Предметный столик

Предметный столик микроскопа предназначен для крепления и установки в определенное положение препарата. Основные требования к столикам связаны как с технологией изготовления, так и с функциональными особенностями узла.

Основные требования к конструкции предметных столиков:

а) необходимо соблюдать параллельность между рабочей поверхностью стола (1), на которую устанавливается препарат, и базовой поверхностью кронштейна (2), на которую стол «опирается» и крепится; при этом сам кронштейн крепится к штативу микроскопа (рис. 2.1);

б) необходимо обеспечивать перпендикулярность рабочей поверхности стола (1) к оптической оси микроскопа (2) (рис. 2.2).


Рис. 2.1. Схема, базировки предметного стола: 1 - рабочая поверхность стола; 2 - базовая поверхность стола и кронштйна


Рис. 2.2. Схема центрировки предметного стола: 1 - рабочая поверхность стола; 2 - оптическая ось микроскопа

Для выполнения этих условий поверхность современного предметного стола имеет специальное керамическое покрытие. Ранее, например, в микроскопах фирмы Leica поколения 70-х годов прошлого века, на металлическую поверхность стола прикреплялась достаточно толстая пленка, которая, однако, со временем отставала от стола и коробилась, что мешало перемещению препарата.

Номенклатура предметных столов связана как с методиками микроскопирования и наблюдения, так и с экономической целесообразностью.

Конструктивно предметные столики могут быть неподвижными и подвижными.

Неподвижные столики обычно применяются в самых простых моделях прямых биологических микроскопов: в микроскопах-игрушках, школьных и учебных моделях. Движение объекта при этом осуществляется пользователем вручную, и объект может быть закреплен с помощью двух подпружиненных лапок с клеммами. На столах могут быть установлены примитивные препаратоводители. Неподвижные столы, как правило, имеют небольшие допуски на перпендикулярность и параллельность рабочей поверхности, что приводит к некачественному наблюдению объекта (Изображение имеет следующий вид: а) резкость в какой-либо краевой зоне поля видения, нерезкость — в противоположной части (изображение как бы наклонено по отношению к центру поля). При любом движении препарата картина не меняется; б) изображение резкое по всему полю, однако такое впечатление, что одна часть поля видения выше, а другая — ниже. При любом движении препарата картина не меняется.). В то же время они недороги, что важно для такого класса приборов, где препараты грубы, а наблюдения не требуют анализа. Подобные предметные столы использовались в самых популярных отечественных монокулярных моделях середины XX века серии БИОЛАМРП и СП.

В то же время для инвертированных биологических микроскопов неподвижные столики являются основными, и это связано с особенностью работы, прежде всего, из-за применения специальной посуды нестандартных габаритов, а также для ускорения процесса наблюдения, требующего ручного перемещения этой посуды.

Обычно эти столы имеют нестандартные габариты и приспособлены для крепления микроманипуляторов, а также препаратоводите-лей со специальными вкладышами для перемещения чашек, планшет или обычных предметных стекол.

Обозначения подобных столов обычно выглядит следующим образом:

130x85 R/L, где первые две цифры указывают на координатное перемещение по осям XY; буквы — говорят о том, что рукоятки управления имеют как правостороннее (К), так и левостороннее (L) расположение без специальной рамки для крепления посуды (Приведены данные предметного стола микроскопа Axiovert 200, Carl Zeiss.).

Подвижный стол — это сложный механический узел, состоящий, как минимум, из двух взаимно перемещающихся частей.

В табл. 2.1 представлена классификация предметных столов современных биологических микроскопов.

Как видно из таблицы по способу движения предметные столы могут быть координатными, поворотными и вращающимися.

Координатные предметные столики (рис. 2.3) осуществляют координатное перемещение объекта по двум осям X-Y с помощью единой рукоятки (сдвоенной — коаксиальной) вручную или от электродвигателя (обычно шагового). Последние носят название «сканирующие столики». Управление ими может осуществляться с помощью джойстика от стационарного устройства управления (контроллера) или с помощью специальной программы от компьютера.

	Рис. 2.3. Координатные предметные столы: а - механический стол; б - коаксиальная рукоятка управления предметным столом по осям X-Y, регулируемая по высоте (панкрати-ческая) и по плавности движения; в - сканирующий стол; г - вставка для крепления плашек и чашек Петри

Столы этого типа обязательно имеют координатную шкалу и нониус, указывающие точность перемещения в горизонтальной плоскости по осям X и Y. Обозначения сканирующих столов обычно не содержат требований по точности позиционирования, поэтому целесообразно уточнять эти сведения при покупке. Например, обозначение может выглядеть следующим образом (Приведены данные сканирующих столов фирмы Carl Zeiss для комплектации лазерного сканирующего микроскопа LSM 510.):

1. Обычный сканирующий стол DC 120 x 100 со специальной вставкой типа «К» для крепления предметных стекол 76 х 26 мм. Стол имеет перемещение 120 x 100 мм; поворот оси соответствует перемещению в 1 мм, минимальный шаг перемещения — 0.25 µm.

2. Пьезосканирующий стол 130 х 85 PIEZO с линейным кодированием и пьезодвижением. Координатное перемещение 130 х 85 мм; максимальная скорость сканирования: 100 mm/s; разрешение: 0.2 µm; воспроизводимость (повторяемость): < 1 µm; абсолютная точность: ± 5 µm; габариты стола 160 х 116 мм.

Поворотные предметные столики обеспечивают поворот координатного стола на некий угол (обычно не более 240°) при этом принцип координатного перемещения препарата не меняется.

Поворотные столы применяются в трех случаях:

1) работа осуществляется как с правосторонним, так и с левосторонним расположением рукояток управления препаратоводителя;

2) при наблюдении требуется установить, имеет ли место двулучеп-реломление объекта, для чего в скрещенных николях (Скрещенные николи — это положение, при котором анализатор и поляризатор развернуты друг относительно друга на 90°, что обеспечивает полное гашение света (темный фон). Если препарат имеет элементы с двулучепреломлением, то при повороте стола эти элементы будут меняться: светлеть или темнеть.) достаточно повернуть объект на 90°;

3) при работе с системами анализа изображения или при наблюдении требуется установка объекта не только по осям X-Y, но и с небольшим разворотом.

Обозначение подобного стола обычно выглядит следующим образом:

75 х 50/240°,

где первые две цифры обозначают координатное перемещение по осям XY, третья — угол поворота, а общий габаритный размер стола может быть, например, 240 х 170 мм (Приведены данные поворотного стола микроскопа Axio Imager, Carl Zeiss.).

Вращающиеся предметные столики (рис. 2.4) предназначены для специальных поляризационных микроскопов и снабжены вращающимся диском. Диск имеет маркировку по окружности через 1°. Два нониуса, закрепленные на неподвижной части столика, обеспечивают отсчет углов поворота с определенной точностью. Специальный стопорный винт обеспечивает фиксацию вращающегося диска предметного столика из любого установленного положения через каждые 30° — 45° (для разных фирм угол фиксации свой). На вращающийся столик в поляризационных микроскопах проходящего света устанавливается специальный препаратоводитель с раздельными рукоятками управлениями, однако крепление объектов может осуществляться и с помощью пружинящих лапок.


Рис. 2.4. Типичный набор вращающихся предметных столиков для поляризационных исследований

Обозначения подобных столов обычно имеет маркировку «Pol», что означает — для поляризационных исследований.

В последнее время появились технологии микроскопических исследований, предполагающие применение 72 и 96-луночных планшетов, а также чашек Петри не только на инвертированных микроскопах, но и на прямых биологических микроскопах. В зависимости от этого меняются габаритные размеры столов, что связано с установкой соответствующих держателей посуды.

В последнее время все чаще прямые микроскопы используются для наблюдения и небольших манипуляций с объектами, находящимся в плашках или чашках Петри. Например, в России нашел применение микроскоп Axioskop 40 Tetrad™ (рис. 2.5), разработанный американскими специалистами на базе лабораторного цейссовского микроскопа. Оригинальные механические микроманипуляторы высокой точности крепятся на обычный координатный стол и позволяют проводить работы в области генетического анализа.


Рис. 2.5. Микроскоп Axioskop 40 Tetrad™, (США)