Conceitos Básicos em Microscopia

•  Introdução à Microscopia - Os microscópios são instrumentos ópticos especializados, projetados para produzir imagens ampliadas de espécimes que são pequenos demais para serem vistos a olho nu. Além de projetos complexos com objetivos e condensadores, os microscópios também consistem em instrumentos de lentes simples muito simples, que geralmente são portáteis, como uma lente de aumento comum. Faça o

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Faça os exercícios de Fixação: Exercício n. 01

•  Como o microscópio forma imagens - Os microscópios ópticos pertencem a uma classe de instrumentos que são chamados de difração limitada , significando que a resolução é determinada em parte pelo número de ordens de difração criadas pelo espécime que pode ser capturado com sucesso pelo objetivo e imaginado por o sistema óptico.
   Abertura e resolução numérica - A abertura numérica de uma objetiva de microscópio é a medida de sua capacidade de coletar luz e de resolver detalhes de amostras finas enquanto trabalha a uma distância de objetos fixos (ou espécimes). A resolução é determinada pelo número de ordens de frente de onda difratadas capturadas pelo objetivo.
   A função de dispersão de pontos - A função de dispersão de pontos ideal (PSF) é o padrão de difração tridimensional de luz emitida por uma fonte pontual infinitamente pequena na amostra e transmitida ao plano da imagem de um microscópio (ou outro instrumento óptico limitado por difração) através de um objetivo de alta abertura numérica (NA) ou sistema de lentes.
   Iluminação e o Microscópio Trem Óptico - O desenho de um microscópio ótico deve assegurar que os raios de luz sejam organizados e precisamente guiados através do instrumento. A iluminação da amostra é a variável controlável mais importante na obtenção de imagens de alta qualidade em microscopia e imagem digital.
   Iluminação de Köhler - A iluminação da amostra é a variável mais importante na obtenção de imagens de alta qualidade em microscopia e fotomicrografia crítica. A iluminação Köhler foi introduzida pela primeira vez em 1893 por August Köhler, da corporação Carl Zeiss, como um método de fornecer a iluminação ideal do espécime.
   Microscópio Sistemas Ópticos - Os objetivos do microscópio são, talvez, os componentes mais importantes de um microscópio óptico, pois são responsáveis ​​pela formação primária da imagem e desempenham um papel central na determinação da qualidade das imagens que o microscópio é capaz de produzir. Outros componentes incluem o coletor de iluminação, condensador e oculares.
   Objetivos do microscópio - O componente mais importante de um microscópio óptico é o objetivo do microscópio. Os objetivos são responsáveis ​​pela formação primária da imagem e desempenham um papel central no estabelecimento da qualidade das imagens que o microscópio é capaz de produzir.
   Melhorando o contraste em microscopia óptica - As técnicas de aprimoramento de contraste para microscopia de luz transmitida descritas nesta seção representam uma variedade de métodos na preparação de amostras, bem como truques ópticos que geram mudanças de intensidade que são úteis para observação e geração de imagens.
   Microscopia de Fluorescência - Devido aos perfis de emissão altamente sensíveis, resolução espacial e alta especificidade em termos de sinal-ruído e contraste, a microscopia de fluorescência está rapidamente se tornando uma importante ferramenta em genética e biologia celular, e permanece na vanguarda da pesquisa biomédica com a introdução contínua de novas técnicas.
   Microscopia de Luz Refletida - A microscopia de luz refletida é freqüentemente chamada de luz incidente, epi-iluminação ou microscopia metalúrgica e é o método de escolha para fluorescência e para amostras de imagens que permanecem opacas mesmo quando moídas a uma espessura de 30 micrômetros usando contraste convencional Técnicas de melhoria.
   Modos de contraste em microscopia de luz refletida - Em sua configuração padrão, um microscópio de luz refletido típico é prontamente equipado para examinar amostras de amplitude (absorção) usando luz incidente de campo claro. Através da adição de componentes auxiliares, uma variedade de mecanismos de aprimoramento de contraste pode ser introduzida.
   Entendendo a Imagem Digital - Esta discussão destina-se a ajudar a entender os fundamentos da detecção de luz, as propriedades fundamentais das imagens digitais e os critérios relevantes para a seleção de um detector adequado para aplicações específicas.
   Uso Prático do Microscópio - Se certas diretrizes simples forem seguidas, será uma pequena questão de tempo até que um iniciante seja capaz de obter uma imagem de alta qualidade. Na verdade, você pode se surpreender com a facilidade de montar o microscópio corretamente para produzir imagens bonitas e nítidas.
   Microscopia no uso cotidiano - Embora o projeto convencional de microscópio não tenha sido necessariamente um problema para o uso a curto prazo, as sessões de longo prazo criaram no passado problemas para os cientistas e técnicos que usaram os instrumentos. A ergonomia está preocupada em encontrar um melhor ajuste entre os microscópios de pessoas.
   Cuidado e Manutenção do Microscópio - Os microscópios freqüentemente representam um investimento significativo de recursos e são instrumentos ópticos sofisticados que exigem manutenção e limpeza periódicas para garantir o sucesso da microscopia e imagens perfeitas.
   Microscopia: Perspectiva Histórica - Por muitos séculos, a construção de microscópios e sistemas ópticos subjacentes foi inteiramente uma questão de artesanato cosmético exterior, com o design de componentes ópticos ficando para trás seriamente atrás dos avanços na fabricação de corpos e molduras de microscópio.
  Tutoriais Interativos
   Percursos Ópticos no Microscópio de Luz Transmitida - O desenho de um microscópio óptico deve assegurar que os raios de luz sejam organizados e precisamente guiados através do instrumento. Este tutorial interativo explora a função dos diafragmas de campo e de abertura do condensador de um microscópio de luz transmitida.
   Alinhamento de Microscópio para Iluminação de Köhler - A iluminação da amostra é a variável mais importante na obtenção de imagens de alta qualidade em microscopia e fotomicrografia crítica ou imagem digital. Este tutorial interativo explora como estabelecer a iluminação Köhler em um microscópio de luz transmitida.
   Especificações objetivas - Os objetivos do microscópio são sistemas óticos de precisão que apresentam uma ampla gama de ampliações, abertura numérica, mídia de imersão, aplicativos de contraste especializados e outras propriedades. Este tutorial interativo examina as especificações encontradas em objetivos típicos.
   O conceito de ampliação - Um simples microscópio ou lente de aumento (lente) produz uma imagem do espécime sobre o qual o microscópio ou a lupa está focalizado. Este tutorial interativo explora como uma simples lente de aumento opera para criar uma imagem virtual da amostra na retina do olho humano.
   Planos Conjugados de Microscopia - Os planos conjugados críticos para o estabelecimento de iluminação adequada no microscópio são examinados neste tutorial interativo. Quatro planos conjugados podem ser colocados simultaneamente em foco: o diafragma de campo, o plano de amostra, o plano de imagem intermediário (onde o retículo está posicionado) e o olho humano.
   Microscópio de Comprimento de Tubo Fixo Planos de Campo Conjugados - A relação geométrica entre os planos de imagens no microscópio óptico de comprimento de tubo fixo tradicional (normalmente 160 milímetros) é explorada neste tutorial. Na maioria das etapas de imagem no trem óptico do microscópio, a imagem é real e invertida, mas uma imagem virtual também é produzida em um dos planos da imagem.
   Microscópio de Infinidade Corrigido Planos de Campo Conjugados - A maioria dos microscópios de pesquisa modernos são equipados com objetivos corrigidos infinitamente que não projetam mais a imagem intermediária diretamente no plano intermediário da imagem. A luz emergindo desses objetivos é focada no infinito, e uma segunda lente, conhecida como lente tubular, forma a imagem em seu plano focal.
   Infinity Optical System Basics - Os sistemas ópticos de microscopia com correção infinita são projetados para permitir a inserção de dispositivos ópticos auxiliares no caminho óptico entre a objetiva e as oculares sem introduzir aberração esférica, exigindo correções de foco ou criando outros problemas de imagem.
   Função do diafragma da íris de campo - Quando o microscópio está adequadamente configurado para iluminação Köhler, o diafragma de campo é visualizado no mesmo plano conjugado da amostra e, de fato, todos os planos conjugados de formação de imagens são simultaneamente captados e podem coletivamente ser observado durante o exame de uma amostra nas oculares.
   Abertura Numérica e Geometria do Cone de Luz - A capacidade de captação de luz de uma objetiva de microscópio é expressa em termos da abertura numérica , que é uma medida do número de raios de luz de formação de imagem altamente difratados capturados pelo objetivo. Este tutorial interativo explora o efeito da abertura numérica na geometria do cone de luz.
   Formação de disco arejado - Quando uma imagem é formada no plano de imagem focalizado de um microscópio óptico, cada ponto na amostra é representado por um padrão de difração de ar com uma distribuição finita. Este tutorial interativo explora a origem dos padrões de difração aérea formados pela abertura traseira da objetiva do microscópio e observados no plano intermediário da imagem.
   Freqüência espacial e resolução da imagem - Quando uma grade de linhas é visualizada no microscópio, uma série de imagens conoscópicas representando a abertura da íris do condensador pode ser vista no plano focal traseiro da objetiva. Este tutorial explora a relação entre a distância que separa essas imagens de abertura da íris e o espaçamento periódico (freqüência espacial) das linhas na grade.
  Imagens Conoscópicas de Estruturas Periódicas - Este tutorial explora a relação recíproca entre espaçamentos de linha em uma grade periódica (simulando uma amostra) e a separação da imagem conoscópica no plano de abertura objetiva. Quando a grade de linhas possui amplos espaçamentos periódicos, várias imagens da abertura da íris do condensador aparecem no plano focal traseiro da objetiva.
   Abertura numérica e resolução de imagem - A imagem formada por uma objetiva no plano de imagem intermediária de um microscópio é um padrão de difração produzido por ondas esféricas saindo da abertura traseira e convergindo para o ponto focal. Este tutorial explora os efeitos da abertura numérica objetiva no tamanho dos padrões do disco Airy.
   Aspectos Fundamentais dos Padrões de Disco Aéreo - Este tutorial explora como o tamanho do padrão de disco Airy muda com a abertura numérica objetiva e o comprimento de onda da iluminação. Ele também simula a abordagem aproximada de dois padrões de Airy à medida que se aproximam do critério de Rayleigh para determinar a capacidade de resolver dois objetos próximos no microscópio.
   Imersão em óleo e índice de refração - Uma maneira de aumentar o poder de resolução óptica do microscópio é usar líquidos de imersão entre a lente frontal da objetiva e a lamínula. Este tutorial explora como as mudanças no índice de refração do meio de imagem podem afetar como os raios de luz são capturados pelo objetivo, que tem uma abertura angular arbitrariamente fixa de 65 graus.
   Abertura numérica do condensador - O tamanho e a abertura numérica do cone de luz emitida por um condensador de subestágio são determinados pelo ajuste do diafragma de abertura. Este tutorial interativo examina como a alteração do tamanho da abertura do diafragma de abertura da íris altera o tamanho e o ângulo do cone de luz.
   Função Diafragma de Abertura do Condensador - O tamanho e abertura numérica do cone de luz produzido pelo condensador é determinado pelo ajuste do diafragma de abertura. O uso apropriado do diafragma de íris de abertura ajustável (incorporado no condensador ou logo abaixo dele) é de importância significativa para garantir iluminação, contraste e profundidade de campo corretos.
   Cones de Luz do Condensador - É fundamental que o cone de luz do condensador seja ajustado adequadamente para otimizar a intensidade e o ângulo de luz que entra na lente frontal objetiva. Cada vez que o objetivo é alterado, um ajuste correspondente deve ser realizado no condensador para fornecer o cone de luz adequado para coincidir com a abertura numérica do novo objetivo.
   Correção de espessura de lamínula - Objetivas secas de alta ampliação são frequentemente sujeitas a artefatos de aberração devido a variações na espessura e dispersão do vidro de cobertura. Este tutorial demonstra como os elementos internos da lente em tal objetivo podem ser ajustados para corrigir essas flutuações.
   Profundidade de Foco e Aberração Esférica - Explore os aspectos tridimensionais da aberração esférica que é gerada ao criar imagens profundas em espécimes usando a seção meridional de uma função de difusão de ponto com este tutorial interativo. A aberração esférica é um problema significativo quando se visualizam espécimes em meio aquoso.
   Lightpaths de Microscópio Invertido - Microscópios com um quadro de estilo invertido são projetados principalmente para aplicações de imagens de células vivas e são capazes de produzir iluminação de fluorescência através de um percurso óptico e episcopal. Este tutorial interativo explora as vias de iluminação no microscópio de cultura de tecido invertido de nível de pesquisa Zeiss Observer.
   Caminhos ópticos de microscopia de luz refletida - A microscopia de luz refletida é freqüentemente chamada de luz incidente, epi-iluminação ou microscopia metalúrgica e é o método de escolha para fluorescência e para amostras de imagem que permanecem opacas mesmo quando moídas até a espessura de 30 micrômetros.
  Biblioteca de Referência
   Princípios Básicos em Microscopia Óptica - Uma lista dos melhores livros que fornecem um conhecimento geral dos princípios e práticas da microscopia óptica, bem como uma introdução às técnicas de aprimoramento de contraste. Os volumes listados aqui são úteis tanto na sala de aula quanto no laboratório de pesquisa.
   Microscópio Sistemas Ópticos - O trem óptico do microscópio consiste tipicamente de um iluminador (incluindo a fonte de luz e a lente colectora), um condensador, espécime, objectiva, ocular e detector, que é alguma forma de câmara ou o olho do observador. Estes componentes são frequentemente complementados com elementos ópticos que melhoram o contraste.
   Contraste de amostra - O controle do contraste da imagem em um sistema ótico de microscópio depende de vários fatores, principalmente a definição de diafragmas de abertura, grau de aberração no sistema óptico, o sistema de contraste óptico empregado, o tipo de amostra e o detector óptico.
   Microscopia de Contraste de Fase - O contraste de fase foi introduzido na década de 1930 para teste de espelhos de telescópio e foi adaptado pelos laboratórios da Carl Zeiss em um microscópio comercial pela primeira vez vários anos depois. A técnica fornece um excelente método para melhorar o contraste em amostras biológicas não coradas.
   Microscopia de Contraste de Interferência Diferencial (DIC) - O contraste de interferência diferencial converte os gradientes no comprimento do caminho óptico da amostra em diferenças de amplitude que podem ser visualizadas como contraste aprimorado na imagem resultante. Imagens produzidas em microscopia DIC têm aparência distinta de sombras
   Microscopia de Fluorescência - A aplicação de iluminação de fluorescência e detecção em microscopia óptica deu início a uma ampla gama de aplicações avançadas para imagens de células vivas eobservações in vivo . Os artigos tabulados nesta seção discutem os aspectos básicos da fluorescência, configuração do microscópio, sondas fluorescentes, software, fontes de luz, detectores, objetivos, conjuntos de filtros e uma variedade de outros tópicos pertinentes.
   Microscopia de Luz Polarizada - O microscópio de luz polarizado é projetado para observar espécimes que são visíveis devido ao seu caráter birrefringente. Os microscópios de polarização devem estar equipados com um polarizador , posicionado no caminho da luz antes da amostra, e um analisador colocado no caminho óptico entre a abertura traseira objetiva e os tubos de observação ou porta da câmera.
   Ergonomia do microscópio - Embora o design convencional do microscópio não tenha sido necessariamente um problema para o uso a curto prazo, as sessões de longo prazo criaram no passado problemas para os cientistas e técnicos que usaram os instrumentos. Os operadores de microscópio geralmente precisam assumir uma posição incomum e desafiadora.

Conceitos Básicos e Iniciais

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Exercício de Fixação

Leitura Obrigatória!

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Microscópio e Microscopia desde 1.960

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1. Prefácio - Capa - Desenho Representativo

Óptica Geométrica

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Reparando Microscópios AO

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Reparando Microscópios AO

Manuais e catálogos de microscópio Spencer AO (American Optical)

Sou entusiasta do microscópio e microscopista profissional, se você preferir, e os microscópios que não possuo em termo de conhecimentos não poderiam serem pagos pois conhecimento não tem preço, embora fosse difícil comprar algo realmente melhor - eles são excelentes!) São AO ( American Optical) ou AO Spencer.

Como todos esses instrumentos datam das décadas de 1950 e 1960 ou antes, as informações sobre eles estão se tornando cada vez mais difíceis de encontrar. . . então aqui vão de mão beijada para vcs (somente os alunos da ONG CPMA) no caso; você! 

Uma lição de história

Clique aqui para encontrar (interpolar pode ser mais preciso) a data de fabricação do seu escopo AO Spencer a partir do número de série (um arquivo pdf de 122 KB, cortesia de Jim Solliday) ] Nota: shussh. . . fique quieto, pois a B&L era uma concorrente feroz da AO Spencer, mas você também pode datar o seu microscópio B&L (Bausch & Lomb) aqui. ;-)

Charles Spencer foi o primeiro fabricante americano de microscópios, publicando seu primeiro catálogo em 1838. Mais tarde, em 1865, ele começou a operar como CA Spencer & Sons . Entre 1890 e 1895, a empresa operou com o nome de Spencer & Smith , mas em 1895 tornou-se a Spencer Lens Company .  A American Optical comprou a Spencer Lens Company em 1935 e em 1945 era conhecida como a Divisão de Instrumentos da American Optical Company . (fonte: http://www.scripophily.net/amopcom.html )

Antes de 1961 , os telescópios Spencer Lens Co. e AO (American Optical) e seus objetivos eram corrigidos para um tubo de 160 mm de comprimento . . . com uma exceção importante - os objetivos metalúrgicos , ao contrário, foram corrigidos para o infinito .  

Em 1961 , a AO (American Optical, com o advento dos escopos das séries 10 e 20) pulou para a correção do infinito em todas as suas novas linhas de microscópios. Os objetivos ainda eram 34mm parfocal * *, como eram antes desta época, mas agora foram corrigidos para um comprimento de tubo infinito em vez de 160 mm, continuando nos escopos das séries 110 e 120 (1980 - 1985).

Um pdf de uma varredura de um excelente artigo -  "Cem Anos de Microscopia nos Estados Unidos", de Oscar W. Richards - foi contribuído por Dave Jackson e está hospedado no site de Eldred Spell. Clique aqui para baixar o arquivo pdf de 6,3MB. Este artigo de 15 páginas fornece uma excelente visão geral não apenas das contribuições da Spencer Lens, AO Spencer e American Optical à microscopia, mas também de outros fabricantes. 

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