[Techniki obserwacji] Mikroskop biologiczny – kontrast fazowy

Komórki hipokampu, kontrast fazowy, x200

Jedną z popularnych technik obrazowania mikroskopowego jest technika kontrastu fazowego. Nie jest tanią metodą, jak np. ciemne pole, ale pozwala na obserwację obiektów niemożliwych do zobaczenia innymi metodami.

 

 

 

 

 

Jak zbudowany jest kontrast fazowy?

W skrócie, do uzyskania tego efektu potrzebne jest kilka elementów. Są to, przede wszystkim, specjalny kondensor i odpowiednie obiektywy. Kondensor różni się tym od standardowego kondensora, że musi być wyposażony w specjalną przysłonę aperturową w formie wyciętego prążka. Obiektywy posiadają w swoim torze optycznym specjalną płytkę fazową z pierścieniem fazowym. Takie obiektywy mogą służyć również do obserwacji w jasnym i ciemnym polu, zaś zwykłych obiektywów nie można zastosować do obserwacji w kontraście fazowym. W zestawie powinien znaleźć się też teleskop centrujący, służący do centrowania (ustawiania) całego zestawu.

Zestaw do kontrastu fazowego na wsuwkach.
Zestaw do kontrastu fazowego tarczowy.

 

Jak działa kontrast fazowy?

By Egelberg (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons
Tak jak widać na powyższym schemacie, światło pada z oświetlacza (zielony kolor) i jego część przechodzi przez płytkę kondensora. Następnie trafia pod kątem na preparat i przechodzi przez obiektyw (czerwone i żółte). Część światła rozprasza się i w wyniku działania efektu dyfrakcji, następuje przesunięcie jego fali. Nasze oko dostrzega dzięki temu obiekty, które w tradycyjnej technice jasnego pola pozostają niewidoczne, gdyż nie absorbują światła, a tylko zmieniają jego fazę. Można w ten sposób obserwować niebarwione preparaty, dostrzegać szczegóły komórek przeżyciowo, bez uśmiercania oglądanych obiektów.

Technikę obserwacji w kontraście fazowym stosuje się powszechnie w cytologii i histologii (badaniach komórek i tkanek). Korzystają z niej również badacze pierwotniaków, grzybów, krwi. Mikroskopy kontrastowo-fazowe są również na wyposażeniu laboratoriów technicznych zajmujących się kryształami i różnymi przezroczystymi strukturami. Różne modele kontrastów fazowych można dokupić do posiadanego modelu mikroskopu z bogatej oferty firmy Delta Optical.

Jak prawidłowo ustawić kontrast fazowy?

Kontrast fazowy tarczowy, widać płytki fazowe kondensora z pierścieniami fazowymi.
Etapy centrowania kontrastu fazowego. Ciemny pierścień – płytka fazowa obiektywu, jasny – kondensora. Pierścienie trzeba ustawić tak, by dokładnie pokrywały się.

Wbrew pozorom nie jest to trudne. Po ustawieniu ostrości na preparacie w okularach, wyjmujemy jeden z nich i w jego miejsce wstawiamy teleskop centrujący. Jest to specjalne urządzenie pozwalające zobrazować jednocześnie dwa pierścienie, ten z kondensora i ten w obiektywie. Kolejny krok, to wycentrowanie krążków względem siebie, tzn. jeden i drugi muszą dokładnie na siebie nachodzić. Robi się to w różny sposób, w zależności od konstrukcji kondensora. Najczęściej przy pomocy specjalnych kluczy lub nawet ręcznie, przesuwając płytkę w kondensorze. Gdy pierścienie są nałożone, można wyjąć teleskop i ponownie włożyć okular do tubusu. Mikroskop jest gotowy do obserwacji. Centrowanie przeprowadzamy dla każdego obiektywu z osobna.

 

 

Warto pamiętać, że kontrast fazowy jest techniką wymagającą dużej ilości światła. Próbując robić zdjęcia lub kręcąc filmy z zastosowaniem tej techniki, należy liczyć się z dłuższymi czasami ekspozycji kamery lub większym poziomem szumu. Najlepiej w tym celu posługiwać się kamerami charakteryzującymi się dobrymi parametrami w warunkach ograniczonej ilości światła.

Tkanki zwierzęce w jasnym polu (góra) i kontraście fazowym (dół), widać różnicę w obrazowaniu.
Macica z jajami nicienia, kontrast fazowy, powiększenie 200x.
Komórki w hodowli tkankowej, kontrast fazowy, powiększenie x200.
Komórki żywej krwi w kontraście fazowym, powiększenie 1000x.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *