Millä mikroskoopin objektiivilinssillä on pienin suurennus?

Pikavastaus: Useimmissa tavallisissa yhdistemikroskoopeissa 4x objektiivilinssillä on pienin suurennus ja sitä kutsutaan yleisesti skannausobjektiiviksi . Sen laaja näkökenttä ja suhteellisen pitkä työskentelyetäisyys tekevät siitä hyödyllisen näytteen paikantamiseen ja keskittämiseen ennen 10x, 40x tai suurempaan suurennokseen vaihtamista. Erikoistuneissa tutkimus- ja teollisuusjärjestelmissä voidaan kuitenkin käyttää myös 1x, 2x, 2,5x tai muita vähäsuurennuksia.

Key Takeaways

• 4x-skannausobjektiivi on yleensä pienitehoinen objektiivi tavallisessa luokkahuoneessa tai laboratorioyhdistemikroskoopissa.

• 10x okulaarilla 4x objektiivi tarjoaa 40x visuaalisen kokonaissuurennuksen.

• Pienellä teholla käynnistäminen tarjoaa laajemman näkymän, helpottaa tarkentamista ja vähentää riskiä, ​​että objektiivi koskettaa diaa.

• Näkökenttä, numeerinen aukko, resoluutio ja työskentelyetäisyys riippuvat tietystä objektiivista ja mikroskooppijärjestelmästä; pelkkä suurennus ei ratkaise niitä.

• Erikoistuneet OEM- ja teollisuusmikroskoopit voivat käyttää alle 4x objektiiveja, joten kaiverrettu suurennus ja valmistajan tietolehti tulee aina tarkistaa.

Millä objektiivilla on pienin suurennusteho?

4x objektiivi

Yleisessä yhdistelmämikroskoopissa, jossa on 4x, 10x, 40x ja 100x objektiiveja, 4x objektiivi tarjoaa pienimmän objektiivin suurennuksen . Se valitaan tavallisesti ensin, koska se näyttää suuremman näytealueen ja helpottaa kiinnostavan alueen paikallistamista.

Kun visuaalinen havainnointi käyttää 10x okulaaria, kokonaissuurennus lasketaan seuraavasti:

Visuaalinen kokonaissuurennus = objektiivin suurennus × okulaarin suurennus

Siksi 4x objektiivi, jota käytetään 10x okulaarin kanssa, tarjoaa 40x kokonaissuurennuksen.

Kuvaavat nimet eivät ole täysin johdonmukaisia. Jotkut oppimateriaalit kutsuvat 4x objektiivia 'pientehoiseksi' ja 10x objektiiviksi 'keskitehoiseksi'. Objektiivin piippuun kaiverrettu suurennus on luotettavampi kuin kuvaava nimi.

Miksi sinun pitäisi aloittaa pienimmän tehon tavoitteesta?

4x-skannausobjektiivista aloittamista suositellaan useista käytännön syistä.

Laajempi näkökenttä

Pienemmän tehon objektiivi näyttää normaalisti suuremman näytealueen. Tämä auttaa käyttäjää löytämään näytteen, tunnistamaan sen kokonaisrakenteen ja keskittämään alueen, jota myöhemmin tutkitaan suuremmalla suurennuksella.

Helpompi alkutarkennus

4x-objektiivi on yleensä vähemmän herkkä pienille tarkennuksen muutoksille kuin tehokkaampi objektiivi. Käyttäjät voivat tuoda näytteen näkyville helpommin ennen siirtymistä 10x tai 40x.

Lisää työselvitystä

Perinteisessä objektiivisarjassa pienemmän suurennoksen objektiivien toimintaetäisyys on yleensä pidempi. Tämä antaa enemmän tilaa objektiivin etuosan ja luistin välille, mikä vähentää tahattoman kosketuksen riskiä. Todellinen työskentelyetäisyys vaihtelee edelleen objektiivin suunnittelun mukaan ja se on tarkistettava mallin tietolehdestä.

Vertaisarvioitu Scientific Reports -tutkimus dokumentoi mikroskooppijärjestelmän, jossa käytettiin a 5x/0,15 NA -objektiivi, jonka työskentelyetäisyys on 12 mm ja näkökenttä 2,6 × 2,6 mm, verrattuna 10x/0,30 NA -objektiiviin, jonka työskentelyetäisyys on 11 mm ja näkökenttä 1,3 × 1,3 mm . Nämä järjestelmäkohtaiset arvot kuvaavat, kuinka suurennus, NA, työetäisyys ja näkökenttä muuttuvat yhdessä; niitä ei pidä käsitellä yleisinä eritelminä jokaiselle 5x tai 10x objektiiville.

Turvallisempi siirtyminen korkeampaan tehoon

Kun näyte on tarkennettu ja keskitetty 4x, on helpompi siirtyä suuremman suurennoksen objektiiviin menettämättä kiinnostavaa aluetta. Uudelleenkeskittäminen on tärkeää, koska näkyvä näytteen pinta-ala pienenee suurennuksen kasvaessa.

Miten näkökenttä, numeerinen aukko ja työskentelyetäisyys muuttuvat

Suurennus vaikuttaa siihen, mitä käyttäjä näkee, mutta se ei kuvaa objektiivin täydellistä optista suorituskykyä.

Näkökenttä

Silmämääräistä havainnointia varten okulaarin läpi likimääräinen näytekentän halkaisija voidaan laskea seuraavasti:

Näytekentän halkaisija ≈ okulaarikentän numero ÷ objektiivin suurennus

Esimerkiksi mikroskoopilla, jonka kenttänumero on 20, saadaan seuraavat likimääräiset näkökentät:

Nämä ovat laskettuja esimerkkejä, eivät yleisiä määrityksiä. Mikroskooppi, jolla on eri kenttänumero, putkilinssikokoonpano, releoptiikka tai kamerajärjestelmä, tuottaa erilaisen näkökentän.

Numeerinen aukko ja resoluutio

Numeerinen aukko (NA) kuvaa objektiivin kykyä ottaa vastaan ​​kuvaa muodostavaa valoa ja selvittää näytteen hienoja yksityiskohtia. Suurempi suurennus ei automaattisesti takaa parempaa resoluutiota; hyödyllinen resoluutio riippuu myös NA:sta, valaistuksen aallonpituudesta, optisesta korjauksesta, näytteen kontrastista ja järjestelmän kohdistuksesta.

Esimerkiksi perinteinen plan-achromat-sarja voi käyttää NA:ta noin 0,10 4x:llä, 0,25 10x:llä ja 0,40 20x:llä. Nämä arvot ovat pikemminkin edustavia esimerkkejä kuin kunkin tavoitteen määrityksiä. Käytä aina piippuun kaiverrettua tai valmistajan tuoteselosteessa mainittua NA:ta.

Käyttämällä Rayleigh-relaatiota, jota käsitellään Goodwinin vertaisarvioinnissa, D = 0,61λ/NA, 550 nm valo antaa teoreettiset lateraaliresoluutioarvot noin 3,36 um NA:lla 0,10, 1,34 um, kun NA 0,25 ja 0,84 um, kun NA 0,40 . Nämä ovat laskettuja diffraktioarvioita eikä taattuja järjestelmän spesifikaatioita; todellinen suorituskyky riippuu myös valaistuksesta, kontrastista, poikkeavuuksista, näytteenotosta ja kohdistuksesta.

Vertaisarvioitu Biophysics Reviews -artikkeli kertoo siitä 500 nm:n valo NA 1.4 -objektiivilla vastaa 178 nm:n teoreettista spatiaalista erottelukykyä, kun taas 100x:n näkökenttä on yli kuusi kertaa pienempi kuin 40x . Kirjoittajat huomauttavat myös, että ylinäytteitys tarpeettoman pienillä kameran pikseleillä ei lisää optista resoluutiota ja voi vähentää tunnistusherkkyyttä. Tämä vahvistaa, miksi suurennus, NA, kentän koko ja ilmaisimen näytteenotto on arvioitava yhdessä.

Työetäisyys

Työetäisyys on objektiivin etuelementin ja näytteen tai peitinlasin välinen etäisyys, kun kuva on tarkennettu. Yleensä se lyhenee suurennuksen ja NA:n kasvaessa tavanomaisessa sarjassa, mutta pitkän työskentelyetäisyyden ja erikoisobjektiivit ovat tärkeitä poikkeuksia. Tästä syystä yhtä kiinteää työetäisyyden arvoa ei pitäisi julkaista jokaista 4x, 10x tai 40x objektiivia kohden.

Vertaisarvioitu Review of Scientific Instruments -asiakirja raportoi erityistavoitteesta, joka yhtyi NA 0,40 18,2 mm:n työetäisyydellä 852 nm:ssä 5 mm:n sulatetun piidioksidi-ikkunan läpi; raportoitu malli tarjosi 0,61 mm:n diffraktiolla rajoitetun näkökentän ja 1,3 µm:n resoluution . Tämä on tarkoitukseen rakennettu tutkimussuunnitelma, ei tyypillinen luettelon tavoite, mutta se vahvistaa, että työskentelyetäisyys on suunnittelumuuttuja eikä kiinteä suurennus.

Onko objektiivilinssejä alle 4x?

Kyllä. 4x-objektiivi on yleensä pienitehoisin linssi tavallisessa opetusmikroskoopissa, mutta se ei ole pienin saatavilla oleva suurennus kaikissa mikroskoopeissa ja kuvantamisjärjestelmissä.

Erikoistuneet tutkimus-, tarkastus- ja OEM-kuvausjärjestelmät voivat käyttää 1x, 2x, 2,5x tai muita vähäsuurennuksia objektiiveja, kun ne edellyttävät suurempaa kohdekenttää, pidempää työskentelyetäisyyttä tai laajempaa näytekuvaa.

Pieni suurennus ei myöskään välttämättä tarkoita alhaista resoluutiota. Vertaisarvioidussa eLife- tutkimuksessa McConnell ja kollegat osoittivat erikoistuneen 4x Mesolens, joissa NA 0,47 ja 6 mm:n näkökenttä; se erotti yksityiskohdat paremmin kuin 1 µm ja tuki jopa 3 mm paksuisten näytteiden kolmiulotteista kuvaamista . Tulos osoittaa, miksi suurennus, NA, kentän koko ja työskentelyetäisyys on arvioitava yhdessä.

Esimerkiksi, Band Optics MC-LD-2X -mikroobjektiivi on mallikohtainen 2x-objektiivi, jonka NA on 0,055, työskentelyetäisyys 25 mm ja näkökenttä Ø16,5 mm aallonpituusalueella 430–670 nm. Nämä luvut kuvaavat tiettyä optista rakennetta, eikä niitä tule käsitellä yleisarvoina kaikille 2x-objekteille.

Tarkin vastaus on siis:

Useimmissa tavallisissa yhdistemikroskoopeissa 4x-skannausobjektiivilla on pienin suurennus. Erikoisjärjestelmissä alin asennettu objektiivi voi olla 1x, 2x, 2,5x tai jokin muu arvo.

Kuinka tunnistaa pienimmän tehon tavoite

Käytä kaiverrettuja teknisiä tietoja sen sijaan, että luottaisi vain linssin kokoon tai väriin.

1. Tarkista suurennusmerkintä. Etsi arvoja, kuten 2x, 4x, 10x tai 40x. Pienin asennettu arvo on pienimmän tehon tavoite.

2. Lue numeerinen aukko. Merkintä, kuten 4x/0,10, tarkoittaa 4x objektiivin suurennusta ja NA:ta 0,10.

3. Tarkista optisen järjestelmän merkintä. Äärettömään korjatut objektiivit on yleensä merkitty äärettömän symbolilla, kun taas äärelliskonjugaattiobjektiivit voivat näyttää putken pituuden, kuten 160 mm.

4. Vahvista upotusaine. Objektiivit voidaan suunnitella kuivakäyttöön, öljyyn, veteen, glyseroliin tai muuhun määriteltyyn väliaineeseen.

5. Käytä värinauhaa vain toissijaisena ohjeena. Punainen nauha ilmaisee yleensä 4x objektiivin, mutta kaiverrettu spesifikaatio ja tietolehti ovat edelleen arvovaltaisia ​​lähteitä.

Kuinka käyttää 4x skannausobjektiivia turvallisesti

1. Aseta mikroskooppi vakaalle alustalle ja valmistele valaistus valmistajan ohjeiden mukaisesti.

2. Kierrä nenäkappaletta, kunnes 4x objektiivi lukittuu paikalleen.

3. Kiinnitä objektilasi ja aseta näyte valaistusradan yläpuolelle.

4. Tuo näyte näkyviin käyttämällä mikroskoopille määritettyä tarkennusmenettelyä.

5. Keskitä kiinnostava alue ennen kuin vaihdat 10x tai 40x.

6. Kun olet lisännyt suurennusta, tarkenna kuvaa huolellisesti ja käytä hienotarkennusta tarvittaessa.

Puhdista ensin irtonainen pöly sopivalla puhdasilmapuhaltimella. Käytä optista linssipaperia ja vain kyseiseen objektiiviin suositeltua puhdistusnestettä. Älä oleta, että yksi liuotin tai puhdistusmenetelmä on turvallinen jokaiselle optiselle pinnoitteelle tai kokoonpanolle.

Milloin tarvitaan mukautettu vähäinen suurennosobjekti?

Tavallinen 4x mikroskoopin objektiivi ei välttämättä täytä kaikkia teollisia tai OEM-kuvausvaatimuksia. Mukautettua tai sovelluskohtaista objektiivia voidaan tarvita, kun järjestelmä vaatii tietyn näkökentän, työskentelyetäisyyden, aallonpituusalueen, anturin muodon, numeerisen aukon, mekaanisen verhokäyrän tai putkilinssikokoonpanon.

Ennen kuin pyydät optisen suunnittelun tarkastusta, määritä seuraavat vaatimukset:

• Kohteen suurennus ja näkökenttä

• Vaadittu työskentelyetäisyys

• Anturin muoto ja pikselikoko

• Numeerinen aukko tai resoluutiotavoite

• Aallonpituus ja pinnoitealue

• Putkilinssin polttoväli tai rajallinen konjugaattietäisyys

• Asennusmitat ja käytettävissä oleva mekaaninen tila

• Ympäristöolosuhteet ja tuotantomäärä

Band Optics tarjoaa mikroobjektiivilinssit ja mukautetut optiset palvelut OEM-kuvausjärjestelmille, jotka edellyttävät mallikohtaista optista ja mekaanista suorituskykyä.

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on pienimmän suurennoksen objektiivin nimi?

Useimmissa tavallisissa yhdistemikroskoopeissa 4x-objektiivia kutsutaan skannausobjektiiviksi, koska sitä käytetään objektilasin skannaamiseen, näytteen paikantamiseen ja kiinnostavan alueen keskittämiseen.

Mikä objektiivi tuottaa vähiten kokonaissuurennuksen?

Asennettu objektiivi, jossa on pienin kaiverrettu suurennus, tarjoaa pienimmän objektiivin suurennuksen. Yleisessä 4x, 10x, 40x ja 100x sarjassa 4x objektiivi tarjoaa vähiten suurennuksen. 10x okulaarilla se tuottaa 40x visuaalisen kokonaissuurennuksen.

Onko 10x objektiivi vähän tehoa käyttävä objektiivi?

Sitä kuvataan usein vähätehoiseksi objektiiviksi, kun taas 4x-objektiivia kutsutaan skannausobjektiiviksi. Terminologia vaihtelee opetusjärjestelmien välillä, joten tunnista objektiivi sen kaiverretun suurennuksen perusteella sen kuvaavan nimen sijaan.

Voiko 4x-objekti näyttää yksittäisiä soluja?

4x-objektiivi on hyödyllinen näytteen paikantamiseen ja suurten rakenteiden tai kudosten kokonaisjärjestelyn tarkastelemiseen. Se ei normaalisti tarjoa tarpeeksi selvitettyä yksityiskohtaa pienten solurakenteiden tutkimiseen, mikä yleensä vaatii yhteensopivan korkeamman NA-objektin.

Voiko mikroskoopissa olla 1x tai 2x objektiivi?

Kyllä. Pienikokoisia objektiiveja, kuten 1x, 2x ja 2,5x, käytetään joissakin tutkimus-, tarkastus- ja OEM-kuvausjärjestelmissä. Pienitehoinen tavoite riippuu tiettyyn instrumenttiin asennetuista objektiiveista.

Johtopäätös

4 -kertainen skannausobjektiivi on tavallisesti tavallisen yhdistemikroskoopin pienimmän suurennuksen objektiivi. Se tarjoaa laajan näkökentän, helpottaa alkuperäistä tarkennusta ja auttaa käyttäjiä paikantamaan ja keskittämään näytteen ennen vaihtamista suurempaan tehoon. Suurennusmerkinnät, kuten 'skannaus' ja 'pieni teho', eivät kuitenkaan ole yleismaailmallisia, ja erikoisjärjestelmät voivat käyttää alle 4x objektiiveja.

Objektiivista suorituskykyä tulee aina arvioida käyttämällä täydellistä mallin eritelmää, mukaan lukien NA, näkökenttä, työetäisyys, aallonpituusalue, optinen korjaus ja järjestelmän yhteensopivuus. Band Optics kehittää ja valmistaa tarkkoja optisia komponentteja ja mikroobjekteja OEM-kuvaussovelluksiin. Mallikohtaiset tarkastus- ja optiset suorituskykyvaatimukset otetaan huomioon suunnittelussa ja tuotannossa.