Поговорим о микроскопах

У меня этот самый натуралист еще жив, валялся лет 30 на даче, в этом году привез домой — показать ребенку. При этом прикупил себе более продвинутую игрушку — микромед Р-1 лед. С-1 лед я уже крутил в руках год назад, и знал чего в нем не хватает.
Советую обратить внимание на готовые препараты с алика. Купил 100 образцов в коробке, всего за 2 тр с доставкой из России. Привезли домой за 48 часов, качество препаратов неплохое, на первое время хватит.

Да, и вместо специализированных камер, можно подключить телефон или фотоаппарат со сменной оптикой, вместо окуляра. Продаются специальные адаптеры, у местных магазинах подороже, в китае до 1 тр. Опыт их использования у меня небольшой, только в пятницу получил последний переходник. Подключал зеркалку и беззеркалку от кэнон, результат пока сомнительный.

ИМХО, хабражителям более близки микроскопы вроде МБС-10 под которыми паять микросхемки можно. Тараканов рассматривать — тоже очень даже гуд. И препараты готовить не надо :)

Есть ряд неточностей, из которых «Бинокулярные микроскопы используются для обоих глаз сразу и создают стереоизображение» особенно сильно бросается в глаза. У биологических микроскопов свет проходит через центр объектива и после разделяется на два пучка. У стеромикроскопов (типа МБС) лучи для каждого глаза проходят сбоку от центра объектива, что и дает стереокартинку.

Касательно верхнего освещения в биологических микроскопах. На 4x и 10x это вполне реально и оправдано. Более того, существуют металлографические микроскопы (типа Метам), у которых верхнее освещение доступно и для бОльших увеличений. Лично, правда, не пробовал.

Про сопряжение с копмом. Переходник «ваша камера — T2» и «T2 — 23 мм» — очень неплохой и бюджетный вариант. Рублей 600 на Алике :-)

Касательно моделей и цен… За те же 40-50 Евро можно купить советский биологический микроскоп с 3-4 объективами и даже иногда бинокулярной насадкой. Для попробовать — не самый плохой вариант.

Спасибо, очень интересно

А можете что-то сказать относительно старых микроскопов из вторых рук? Есть ли в них смысл, или только в тех, которые не старше 5-10 лет?

А также, по желанию, набор заранее подготовленных препаратов (крылья, ноги, хвосты, листики и подобные нехитрые препараты для вхождения в тему).

Набор препаратов нужно брать ОБЯЗАТЕЛЬНО!
Так как для изготовления хорошего препарата нужны хорошие познания в биологии и большая практика в их изготовлении. Даже с прямыми руками хорошо иметь препарат для сравнения, что-бы понять что именно должно в итоге получится. Да и многие препараты сделать с домашних условиях в принципе мало реально, так как не найти объект или требуется дополнительное оборудование для его подготовки.
Смотреть крылья\ноги быстро надоест, а вот срезы различных растительных и животных тканей — это действительно интересно и познавательно, особенно если параллельно еще и почитать теорию и вникать в то что смотришь и пытаться разобраться как внешний вид образца (то есть его строение) связан с функцией ткани\органа.

Бинокулярный микроскоп — вещь, но надо привыкнуть. Поначалу хочется смотреть либо одним, либо другим глазом, надо научиться расслабляться. У нас один сотрудник недавно пожаловался, что так и не смог приноровиться к МБС-2.

При неаккуратном обращении они могут запросто распластать вам палец, а то и сломаться в ране.

Серьезно, были случаи? Сколько работал, вот не вспомню сейчас, чтобы кто-то покровным стеклом порезался. Правда было это еще сильно в прошлом веке, может сейчас их стали делать тоньше и острее, не знаю.

Тоже несколько лет назад загорелся и купил себе простенький медицинский микроскоп. Выбирал между каким-то Левенгуком и Микромедом, взял Микромед С-11. На максимальном увеличении (800х) картинка тускловатая, но в целом оно работает. На 200х очень хорошее качество.

Варварски разломанный старый AMD процессор снятый на тот самый Натуралист и цифромыльницу где-то в середине 200х. Тогда мне это казалось крутым)
yadi.sk/i/68jr_COryXSj4g

Правильная верхняя подсветка делается через объектив, а не светодиодиком где-то сбоку.

Я как-то купил за копейки два «биолама» и оба отреставрировал, всё смазал, очистил от вековых слоёв жира и загустевшего иммерсионного масла. Один подарил, другой себе оставил.

У меня был «Микко».

Добавлю свои пять копеек.

На детско-любительском уровне хватит детского микроскопа и рассматривания листиков. В этом случае нужна подсветка сверху или сбоку, вы рассматриваете в деталях солидный (непрозрачный) объект и любуетесь там чешуйками бабочки или ржавчиной на гвозде. Вряд ли глубина резкости позволит сам получать интересную картинку на больших увеличениях, плюс будут тени.

Если вы хотите поиграть в зоолога несильно многоклеточных животных, или в физиолога и делать операции мышам, вы берете бинокуляр. В принципе, он вам сгодится и для мелкого ремонта/пайки/часовщических манипуляций. Он увеличивает всего где-то в 1,5-7 раз, причем либо увеличения дискретно переключаются ручкой, как на плите, либо плавно меняется «зум», если стоит линза Барлоу. Тут нужна мощная внешняя подсветка, желательно «гусиная шея» — гнущийся длинный зонд со светодиодом или световод для «холодного» света, не нагревающего объект. Да, ваш объект рассмотрения — опять непрозрачный и крупный.

Если вы хотите поиграть в биолога (ну или им являетесь), и ваша область интересов — клетки и ткани, вы прежде всего должны приготовить из объекта препарат.
Существуют два основных типа препаратов — срез и мазок. Мазок применяется для жидких, суспензионных объектов, и как правило требует минимальной подготовки для превращения в препарат. А вот приготовление срезов — это отдельное, ну не искусство, но ремесло с тысячей нюансов.

Чтобы увидеть изменения на клеточном уровне, вам нужно сделать из некогда живой ткани такой препарат, который видно в микроскоп. Тупо звучит, да? А нет, задача крайне непростая.

— Вам нужно, чтобы ткань более не изменялась, не жила и не протухала, пока вы ее донесете до микроскопа. Для этого ее фиксируют;
— Вам нужно, чтобы фрагмент ткани был тончайшим, прозрачным ломтиком. Иначе вы не сможете на нем сфокусироваться микроскопом, а также осветить его. Точнее, просветить — на микроуровне имеет смысл только освещать поле зрения проходящим сквозь ткань в объектив светом. Для этого нужно приготовить срезы ткани;
— Вам нужно, чтобы разные структуры и клетки ткани были отличимы друг от друга. Да, ткани на микроуровне в микроскоп выглядят, как отрезок пузырчатой пленки, а вы не знали? У жировых мембран и белковых макромолекул нету собственного цвета, и очень немногие клеточные структуры обладают собственной окраской, так что препараты в подавляющем большинстве случаев нужно окрашивать;
— Ну и наконец, даже сделав все это, вы увидите на препарате грязные черные несфокусированные горы чего-то невнятного. Это потому, что все структуры обладают разной прозрачностью, и по-разному преломляют свет. И еще имеют размеры, опасно близкие к длинам волн света (да-да, два слоя липидных молекул, из которых сделаны все клеточные мембраны — это 5 нм против 500 нм у зеленого света, так что дифракция передает привет). Поэтому вам нужно превратить препарат в сплошную оптическую среду — его заключают между предметным и покровным стеклом в специальный состав.
Чтобы биологическая ткань выдержала все эти издевательства, нужно еще десяток разнообразных реактивов и манипуляций, в зависимости от количества/сродства/водорастовримости красителей и типа ткани. Это все и называется гистологией (и выглядит примерно так).

Ах да, гистология — это уже прошлый век, и сейчас используются методы иммуногистохимии, которые позволяют окрасить не просто «все клетки соединительной ткани», «все клеточные ядра», «всю цитоплазму», а например отдельные рецепторы на поверхности клетки, специфический белок какого-нибудь цитоскелета. Вы все могли видеть эти картинки в научных и популярных статьях, выглядит как-то так.

Но тут оптическая микроскопия работает на пределе возможностей, поэтому вступает в дело конфокальная микроскопия. В двух словах принцип заключается в том, что не используют традиционный свет, а используют лазер, быстро сканирующий срез на определенной высоте с очень малой глубиной резкости. Этот принцип позволяет строить изображение очень тонкого участка с разрешением около 100 нм, а также сканировать препарат вглубь, делая Z-стеки — «пачки» снимков по высоте, которые можно затем рассматривать как гифку, «углубляясь» в препарат. Разумеется, в наличии все фишки, которые позволяет делать сам лазер: от возбуждения определенных длин волн (и соответствующих флуоресцентных красителей в ткани) до быстрого сканирования живого объекта и фиксации его движений или внутриклеточных процессов во времени.

Вот бы ссылку на алиэспресс.

Хабр иногда удивляет в хорошем смысле, как и в этот раз — ребёнок неделю назад заговорил о микроскопе, а вот и статья, и так не первый раз

А вот мой путь — мне нужно было точить ножи и снимать фото-видео по качеству получаемой поверхности. Я обошелся дешевой «прищепкой-микроскопом» с Али, подсветка встроенная, цепляется на телефон. Посмотрите, может кому-то этого будет достаточно для вхождения и понять нравится/не нравится.

Пара вещей, про которые даже в мануалах неохотно пишут, касается в первую очередь просмотра и съёмки прозрачных препаратов на высокоапертурных объективах:
1. Все объективы рассчитаны на стекло #1.5 (170мкм толщиной), если прямо не написано иное. Именно такая толщина гарантирует, что не будет сферических аберраций, когда смотрим на сторону покровного стекла, дальнюю от объектива. Японцы, кстати, живут в более идеальном мире, для них погрешность ±3 максимальная, у немцев ±5, что хотя бы купить можно.
2. In close proximity to coverglass — это именно расстояние от покровного стекла и 0,5 мкм вглубь препарата. Та самая апланатическая точка, где нет сферических и хроматических аберраций. Поведение объектива при взгляде глубже, если это не написано прямо, никак производителем не гарантируется.
3. Должны подходить окуляры к объективу. Про проверку и сопоставление хорошо написано у Shinya Inoue «Video Microscopy» (которая без K.Spring, синенькая такая), там достаточно подробно и понятно написано про всю оптику, кроме камеры.
4. Камера тоже должна подходить к объективу. Разрешение объектива (критерий Спэрроу, cut-off frequency) для флуоресцентной микроскопии определяется как 0.94*длина волны/(NAобъектива+NAконденсера), для проходящего света достаточно хорошее приближение длины волны 550нм. Соответственно нужно подобрать увеличение на камере и размер пиксела так, чтобы пиксел был минимум вдвое меньше, чем минимально разрешимый объект по критерию выше. Проверяется это объект-микрометром — этакой линейкой, травленой на покровном стекле. Кладём, фокусируемся, считаем пиксели между рисками. Для количественных измерений и публикаций это критически важно.
5. Если нужно работать на границе разрешения, то очень советую сделать интерполяцию сплайнами фотки, увеличив интерполировав её разиков так в 5-10. В объективе метрика евклидова, а на матрице — по-моему, city block. Софт для обработки часто пишется с расчётом, что всё мило, линейно и циркулярно-симметрично, и в итоге на сырых фотках могут заикаться, что приводит к усилению ВЧ шума и т.н. ringing.