Иммерсионный способ микроскопического наблюдения предполагает введение между объективом прибора и изучаемым объектом специальной жидкости. Она обеспечивает усиление яркости и расширение границ увеличения изображения. Таким образом, объект можно значительно приблизить и рассмотреть самые мелкие его элементы, не меняя оборудования. Соответственно, жидкость именуется иммерсионной. В качестве нее могут выступать самые разные составы. Наиболее популярным считается иммерсионное масло. Рассмотрим его особенности подробнее.
Общие сведения
Первое масло иммерсионное для микроскопии было кедровым. Однако оно имело один существенный недостаток. С течением времени его свойства изменялись, и оно не позволяло получать желаемые результаты. На открытом воздухе жидкость начинала постепенно уплотняться (вплоть до отвердения). Соответственно, изменялся и показатель преломления. В 20 столетии стали выпускать синтетическое иммерсионное масло. У этой жидкости указанного выше недостатка не было.
Иммерсионное масло: стандарты
Ключевые параметры жидкости установлены в ГОСТ 13739-78. Согласно стандарту, иммерсионное масло обладает:
- показателем преломления nd = 1,515±0,001;
- коэффициентом пропускания в спектральном диапазоне от 500 до 700 нм при толщине слоя 1 мм – 95%, от 400 до 480 нм – 92%;
Оптимальной температурой, при которой может применяться иммерсионное масло, считается 20 градусов. Существуют также международные стандарты. В соответствии с ISO 8036/1, показатель преломления составляет 1,518 + 0,0005, а коэффициент пропускания при слое 10 мм для спектрального диапазона от 500 до 760 нм – 95%, а при 400 нм – 60%.
Указанным параметрам соответствует масло иммерсионное нефлуоресцирующее. В стандарте ISO 8036-1/2 определены показатели жидкости для люминесценции. Коэффициент пропускания при спектральном диапазоне от 500 до 700 нм в слое 10 мм составляет 95%, от 365 до 400 нм – 60%.
Сложности расхождений параметров
Выявляемое отличие в указанных выше стандартах может привести к ухудшению работы определенного объектива при использовании несоответствующей ему жидкости. В результате:
- Снижается контраст вследствие возникновения сферической аберрации.
- Окрашивается поле на объекте исследования.
- Освещенность в плоскости изучаемого предмета и на участке формирования его изображения становится неравномерным.
- Картинка становится нерезкой.
Нюансы
Оптические микроскопы обладают верхним пределом разрешающей способности немного больше 100 крат. На таком уровне увеличения освещение исследуемого предмета должно быть качественным. В противном случае полученное изображение будет настолько темным, что рассмотреть объект будет просто невозможно. Дело в том, что преломление и рассеивание света происходит между покровным стеклом и объективом. Иммерсионное масло способствует большему его захвату. В результате изображение становится более четким.
Особенности преломления света
Как получается четкая картинка? В различных средах преломление света происходит по-разному. Например, углы преломления лучей в воздухе и стекле отличаются. В первом случае показатель 1.0, во втором – 1.5. В этом состоит основная проблема.
Использование масла позволяет уменьшить показатель преломления лучей, которые проходят через исследуемый объект. Дело в том, что жидкость имеет тот же параметр, что и стекло. В результате формируется однородная среда между слайдом и объективом, и большая часть света, проходящего через предмет, попадает в прибор. Так получается четкое изображение.
Технические моменты
Как правило, на корпусах объективов, предназначенных для иммерсии, присутствует гравировка Oil. Сам же элемент используется тогда, когда необходима апертура от 1.0 и более. Такие "иммерсионные" объективы применяются при непосредственном погружении в жидкость. В этой связи они полностью герметичны. Это обеспечивает высокую защиту от повреждения линз маслом.
Классификация
На практике используются масла двух вязкостей: высокой (тип В) и низкой (А). Зачастую на упаковке можно встретить информацию о коэффициенте преломления. К примеру, выпускают масло иммерсионное (100 мл), коэффициент преломления которого равен 1.515. Жидкости, обладающие низкой вязкостью, применяют к воздушному пространству, а с высокой – вместе с конденсорами.
Правила использования
Чтобы получить четкое изображение исследуемого объекта, нужно следовать достаточно простым рекомендациям:
- Найти изучаемый предмет на слайдере по центру поля на небольшом увеличении. Для этого используется объектив малой кратности.
- Повернуть револьверное устройство.
- Ввести объектив 100 крат в рабочее положение.
- Поместить каплю масла на стекло слайда, вторую – на линзу.
- Отрегулировать рабочее расстояние точной фокусировкой до появления четкой картинки объекта.
При работе необходимо соблюдать осторожность. Важно не допустить попадание воздуха между покровным стеклом и объективом.
Масло иммерсионное "Минимед"
Жидкость применяется при работе с ахроматическими и апохроматическими объективами любого типа приборов, кроме люминесцентных. Как отмечают специалисты, использовавшие это иммерсионное масло, оно обладает несколькими полезными свойствами. Жидкость существенно улучшает видимость объекта, минимизирует блики, потерю света и аберрации оптики. Применение масла значительно расширяет диапазон возможностей оборудования.
Очистка оборудования
После работы с иммерсионным маслом необходимо привести в порядок прибор. Очистку нужно осуществлять до того, как объектив высохнет. Для удаления остатков масла используется чистая бумага для линз. Свернутым листом очищают все стеклянные поверхности. Бумагу для объективов следует смочить специальным раствором и удалить остатки масла.
Историческая справка
Первым ученым, объяснившим механизм иммерсии, был Роберт Гук. В 1678 г. вышла его книга Microscopium, в которой были даны все пояснения. В 1812 г. иммерсия была предложена в качестве средства исправления аберраций объектива. Автором идеи стал Дэвид Бюстер. Приблизительно в 1840 г. были изготовлены первые иммерсионные объективы. Создателем их являлся Д.Б. Амичи. Изначально в качестве иммерсионной жидкости исследователи использовали анисовые масла. Показатель преломления был приближен к таковому у стекла.
