким объективам нужно масло?
Масло нужно только объективам, рассчитанным на масляную иммерсию. Их узнают по надписи Oil, Oel или HI на корпусе и по узкому чёрному кольцу у фронтальной линзы. Чаще всего это 100x, реже 60x и 40x. На сухом объективе масло сбивает коррекцию аберраций, и изображение остаётся мутным, пока линзу не отмоют.
Водные объективы с надписью W работают с водой, силиконовые с надписью Sil - с силиконовым маслом, и подменять одну жидкость другой нельзя. Масляный объектив без масла тоже не используют: пригодного изображения он в таком режиме не даёт.
Подберём микроскоп с масляным объективом 100x
Для мазков крови и микробиологии нужны масляный 100x и конденсор с согласованной апертурой. Расскажите о задачах лаборатории, и мы предложим модель и набор объективов.
Какое иммерсионное масло выбрать: вязкость, флуоресценция, температура
Для рутинной работы в светлом поле подходит масло по стандарту ISO 8036 с показателем преломления 1,518 при 23 °C. Производители микроскопов советуют брать масло, рекомендованное для их объективов: допуски по показателю преломления и дисперсии у объективов жёсткие. Ещё масла различаются вязкостью, собственной флуоресценцией и температурой, для которой рассчитан показатель.
| Масло | Чем отличается | Когда брать |
|---|---|---|
| Тип N по ISO 8036 | показатель 1,5180 ± 0,0005 при 23 °C | светлое поле, рутинная работа |
| Тип F по ISO 8036 | тот же показатель, минимальная собственная флуоресценция | флуоресцентная микроскопия |
| Маловязкое, около 150 сСт | реже удерживает мелкие пузыри, избыток расползается | очень малый зазор между стеклом и объективом |
| Вязкое, около 1250 сСт | держит каплю, заполняет больший зазор | масляный конденсор, смена стёкол без нового нанесения |
| Для 37 °C | показатель 1,518 при 37 °C | живые клетки в термокамере |
Показатель преломления масла зависит от температуры. По данным производителя масел Cargille, отклонение на 1 °C меняет его примерно на 0,0004. В термокамере при 37 °C обычное масло теряет около 0,005, и появляется сферическая аберрация. Для таких задач выпускают масла, рассчитанные на 37 °C, например Immersol 518 F (37 °C) у Zeiss.
Порядок работы с масляным объективом 100x
Работа с иммерсионным маслом начинается без масла: объект находят и фокусируют на малом увеличении, затем на 40x, и только после этого переходят на масляный 100x. Так нужный участок сразу оказывается в поле зрения, а фокус почти на месте. Если 100x парфокален с остальными объективами, после поворота револьвера остаётся подстроить резкость микровинтом.
- Найдите участок на 10x и 40x, поставьте его в центр поля зрения и сфокусируйтесь.
- Поверните револьвер так, чтобы между 40x и 100x над препаратом осталось свободное место.
- Нанесите одну небольшую каплю на освещённое пятно препарата. Коснитесь каплей стекла и дайте ей стечь, не размазывая: так в масло не попадает воздух.
- Медленно доведите масляный 100x до щелчка, фронтальная линза войдёт в каплю.
- Наводите резкость только микрометрическим винтом, глядя в окуляры. Рабочее расстояние у 100x около 0,13 мм, и макровинтом легко упереть линзу в стекло.
- Подстройте апертурную диафрагму конденсора под объектив 100x и добавьте яркость: на 100x изображение темнее, чем на 40x.
Окрашенные мазки крови обычно смотрят без покровного стекла: масло наносят прямо на высохший мазок.
У CX33 масляный 100x и конденсор рассчитаны на одну апертуру 1,25
Не возвращайте на промасленный препарат сухой 40x. Его фронтальная линза стоит всего в 0,6 мм от стекла и может окунуться в каплю: изображение мутнеет, объектив приходится чистить. Чтобы снова посмотреть на 40x, уберите масло со стекла или возьмите другой препарат.
Почему в масле картинка мутная?
Мутная картинка при работе с маслом чаще всего значит, что между препаратом и линзой нарушилась однородная среда. Обычно в капле пузырь воздуха, масла не хватило на весь зазор или оно попало на сухой объектив. Реже виноваты смешанные масла разных марок, неподходящее масло при флуоресценции и масло, которое просочилось за фронтальную линзу.
| Что видно | Вероятная причина | Что сделать |
|---|---|---|
| тёмные круги и пятна, падает контраст | пузырь воздуха в капле | отвести объектив, протереть линзу, нанести каплю заново |
| мутно на 40x | масло на сухом объективе | почистить 40x так же, как 100x |
| дымка по всему полю | смешаны масла разных марок | очистить линзу и стекло, работать одним маслом |
| светится фон при флуоресценции | масло с собственной флуоресценцией | перейти на масло типа F |
| мутно даже после чистки | масло за фронтальной линзой | в сервис, объектив не разбирать |
Последний случай встречается у объективов с повреждённым герметиком: масло постепенно затекает за фронтальную линзу, и картинка портится незаметно. Разбирать такой объектив самим не стоит, его чистят и заново герметизируют в сервисе.
Как убрать иммерсионное масло с объектива без царапин?
Убирать масло нужно сразу после работы, пока оно свежее: застарелое масло хуже отмывается и собирает пыль. Для чистки нужны груша для сдува пыли, линзовая бумага и средство, которое указано в инструкции к микроскопу. Evident называет безводный спирт, готовый очиститель для оптики или спиртовую смесь.
- Осмотрите фронтальную линзу через окуляр, перевернув его как лупу: так видны пыль и остатки масла.
- Сдуйте пыль грушей, чтобы не растереть её по покрытию.
- Сложите линзовую бумагу в несколько раз, чтобы получился уголок.
- Смочите уголок средством для чистки. Средство наносят на бумагу, а не на линзу.
- Протрите линзу от центра к краю по спирали, с лёгким нажимом. Повторите чистым участком бумаги, пока не исчезнут разводы.
Носовые и лабораторные бумажные салфетки для чистки линз не годятся: в них грубые волокна, которые царапают покрытие. Нужна именно линзовая бумага.
Можно ли смешивать масла разных марок и как их хранить?
Нет, иммерсионные масла разных производителей и разных типов не смешивают: смесь может помутнеть или расслоиться, а в редких случаях после перепада температуры в ней появляются кристаллы. Исключение - маловязкое и вязкое масло одного производителя, рассчитанные на смешивание. Если лаборатория меняет марку масла, объектив и конденсор сначала полностью очищают от старого.
Масло держат в закрытом флаконе подальше от пыли: пылинки из капли потом оказываются на линзе. Использованное масло обратно во флакон не сливают. Удобнее всего флакон с палочкой-аппликатором, у которого лишнее легко стряхнуть о горлышко изнутри. Носик тюбика приходится протирать после каждого нанесения, иначе на нём копится пыль.
Чем синтетическое масло лучше кедрового?
Синтетическое иммерсионное масло стабильнее: его свойства годами остаются теми же, что при покупке, и оно не засыхает на линзах. Кедровое масло долго оставалось главным вариантом, но со временем желтеет, густеет и твердеет на линзе, сильнее поглощает синий и ультрафиолетовый свет. Кислотность у кедрового масла тоже выше, а со временем она может повредить клей, которым вклеены линзы объектива.
По оптике густое кедровое масло близко к стеклу, но его недостатки перевешивают. Для современных объективов берут синтетическое масло, которое рекомендует производитель микроскопа.
Микроскопы каталога для работы с иммерсией
С масляным объективом 100x работают прямые лабораторные микроскопы всех четырёх марок каталога. Смотрите, чтобы конденсор был согласован с апертурой объектива: у Olympus CX33 и масляный 100x, и конденсор рассчитаны на апертуру 1,25. Для мазков крови и микробиологии такой пары хватает, а флуоресценция потребует штатива с эпиосветителем и масла с низкой флуоресценцией.
Из каталога под эту задачу подходят Olympus CX33 и CX43, Zeiss Primo Star и Axio Lab.A1, Leica DM1000 LED и Nikon Eclipse Ci. Если нужна флуоресценция с масляными объективами, посмотрите Olympus BX43.
Чем различаются модели серии CX, мы разбирали в сравнении CX23, CX33 и CX43.
Прямой лабораторный микроскоп Leica DM1000 LED со светодиодным освещением
Частые вопросы
Можно ли заменить иммерсионное масло?
Нет. У бытовых растительных масел и глицерина другой показатель преломления и дисперсия, и масляный объектив с ними теряет резкость и контраст. Вода подходит только водным объективам с надписью W.
Сколько масла нужно на один препарат?
Одна небольшая капля: зазор у объектива 100x - доли миллиметра. Избыток стекает с препарата на столик, и убирать его дольше.
Нужно ли масло для объектива 40x?
Только если на нём написано Oil: масляные 40x встречаются среди флюоритов для флуоресценции. Обычный 40x из рутинного набора сухой, масло на нём портит изображение.
Чем протирать объектив после иммерсионного масла?
Линзовой бумагой, смоченной безводным спиртом или очистителем для оптики, от центра к краю по спирали. Бумажные салфетки не подходят: их волокна царапают покрытие линзы.
Почему в масле появляются пузыри?
Воздух попадает в каплю, когда масло размазывают по стеклу или несколько раз тычут в него аппликатором. Коснитесь каплей стекла и дайте ей стечь, а если пузырь всё же появился, отведите объектив, протрите линзу и нанесите каплю заново.
Подберём микроскоп с масляным объективом 100x под ваши препараты: звоните +7 (909) 963-20-62 или пишите на info@mikroptika.ru.
