Která čočka objektivu mikroskopu má nejmenší zvětšení?

Rychlá odpověď: Na většině standardních složených mikroskopů má čočka objektivu 4x nejmenší zvětšení a běžně se nazývá skenovací objektiv . Díky širokému zornému poli a relativně dlouhé pracovní vzdálenosti je užitečný pro lokalizaci a centrování preparátu před přepnutím na 10x, 40x nebo vyšší zvětšení. Specializované výzkumné a průmyslové systémy však mohou také používat objektivy 1x, 2x, 2,5x nebo jiné objektivy s malým zvětšením.

Klíčové věci

• 4x skenovací objektiv je obvykle objektiv s nejnižším výkonem na standardním učebním nebo laboratorním mikroskopu.

• S okulárem 10x poskytuje objektiv 4x celkové vizuální zvětšení 40x.

• Spuštění na nízkém výkonu poskytuje širší pohled, usnadňuje ostření a snižuje riziko kontaktu objektivu s diapozitivem.

• Zorné pole, numerická apertura, rozlišení a pracovní vzdálenost závisí na konkrétním objektivu a systému mikroskopu; samotné zvětšení je neurčuje.

• Specializované OEM a průmyslové mikroskopy mohou používat objektivy pod 4x, proto je třeba vždy zkontrolovat gravírované zvětšení a datový list výrobce.

Která čočka objektivu má nejmenší zvětšení?

4x čočka objektivu

V běžném složeném mikroskopu vybaveném objektivy 4x, 10x, 40x a 100x poskytuje objektiv 4x nejmenší zvětšení objektivu . Obvykle se vybírá jako první, protože ukazuje větší plochu vzorku a usnadňuje lokalizaci oblasti zájmu.

Když vizuální pozorování používá 10x okulár, celkové zvětšení se vypočítá takto:

Celkové vizuální zvětšení = zvětšení objektivu × zvětšení okuláru

Proto objektiv 4x používaný s okulárem 10x poskytuje celkové vizuální zvětšení 40x.

Popisné názvy nejsou zcela konzistentní. Některé vzdělávací materiály nazývají objektiv 4x 'nízký výkon' a objektiv 10x 'střední výkon'. Zvětšení vyryté na tubusu objektivu je spolehlivější než popisný název.

Proč byste měli začít s cílem s nejnižší spotřebou?

Z několika praktických důvodů se doporučuje začít s objektivem 4x.

Širší zorné pole

Objektiv s nižším výkonem obvykle zobrazuje větší plochu vzorku. To pomáhá uživateli najít vzorek, rozpoznat jeho celkovou strukturu a vycentrovat oblast, která bude později zkoumána při větším zvětšení.

Snazší počáteční zaostření

Objektiv 4x je obecně méně citlivý na malé změny zaostření než objektiv s vyšším výkonem. Uživatelé mohou snáze zobrazit vzorek před přechodem na 10x nebo 40x.

Více pracovní vůle

V rámci konvenční řady objektivů mají objektivy s nižším zvětšením obecně delší pracovní vzdálenost. To poskytuje větší vůli mezi předním prvkem objektivu a sklíčkem, což snižuje riziko náhodného kontaktu. Skutečná pracovní vzdálenost se stále liší podle konstrukce objektivu a je třeba ji zkontrolovat v datovém listu modelu.

Recenzovaná studie Scientific Reports dokumentovala mikroskopický systém využívající a Objektiv 5x/0,15 NA s pracovní vzdáleností 12 mm a zorným polem 2,6 × 2,6 mm ve srovnání s objektivem 10x/0,30 NA s pracovní vzdáleností 11 mm a zorným polem 1,3 × 1,3 mm . Tyto hodnoty specifické pro systém ilustrují, jak se společně mění zvětšení, NA, pracovní vzdálenost a zorné pole; neměly by být považovány za univerzální specifikace pro každý objektiv 5x nebo 10x.

Bezpečnější přechod k vyššímu výkonu

Jakmile je preparát zaostřen a vycentrován na 4x, je snazší přejít na objektiv s větším zvětšením, aniž by došlo ke ztrátě oblasti zájmu. Opětovné vycentrování je důležité, protože viditelná plocha vzorku se s rostoucím zvětšením zmenšuje.

Jak se mění zorné pole, číselná apertura a pracovní vzdálenost

Zvětšení ovlivňuje to, co uživatel vidí, ale nepopisuje úplný optický výkon objektivu.

Zorné pole

Pro vizuální pozorování okulárem lze přibližný průměr pole vzorku vypočítat takto:

Průměr pole vzorku ≈ číslo pole okuláru ÷ zvětšení objektivu

Například mikroskop s číslem pole 20 by poskytl následující přibližná zorná pole:

Toto jsou vypočítané příklady, nikoli univerzální specifikace. Mikroskop s jiným číslem pole, konfigurací tubus-čočka, reléovou optikou nebo kamerovým systémem vytvoří jiné zorné pole.

Numerická clona a rozlišení

Numerická apertura (NA) popisuje schopnost objektivu přijímat světlo tvořící obraz a rozlišovat jemné detaily vzorku. Vyšší zvětšení automaticky nezaručuje lepší rozlišení; užitečné rozlišení také závisí na NA, vlnové délce osvětlení, optické korekci, kontrastu vzorku a vyrovnání systému.

Například běžná planachromatická série může používat NA přibližně 0,10 při 4x, 0,25 při 10x a 0,40 při 20x. Tyto hodnoty jsou spíše reprezentativními příklady než specifikacemi pro každý cíl. Vždy používejte NA vyryté na hlavni nebo uvedené v datovém listu výrobce.

Při použití Rayleighova vztahu diskutovaného v Goodwinově recenzovaném hodnocení, D = 0,61λ/NA, Světlo 550 nm poskytuje teoretické hodnoty laterálního rozlišení přibližně 3,36 um při NA 0,10, 1,34 um při NA 0,25 a 0,84 um při NA 0,40 . Jedná se spíše o vypočítané odhady difrakce než o zaručené systémové specifikace; skutečný výkon také závisí na osvětlení, kontrastu, aberacích, vzorkování a zarovnání.

Uvádí to recenzovaný Biophysics Reviews článek Světlo 500 nm s objektivem NA 1,4 odpovídá teoretickému prostorovému rozlišení 178 nm, přičemž zorné pole při 100x je více než šestkrát menší než při 40x . Autoři také poznamenávají, že převzorkování se zbytečně malými pixely fotoaparátu nepřidává optické rozlišení a může snížit citlivost detekce. To posiluje, proč musí být zvětšení, NA, velikost pole a vzorkování detektoru vyhodnocovány společně.

Pracovní vzdálenost

Pracovní vzdálenost je vzdálenost mezi předním prvkem objektivu a preparátem nebo krycím sklíčkem, když je obraz zaostřený. Obecně se zkracuje, jak se zvětšení a NA v rámci konvenční série zvyšují, ale důležité výjimky jsou objektivy na dlouhé pracovní vzdálenosti a specializované objektivy. Z tohoto důvodu by jedna pevná hodnota pracovní vzdálenosti neměla být publikována pro každý objektiv 4x, 10x nebo 40x.

V recenzovaném článku Review of Scientific Instruments byl uveden specializovaný cíl, který se spojil NA 0,40 s 18,2 mm pracovní vzdáleností při 852 nm skrz 5 mm okno z taveného oxidu křemičitého; uváděný design poskytoval zorné pole s omezenou difrakcí 0,61 mm a rozlišení 1,3 µm . Jedná se o účelově vytvořený výzkumný návrh, nikoli o typický katalogový objektiv, ale potvrzuje, že pracovní vzdálenost je spíše proměnnou designu než pevným důsledkem zvětšení.

Existují objektivy pod 4x?

Ano. Objektiv 4x je obvykle čočka s nejnižším výkonem na standardním výukovém mikroskopu, ale není to nejmenší zvětšení dostupné u všech mikroskopů a zobrazovacích systémů.

Specializované výzkumné, kontrolní a OEM zobrazovací systémy mohou používat 1x, 2x, 2,5x nebo jiné objektivy s malým zvětšením, pokud vyžadují větší pole objektu, delší pracovní vzdálenost nebo širší přehled vzorku.

Nízké zvětšení také nemusí nutně znamenat nízkou rozlišovací schopnost. V recenzované studii eLife McConnell a kolegové prokázali specializovanou 4x mesolens s NA 0,47 a zorným polem 6 mm; rozlišoval detaily lépe než 1 µm a podporoval trojrozměrné zobrazování vzorků až do tloušťky 3 mm . Výsledek ilustruje, proč musí být zvětšení, NA, velikost pole a pracovní vzdálenost vyhodnocovány společně.

Například, Mikroobjektiv Band Optics MC-LD-2X je 2x objektiv specifický pro daný model s NA 0,055, pracovní vzdáleností 25 mm a zorným polem Ø16,5 mm v rozsahu vlnových délek 430–670 nm. Tyto obrázky popisují tento specifický optický design a neměly by být považovány za univerzální hodnoty pro všechny objektivy 2x.

Nejpřesnější odpověď je tedy:

Na většině standardních složených mikroskopů má 4x skenovací objektiv nejmenší zvětšení. Na specializovaných systémech může být nejnižší nainstalovaný objektiv 1x, 2x, 2,5x nebo jiná hodnota.

Jak určit cíl s nejnižší spotřebou

Používejte raději vyryté specifikace, než abyste se spoléhali pouze na velikost nebo barvu čočky.

1. Zkontrolujte označení zvětšení. Hledejte hodnoty jako 2x, 4x, 10x nebo 40x. Nejmenší instalovaná hodnota je cíl s nejnižším výkonem.

2. Přečtěte si numerickou aperturu. Označení jako 4x/0,10 označuje 4x zvětšení objektivu a NA 0,10.

3. Zkontrolujte označení optického systému. Objektivy s korekcí na nekonečno jsou obvykle označeny symbolem nekonečna, zatímco objektivy s konečnou konjugací mohou ukazovat délku trubice, například 160 mm.

4. Potvrďte ponorné médium. Objektivy mohou být navrženy pro suché použití, olej, vodu, glycerol nebo jiné specifikované médium.

5. Barevné pruhy používejte pouze jako sekundární vodítko. Červený pruh běžně označuje objektiv 4x, ale vyrytá specifikace a datový list zůstávají směrodatnými zdroji.

Jak bezpečně používat 4x skenovací objektiv

1. Umístěte mikroskop na stabilní povrch a připravte osvětlení podle pokynů výrobce.

2. Otáčejte nosičem objektivů, dokud objektiv 4x nezapadne na místo.

3. Zajistěte sklíčko a umístěte preparát nad dráhu osvětlení.

4. Přemístěte preparát do zorného pole pomocí zaostřovacího postupu určeného pro mikroskop.

5. Před přepnutím na 10x nebo 40x vycentrujte oblast zájmu.

6. Po zvýšení zvětšení pečlivě upravte obraz a v případě potřeby použijte jemné zaostření.

Při čištění nejprve odstraňte uvolněný prach pomocí vhodného ventilátoru čistého vzduchu. Používejte ubrousek na čočky optické kvality a pouze čisticí kapalinu doporučenou pro konkrétní objektiv. Nepředpokládejte, že jedno rozpouštědlo nebo metoda čištění je bezpečná pro každý optický povlak nebo sestavu.

Kdy je potřeba vlastní cíl s malým zvětšením?

Standardní objektiv 4x mikroskopu nemusí splňovat všechny průmyslové nebo OEM zobrazovací požadavky. Pokud systém vyžaduje určité zorné pole, pracovní vzdálenost, rozsah vlnových délek, formát snímače, numerickou aperturu, mechanickou obálku nebo konfiguraci tubusových čoček, může být zapotřebí speciální objektiv nebo objektiv pro konkrétní aplikaci.

Než požádáte o přezkoumání návrhu optiky, definujte následující požadavky:

• Zvětšení cíle a zorné pole

• Požadovaná pracovní vzdálenost

• Formát snímače a velikost pixelů

• Numerická clona nebo cíl rozlišení

• Vlnová délka a rozsah povlaku

• Ohnisková vzdálenost tubus-čočka nebo konečná konjugovaná vzdálenost

• Montážní rozměry a dostupný mechanický prostor

• Podmínky prostředí a množství produkce

Pásová optika poskytuje čočky mikroobjektiv a zakázkové optické služby pro OEM zobrazovací systémy, které vyžadují optický a mechanický výkon specifický pro daný model.

Často kladené otázky

Jak se nazývá objektiv s nejnižším zvětšením?

Na většině standardních složených mikroskopů se objektiv 4x nazývá skenovací objektiv, protože se používá ke skenování sklíčka, lokalizaci preparátu a centrování oblasti zájmu.

Který objektiv poskytuje nejmenší celkové zvětšení?

Instalovaný objektiv s nejmenším vyrytým zvětšením poskytuje nejmenší zvětšení objektivu. Ve společné sadě 4x, 10x, 40x a 100x poskytuje objektiv 4x nejmenší zvětšení. S okulárem 10x vytváří celkové vizuální zvětšení 40x.

Je objektiv 10x objektiv s nízkou spotřebou?

Často je popisován jako objektiv s nízkou spotřebou, zatímco čočka 4x se nazývá skenovací objektiv. Terminologie se mezi výukovými systémy liší, takže určete cíl spíše podle jeho vyrytého zvětšení než podle jeho popisného názvu.

Může objektiv 4x zobrazit jednotlivé buňky?

Objektiv 4x je užitečný pro lokalizaci vzorku a prohlížení velkých struktur nebo celkového uspořádání tkáně. Normálně neposkytuje dostatečně podrobné detaily pro zkoumání malých buněčných struktur, což obvykle vyžaduje kompatibilní objektiv s vyšší NA.

Může mít mikroskop objektiv 1x nebo 2x?

Ano. Objektivy s malým zvětšením, jako je 1x, 2x a 2,5x, se používají v některých výzkumných, kontrolních a OEM zobrazovacích systémech. Cíl s nejnižším výkonem závisí na objektivech nainstalovaných na konkrétním přístroji.

Závěr

4x skenovací objektiv je obvykle objektiv s nejmenším zvětšením na standardním složeném mikroskopu. Poskytuje široké zorné pole, usnadňuje počáteční ostření a pomáhá uživatelům lokalizovat a vycentrovat preparát před přepnutím na vyšší výkon. Označení zvětšení jako 'skenování' a 'nízká spotřeba' však nejsou univerzální a specializované systémy mohou používat objektivy pod 4x.

Objektivní výkon by měl být vždy hodnocen pomocí úplné specifikace modelu, včetně NA, zorného pole, pracovní vzdálenosti, rozsahu vlnových délek, optické korekce a kompatibility systému. Band Optics vyvíjí a vyrábí přesné optické komponenty a mikroobjektivy pro OEM zobrazovací aplikace, přičemž během návrhu a výroby jsou brány v úvahu specifické požadavky na kontrolu a optický výkon modelu.