Microscopía
Los microscopios ópticos son dispositivos de medición de uso universal. Son cada vez más precisos y proporcionan imágenes de objetos o estructuras de muestras que a menudo son más pequeñas que la resolución del ojo humano.
La microscopía moderna ha cambiado el mundo en muchos aspectos. La medicina actual sería impensable sin la magnificación microscópica de las células y otros objetos.
La microscopía también ha mejorado el vínculo entre la investigación y la industria. Los microscopios se utilizan a menudo en el campo de la investigación de materiales, por ejemplo, para analizar su estructura y propiedades. Esto se utiliza para desarrollar nuevos materiales y tecnologías y mejorar la productividad.
Cada ámbito de aplicación específico requiere determinados tipos de microscopios. Lentes monoculares, binoculares y trinoculares son sólo una pequeña selección. Además, es importante saber cuál es la Iluminación adecuada para los distintos modelos de microscopio y para obtener imágenes perfectas.
Contenido
Objetivos acromáticos planos
Los objetivos acromáticos planos tienen la ventaja, frente a los objetivos más sencillos, de que además corrigen la curvatura del campo de imagen. El resultado es una imagen nítida en todo el campo de visión. Gracias a la nitidez constante de la imagen, estos objetivos son especialmente adecuados para la microfotografía y para examinar objetos.
Apertura numérica
La apertura numérica (NA) describe la intensidad luminosa y la capacidad de resolución de un objetivo. Se calcula a partir de la mitad del ángulo de apertura del objetivo (α) y del índice de refracción del medio (n) que se encuentra entre la lente frontal y el cubreobjetos (normalmente aire o aceite). NA = n – sen α. Cuanto mayor sea el valor de la apertura numérica, mejor podrá un objetivo resolver los detalles de la muestra.
condensador
En pocas palabras, el condensador ilumina el objeto de manera homogénea y se encarga de que llegue la mayor cantidad posible de luz desde la fuente de luz hasta el objeto. Para obtener la máxima resolución del objetivo, el condensador que se utilice debe tener una apertura numérica igual o superior a la del objetivo. El contraste, la profundidad de campo y la resolución se ajustan con el Diafragma de apertura. Se encuentra debajo del condensador.
¿Cómo funcionan los microscopios?
Los Microscopios estereoscópicos muestran una imagen separada del objeto en cada ojo. Ambos ojos ven la muestra desde un ángulo ligeramente diferente, lo que crea un efecto estéreo. El cerebro humano combina las dos imágenes en una sola con cierta profundidad, creando una impresión casi espacial.
El gran alcance del zoom y la amplia profundidad de campo las hacen adecuadas para el examen de piedras preciosas. Se utilizan para observar las propiedades internas y comprobar las características externas, como el esmerilado y el pulido. Otro campo de aplicación es el control de calidad de productos de Electrónica, de mecánica de precisión y de plástico.
El microscopio binocular produce una imagen con un solo objetivo y la hace visible para ambos ojos, pero no permite la visión espacial del objeto. Los microscopios binoculares son ideales para exámenes biológicos, especialmente para la microscopía de objetos de bajo contraste, por ejemplo, la observación de microorganismos, glóbulos rojos o análisis de sangre Enderlein. También se utiliza para identificar diferentes estructuras celulares o realizar análisis del agua (hidrobiología) en masas de agua y depuradoras.
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Optimale Vergrößerung mit erstklassigen Okularen und Objektiven
Das Okular ist dem Auge des Betrachters am nächsten. Während das Okular an der Gesamtvergrößerung des Mikroskops beteiligt ist, hat es hingegen keinen Einfluss auf die Auflösung. Üblicherweise besitzen Okulare eine Vergrößerung von 5x, 10x, 15x, 16x, 20x.
Das Objektiv liefert das vergrößerte, seitenverkehrte reele Zwischenbild. Bei der Wahl der Objektive ist häufig unklar, was die Bezeichnungen Vergrößerung, Maßstabszahl, Sehfeldzahl und Auflösung bedeuten und welche Rolle sie spielen.
Okular und Bildfeld
Um das vom Objektiv in der Maßstabszahl abgebildete Bild betrachten zu können, wird das Bild mit Hilfe eines Okulars vergrößert. Dies entspricht der Funktion einer Lupe. Die verwendeten Okulare sind auch entscheidend für das Bildfeld. Dies ist der Bereich der Probe, welcher im Mikroskop beobachtet werden kann.
So wird der Wert errechnet: 10 (Sehfelzahl) : 40 (Maßstabszahl) = 0,25 mm. Das bedeutet, dass der Durchmesser des Bildfelds – mit den verwendeten Okularen und Objektiv – 0,25 mm groß ist. Die Fläche des Bildfelds ergibt sich dann zu rund 0,05 mm².
Das Bildfeld ermöglicht die beobachteten Objekte grob zu vermessen. Für ein großes Bildfeld kommen Weitfeldokulare zum Einsatz, da diese eine höhere Sehfeldzahl aufweisen.
Objektive und Gesamtvergrößerung
Die Bildqualität eines Mikroskops hängt hauptsächlich von der Qualität der Objektive ab. Während Okulare eine Vergrößerung aufweisen, vergrößern Objektive das Bild an sich nicht. Vielmehr bilden Objektive das Objekt in einem Abbildungsmaßstab ab. Z.B. erzeugt ein Objektiv mit einer Maßstabszahl von 40 ein Bild des Objekts mit einem Abbildungsmaßstab von 40:1.
So wird der Wert errechnet: 10x (Okular)∗ 40x (Objektiv) = 400-fache Mikroskop-Vergrößerung.
Die speziellen Planachromatischen Objektive haben gegenüber einfacheren Objektiven den Vorteil, dass zusätzlich die Bildfeldwölbung behoben ist. Dadurch ergibt sich über das gesamte Bildfeld ein scharfes Bild.
Die Auflösung, die Maßstabszahl, die numerische Apertur (NA) und der Kondensor
Die Auflösung eines Mikroskops ergibt sich durch das verwendete Objektiv. Die Auflösung bedeutet, wie groß der Abstand zwischen zwei Strukturen mindestens sein muss, um diese Strukturen getrennt zu erkennen. Entscheidend dafür ist die numerische Apertur (NA). Diese ergibt sich aus dem Öffnungswinkel des Objektivs und dem Brechungsindex des umgebenden Mediums.
Für die Auflösung ebenfalls entscheidend ist die Wellenlänge (λ) des verwendeten Lichts beim Mikroskopieren. Wird eine weiße Lichtquelle genutzt, wird mit einer Wellenlänge von λ = 550 nm gerechnet, da dies der Wert für die höchste Augenempfindlichkeit ist.
Objektiv und Maßstabszahlen
Für die Mikroskopie werden in der Regel mehrere Objektive mit unterschiedlichen Maßstabszahlen verwendet. Diese sind meist in ansteigender Maßstabszahl am Objektivrevolver geordnet. Mit steigender Maßstabszahl vergrößert sich in der Regel die Nummerische Apertur, wodurch sich die Fokuslänge reduziert. Das bedeutet, dass sich der Abstand zwischen Objektiv und Objekt mit ansteigender Maßstabszahl verkleinert.
Wir empfehlen beim Mikroskopieren nur Objektive eines Herstellers zu verwenden. Diese sind in der Regel parfokal abgeglichen. Das bedeutet, dass bei Wechsel der Objektive der Fokus nahezu erhalten bleibt und das Objekt kaum scharf gestellt werden muss.
Maximale Auflösung erreichen
Um die maximale Auflösung des Objektivs zu ermöglichen, ist es notwendig, dass der verwendete Kondensor eine größere oder gleichgroße numerische Apertur hat. Besitzt der Kondensor hingegen eine geringere numerische Apertur, muss dies in der Berechnung der Auflösung (d) berücksichtigt werden. (Hat der Kondensor hingegen eine größere Nummerische Apertur muss diese nicht in der Berechnung berücksichtigt werden.)
Wert errechnen (d = λ / (NA Kondensor + NA Objektiv): Verwendet wird ein Objektiv 40x NA 0,65 und ein Kondensor NA 1,25. Dadurch ergibt sich: d = 550 / (2 · 0,65) = 423 nm
Das Ergebnis bedeutet: Um zwei Strukturen mit dem verwendeten Objektiv unterscheiden zu können, müssen diese mindestens 423 nm voneinander getrennt sein.
La iluminación adecuada
Para observar los objetos, es imprescindible contar con Iluminación. En pocas palabras, hay dos tipos de iluminación:
- Iluminación por transmisión: en este caso, la fuente de luz y la óptica de observación se encuentran a ambos lados del objeto. De este modo, la luz atraviesa el objeto o la muestra.
- Iluminación incidente: en este tipo de iluminación, el objeto se ilumina desde el mismo lado en el que se encuentra la óptica de observación. Permite examinar objetos que no son translúcidos o se utiliza para examinar piedras preciosas.
Utilizar el método de contraste de fases
El contraste de fases se utiliza con frecuencia en nuestros microscopios binoculares. El método de contraste de fase es una técnica de obtención de imágenes que se utiliza para objetos o muestras muy finos. Con estas muestras, apenas hay detalles ni contrastes en la observación de campo claro. Estas muestras se analizan sobre todo en histología, medicina forense y análisis medioambientales. El contraste de fases se utiliza para poner de manifiesto las diferencias de fase. Esto se debe a que el ojo humano no puede reconocer la fase o las diferencias de fase.
Estructura: El contraste de fases consta de un objetivo y un condensador especiales, cada uno de los cuales cuenta con lo que se conoce como «anillo de fase». Estos anillos de fase pueden superponerse colocando el condensador. Para que haya correspondencia entre el objetivo y el condensador, estos deberían ser del mismo fabricante. Los anillos de fase permiten visualizar las diferencias de fase, pero hay que tener en cuenta que se pierde intensidad luminosa. Por eso se necesita una fuente de luz de alta intensidad. El vídeo «Cómo utilizarlo» describe cómo es en la práctica.
Ver vídeo de contraste de fases
Diferencias entre el campo claro, el Campo oscuro y el Contraste de fase
| Campo claro | Campo oscuro | Contraste de fase | |
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| Principio de cartografía |
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| ¿Qué muestras son adecuadas? |
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| Ventajas |
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| Desventajas |
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El proceso cartográfico de un vistazo
Fuentes de luz para microscopía
Para la microscopía se utiliza una gran variedad de fuentes de luz. Generalmente se utilizan lámparas halógenas o LED. En los microscopios sencillos, la luz ambiente también puede enfocarse mediante un espejo. Gracias a sistemas de iluminación de libre colocación, como las anillas luminosas o «>las Fuentes luminosas frías, también se puede realizar la iluminación desde los lados.
Ventaja: alto rendimiento lumínico, bajo coste, ideal para microscopía de luz transmitida
Pulse aquíIluminación LED
Ventaja: alta intensidad luminosa, apto para muestras sensibles al calor, ideal para la Iluminación lateral.
Pulse aquíIluminación de cuello de cisne
Ventaja: iluminación precisa y flexible, sin apenas radiación infrarroja, ideal para muestras sensibles al calor y gemología
Pulse aquí
Campos de aplicación típicos
Los microscopios se utilizan en muchas industrias
El ámbito de aplicación desempeña un papel importante a la hora de comprar un microscopio. Porque, al fin y al cabo, lo importante es que el microscopio que compres sea adecuado para el ámbito de aplicación. Nuestros microscopios se han diseñado para su aplicación médica y biológica en laboratorios, en la industria o en la investigación. También se utilizan con fines de diagnóstico, control de calidad, ensayo de materiales y formación. También ofrecemos un microscopio de luz incidente metalúrgico, por ejemplo, para identificar y analizar uniones de acero y otros metales, o para determinar la calidad. También encontrarás muchos microscopios de piedras preciosas de alta calidad para exámenes gemológicos.
Más información: En nuestra tabla hemos creado una visión general de nuestros microscopios con los ámbitos de aplicación que recomendamos.
Microscopios Ámbitos de aplicación
Consejos para limpiar los componentes ópticos
Las superficies ópticas accesibles (lentes frontales, lentes traseras del ocular, lentes frontales del condensador) deben limpiarse normalmente con un producto de limpieza suave.
- Para ello son adecuados el papel de limpieza de ópticas o un paño de lino blanco (ambos sin pelusa).
- También se puede utilizar un palo de madera envuelto en algodón medicinal.
- Humedecer ligeramente con agua destilada puede ser útil para la limpieza. La limpieza se realiza siempre con movimientos circulares desde el centro hacia los bordes. Las pelusas y el polvo pueden eliminarse con un soplador, disponible en tiendas de cámaras fotográficas.
- Para depósitos persistentes de suciedad o grasa, puede utilizarse ocasionalmente aguarrás medicinal. La ventaja es que se evapora fácilmente y, por tanto, no penetra en huecos ni juntas. La pintura no se daña debido al corto tiempo de exposición del agente.
- La cubierta antipolvo suministrada con el microscopio evita que el instrumento se llene de polvo cuando no se utiliza.
Cómo utilizarlo
Trabajar con microscopios KRÜSS Optronic: consejos de los profesionales
Ofrecemos microscopios de alta calidad conocidos por su excelente calidad de imagen. Nuestros microscopios de laboratorio pueden personalizarse. Por tanto, es posible conectar una cámara a un microscopio Trinocular para grabar imágenes y películas. Además, hay otros modelos que se pueden usar de forma universal en la enseñanza, la investigación y la formación, así como en campos como la biología, la histología, la medicina forense o el ensayo de materiales.
Utilización de los microscopios KRÜSS Optronic
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