Как выбрать стереомикроскоп: схема Грену или CMO и какой нужен зум

Коротко: стереомикроскоп даёт объёмное изображение при увеличении обычно до нескольких десятков крат и оставляет под объективом место для рук и инструментов. Главный выбор - оптическая схема. Схема Грену компактнее и доступнее, у неё большая глубина резкости, её хватает для препарирования, сортировки и контроля. Для большого зума, флуоресценции, коаксиального света и серьёзной фотодокументации нужна схема с общим главным объективом (CMO).

Что такое стереомикроскоп и зачем он лаборатории?

Стереомикроскоп - микроскоп с двумя оптическими каналами, по одному на каждый глаз. Мозг складывает две картинки с разных углов в объёмное изображение, поэтому видны рельеф, высота и взаимное расположение деталей. Изображение при этом прямое, не перевёрнутое: пинцет, сдвинутый вправо, и в окулярах уходит вправо, поэтому руками работать естественно.

Увеличение у стереомикроскопов ниже, чем у биологических, зато от объектива до образца остаются сантиметры. Отсюда задачи: препарирование, сортировка насекомых, семян и зёрен, работа с эмбрионами и мальками, контроль паяных соединений и мелких деталей, осмотр изломов. Для мазков и срезов на 400-1000 крат нужен биологический микроскоп, а стереомикроскоп дополняет его там, где образец объёмный.

Чем схема Грену отличается от схемы CMO?

В схеме Грену у каждого глаза свой объектив, и два канала сходятся на образце под небольшим углом: у Leica S9, например, 10°. В схеме CMO (common main objective) оба канала идут параллельно через один большой общий объектив. Evident называет свою параллельную схему схемой Галилея. От схемы зависят искажения, зум и возможность добавлять модули.

Трапецеидальное искажение в схеме Грену возникает из-за наклона оптических осей: плоский образец по краям поля выглядит слегка скошенным. Для препарирования и сортировки это незаметно, для измерений и документации плоских деталей - важно.

Когда достаточно схемы Грену?

Схемы Грену достаточно для большинства рутинных задач: препарирования, сортировки, учебной работы, контроля и мелкого ремонта. У таких микроскопов большая глубина резкости, они компактнее и доступнее моделей с общим объективом. Если вам не нужны флуоресценция, коаксиальный свет и зум больше 9:1, переплачивать за CMO нет смысла.

• Olympus SZ61 - зум 6,7:1, увеличение 6,7x-45x; Evident подчёркивает плоское поле и большую глубину резкости.
• Zeiss Stemi 508 - апохроматическая оптика и зум 8:1, увеличение до 50x.
• Leica S9 - зум 9:1 (6,1x-55x), рабочее расстояние 122 мм и технология FusionOptics: один канал даёт глубину резкости, другой - разрешение, мозг складывает их в одно изображение.

У Leica S9 рабочее расстояние 122 мм: под объективом свободно работают инструменты

Когда нужна схема с общим главным объективом?

Схема CMO нужна, когда стереомикроскоп становится исследовательской станцией: большой зум от обзора до деталей, флуоресценция, коаксиальное освещение плоских блестящих образцов, камеры высокого разрешения. Параллельные каналы и общий объектив позволяют ставить между ними модули, а искажения по полю у таких систем минимальны.

• Olympus SZX7, SZX10, SZX16 - схема Галилея с зумом 7:1, 10:1 и 16,4:1.
• Leica M125, M165 C, M205 C - зум 12,5:1, 16,5:1 и 20,5:1 с FusionOptics; у M165 FC есть флуоресцентное исполнение.
• Zeiss SteREO Discovery.V8 и V20 - ручной зум 8:1 и моторизованный 20:1, модульная конструкция.
• Nikon SMZ18 - параллельная апохроматическая оптика, зум 18:1 (0,75x-13,5x), объективы SHR Plan Apo от 0,5x до 2x.

С объективами SHR Plan Apo общее увеличение Nikon SMZ18 при окулярах 10x составляет от 3,75x до 270x. Для флуоресцентного скрининга эмбрионов, мальков и растений, где метку ищут на целом организме, берут именно такие системы.

Какой коэффициент зума нужен?

Коэффициент зума - отношение наибольшего увеличения к наименьшему. Чем он больше, тем шире диапазон работы без смены объектива: на малом увеличении видно весь образец, на большом - детали. Для рутины хватает 6:1-9:1, для исследовательской работы с обзором целого организма и деталями клеток берут 16:1-20:1.

Коэффициент зума не равен максимальному увеличению. Итоговое увеличение считают так: увеличение зума, умноженное на увеличение объектива и окуляров. Поэтому у двух моделей с одинаковым зумом верхняя граница может отличаться в разы из-за объектива.

Какое рабочее расстояние и поле зрения нужны?

Рабочее расстояние - промежуток от объектива до образца, в котором работают руки и инструменты. Для препарирования, пайки и манипуляций нужны сантиметры запаса, для осмотра хватает меньшего. Рабочее расстояние задаёт главный объектив: вспомогательный объектив 0,5x увеличивает рабочее расстояние и поле зрения, но вдвое снижает увеличение.

У Leica S9 и Leica A60 рабочее расстояние 122 мм без дополнительных линз, и под объективом помещаются пинцет, скальпель или паяльник. У систем с общим объективом рабочее расстояние меняют сменными объективами: например, у Nikon SMZ18 объективы от 0,5x до 2x.

Частая ошибка - выбирать стереомикроскоп только по максимальному увеличению. На верхней границе зума поле зрения и глубина резкости минимальны, а рабочее расстояние у сильных объективов сокращается. Для работы руками важнее удобное среднее увеличение и запас пространства под объективом.

Какое освещение выбрать для стереомикроскопа?

Освещение подбирают под образец: непрозрачные объёмные предметы освещают сверху, прозрачные - снизу, плоские блестящие - коаксиально. Кольцевой светодиодный осветитель даёт ровный свет без теней, гибкие световоды - косой свет для рельефа, проходящий свет из основания - для прозрачных образцов вроде эмбрионов и мальков. Часто на одном штативе нужны два источника сразу.

1. Кольцевой свет - универсальный вариант для большинства непрозрачных образцов.
2. Косой или гибкие световоды - подчёркивают рельеф, текстуру и царапины.
3. Проходящий свет в светлом или тёмном поле - прозрачные и полупрозрачные образцы.
4. Коаксиальный свет - плоские блестящие поверхности вроде шлифов, пластин и печатных плат; обычно ставится на системы с общим объективом.
5. Флуоресценция - флуоресцентные метки на целых организмах; как правило, это тоже системы CMO.

Какой стереомикроскоп взять под задачу?

Для рутины - препарирования, сортировки, учебной работы и контроля - берут стереомикроскоп по схеме Грену с зумом 6:1-9:1 и светодиодным освещением. Исследовательской работе с флуоресценцией, большим зумом и документацией нужна система с общим главным объективом и зумом от 10:1. Точную модель определяют образцы, освещение и нужное рабочее расстояние.

Если нужен инвертированный или прямой микроскоп для клеток и срезов, смотрите нашу статью про инвертированные микроскопы: стереомикроскоп такие задачи не закрывает.

Частые вопросы

Что лучше: стереомикроскоп Грену или CMO?

Зависит от задачи. Грену компактнее, доступнее и даёт большую глубину резкости - для рутины этого хватает. CMO нужна для зума от 10:1, флуоресценции, коаксиального света и серьёзной фотодокументации.

Какое увеличение у стереомикроскопа?

Обычно от нескольких крат до нескольких десятков: у Olympus SZ61 6,7x-45x, у Leica S9 6,1x-55x. Исследовательские системы с сильными объективами дают больше, например Nikon SMZ18 до 270x.

Можно ли снимать на стереомикроскоп?

Да, через тринокулярную насадку или модели со встроенной камерой, например Leica S9i. Для серьёзной документации удобнее системы с общим объективом.

Что такое FusionOptics у Leica?

Технология, в которой один оптический канал даёт большую глубину резкости, а другой - высокое разрешение. Мозг складывает обе картинки в одно изображение.

Нужен ли стереомикроскоп, если есть биологический?

Да, если образцы объёмные: насекомые, семена, эмбрионы, детали. Биологический микроскоп работает с тонкими препаратами на больших увеличениях, стереомикроскоп - с целыми объектами.

Подберём стереомикроскоп, объектив и освещение под ваши образцы: звоните +7 (909) 963-20-62 или пишите на info@mikroptika.ru.