Технические инновации Olympus BX53: новые горизонты микроскопии

Исследовательский микроскоп отличается от рутинного не кратностью, а числом вопросов, на которые он способен ответить. Один и тот же срез можно посмотреть в светлом поле, вытянуть из него рельеф дифференциальным интерференционным контрастом, подсветить флуоресцентной меткой и проверить анизотропию в поляризованном свете — если платформа это позволяет.

Olympus BX53 построен именно как платформа. Ниже — разбор технических решений, которые за этим стоят: оптика, свет, механика и цифровая обвязка.

Краткое описание модели Olympus BX53

BX53 — исследовательский лабораторный световой микроскоп прямой схемы, поставляемый в механическом или полумоторизованном исполнении. Строение штатива предполагает подбор узлов под специализированные либо универсальные задачи, а набор методов контрастирования охватывает практически всю светлопольную и тёмнопольную микроскопию:

• светлое и тёмное поле;
• фазовый контраст;
• поляризация;
• дифференциальный интерференционный контраст (ДИК);
• флуоресценция;
• работа с иммерсией.

Штатив устойчив и сбалансирован по высоте, площади основания и массе. Револьверная головка наклонена вглубь корпуса, освобождая обзор препарата, предусмотрена функция памяти положения наилучшей резкости, а рукоятки фокусировки продублированы слева и справа — это удобно и левшам, и правшам, и при съёмке последовательности срезов. Микроскоп включён в государственный реестр медицинских изделий; при покупке предоставляется бумажная копия регистрационного удостоверения Министерства здравоохранения.

Оптические инновации

Оптическая система — UIS2, скорректированная на бесконечность. Ключевое здесь не аббревиатура, а глубина линейки объективов класса «План», доступных на одном штативе:

• Ахромат — базовая коррекция, рабочая лошадка рутинных задач;
• ПолуАпохромат (флуорит) — повышенная светопропускаемость, пригоден для флуоресценции;
• Апохромат — исправление хроматизма в трёх длинах волн;
• СуперАпохромат — максимальная коррекция, включая ближний ультрафиолет и инфракрасную область.

Диапазон увеличений объективов простирается от 1,25х и 2х до 150х: штатно поставляются 4х, 10х и 40х с окулярами 10х, отдельно доступны 1,25х, 2х, 2,5х, 5х, 20х, 30х, 50х, 60х, 150х и иммерсионный 100х МИ. Стандартный ряд общих увеличений — 40х, 100х, 400х и 1000х, но он не предел: сочетание светодиодного источника, эквивалентного стоваттной галогенной лампе, с апохроматами 100х и 150х и цифровой регистрацией с постобработкой выводит систему за отметку 1500х.

Подобрать штатив, объективы и методы контрастирования под конкретную научную задачу помогают в компании «Арстек» — там же можно заказать микроскоп Olympus BX53 и обсудить конфигурацию с учётом имеющихся камер. Наряду с Olympus компания поставляет технику Leica, Nikon и Zeiss.

Технологии освещения

Осветитель проходящего света центрируется по Кёлеру — то есть изображение нити лампы выводится из плоскости препарата, освещение становится равномерным, а апертурная и полевая диафрагмы начинают работать раздельно. Без правильной настройки по Кёлеру ни ДИК, ни фазовый контраст корректных результатов не дают, сколь угодно хороша при этом оптика.

В штатном исполнении применяется галогенная лампа 12V100WHAL-L (Philips 7724) с предварительной центровкой: 12 В, 100 Вт, средний срок службы около 2000 часов при эксплуатации согласно требованиям. Диапазон регулировки напряжения — от 2 В и ниже до 12,0 В постоянного тока, предусмотрена кнопка предварительной настройки освещённости, позволяющая мгновенно возвращаться к рабочему уровню яркости после просмотра при малом накале. Номинальное напряжение питания — 100–120 или 220–240 В при токе 1,7 / 0,8 А и частоте 50/60 Гц, потребляемая мощность — 140 Вт.

Лампа подобрана со спектром, рассчитанным на микроскопию; источник заметно повышает контрастность изображения препарата. Отдельно доступна светодиодная схема, эквивалентная стоваттной галогенной, — она снимает вопрос выгорания спектра там, где важна воспроизводимость цвета.

За формирование контраста отвечают конденсоры, и их в системе четыре:

• U-LC — для малых увеличений, числовая апертура 0,75, диапазон объективов 2х–60х;
• U-AC2 — Аббе, числовая апертура 1,10, объективы 10х–100х;
• U-SC3 — поворотно-откидной, апертура 0,9–0,1, работает от 1,25х до 100х;
• U-AAC — ахромат-апланат с числовой апертурой 1,40 для объективов 10х–100х.

Каждый снабжён ирисовой апертурной диафрагмой со шкалой числовой апертуры, а не абстрактными делениями: оператор выставляет апертуру диафрагмы под апертуру объектива численно, а не «на глаз».

Эргономические улучшения

Наблюдательные насадки подбираются под сценарий работы. В базовом исполнении BX53 — бинокулярный микроскоп, опционально доступен тринокулярный тубус:

• широкопольный U-TR30-2 и U-TR30NIR с полем зрения 22 и наклоном 30°;
• эргономичный U-TTR-2 с полем 22 и регулируемым наклоном от 5 до 35°;
• суперширокопольный U-SWTR-3 с полем 26,5 и наклоном 30°.

Межзрачковое расстояние регулируется в диапазоне от 50 до 76 мм. Тубусы бывают с переменным углом наклона, выдвижным выносом трубок и регулировкой высоты точки наблюдения — за этим стоит простая мысль: микроскоп подгоняют под человека, а не наоборот, потому что оператор проводит за ним смену целиком.

Предметный столик — прямоугольный, с керамическим покрытием и проводным приводом, размерами 156 × 191 мм. Диапазон перемещения составляет 76 мм по горизонтали и 52 мм по вертикали, препаратодержатель рассчитан на два предметных стекла, а усилие вращения ручек осей X и Y регулируется. Существуют варианты с расположением ручек общих осей снизу справа (U-SVRB-4) и снизу слева (U-SVLB-4).

Интеграция с цифровыми системами

Тринокулярный тубус позволяет подключить от одной до двух камер одновременно. Практический смысл конфигурации с двумя камерами понятен всякому, кто снимал флуоресценцию: одна камера отвечает за чувствительность в слабом сигнале, вторая — за цвет и разрешение в светлом поле, и переключение между ними не требует физической перестановки узла с потерей юстировки.

Цифровая регистрация с последующей обработкой — не косметика, а часть оптической схемы. Именно связка «апохромат высокой апертуры плюс камера плюс постобработка» позволяет вытянуть полезное увеличение за 1500х, тогда как чисто оптический тракт упирается в дифракционный предел.

Практический вывод при выборе конфигурации: начинать стоит не с объективов, а со списка методов, которые лаборатории действительно нужны. Ахроматы и один конденсор Аббе закроют рутину дешевле; суперапохроматы, поворотно-откидной конденсор и две камеры оправданы там, где идёт работа с флуоресценцией и ДИК. Промежуточные варианты платформа допускает — BX53 для того и собран модульно.