Основы микроскопии

ОТ АВТОРОВ
ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
Глава 1. ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР ЧЕЛОВЕКА
1.1. Глазное яблоко
1.2. Хрусталик и зрачок глаза
1.3. Мышечный аппарат зрения
1.4. Сетчатка глаза
1.5. Мозг – компьютер с программным обеспечением
1.6. Произвольное движение глаз
1.7. Непроизвольное движение глаз
1.8. Цветовое зрение
1.9. Бинокулярное зрение и стереоскопический эффект
1.10. Стереоскопический эффект
1.11. «Борьба полей зрения»
1.12. Зрительные функции
1.13. Основные характеристики
1.14. Типы адаптации
1.15. Зрительный дискомфорт
1.16. Видимое увеличение глаза
1.17. Лупа. Назначение лупы и ее увеличение
Глава 2. ИСТОРИЯ МИКРОСКОПИИ. ЗАПАДНАЯ ЕВРОПА XVII – XVIII в.
2.1. Из истории производства линз
2.2. Изобретение микроскопа
2.3. Оптические приборы Галилео Галилея
2.4. Простой и сложный микроскопы
2.5. Лондонское Королевское общество
2.6. Роберт Гук
2.7. «Микрография»
2.8. Марчелло Мальпиги
2.9. Роберт Гук и Левенгук
2.10. Антони ван Левенгук
2.11. Ян Сваммердам
Глава 3. ИСТОРИЯ МИКРОСКОПИИ. МИКРОСКОПЫ В РОССИИ XVII – XVIII в.
3.1. Петербургская Академия наук
3.2. Леонард Эйлер
3.3. Изобретение ахроматического объектива
3.4. Ахроматический микроскоп Эпинуса
Глава 4. ОПТИЧЕСКОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ В ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЕ XIX – XX в.
4.1. Джованни Баттиста Амичи
4.2. Йозеф фон Фраунгофер
4.3. Микроскопы XIX в.
4.4. Ахроматический микроскоп Листера
4.5. Микроскопы Себастьяна Нашэ и Эрнста Лейтца
4.6. Микроскоп «Обезьяна»
Глава 5. МИКРОСКОПЫ ФИРМЫ К. ЦЕЙССА. СОТРУДНИЧЕСТВО РЕМЕСЛЕННИКА И УЧЕНОГО
5.1. Спрос на микроскопы
5.2. Карл Цейсс
5.3. Эрнст Аббе
5.4. Совместная работа Аббе и Цейсса
5.5. Основатели фирмы оптического стекла
5.6. Теория Аббе в изложении его учеников
5.7. Аббе – преподаватель и предприниматель
Глава 6. ДОСТИЖЕНИЯ МИКРОСКОПИИ БЛАГОДАРЯ РАБОТАМ АББЕ
6.1. Достижения в биологии
6.2. История создания электронного микроскопа
6.3. От Аббе до Габора и Денисюка
6.4. История разработки метода фазового контраста
6.5. Производство микроскопов в СССР
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
Глава 7. ТЕОРИИ ОБРАЗОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ В МИКРОСКОПЕ
7.1. Геометрическая теория микроскопа
7.2. Волновая теория изображения микроскопа
7.3. Теория Аббе
7.3.1. Классификация объектов микроскопии
7.3.2. Модели объектов микроскопии
7.3.3. Подобие между объектом и изображением
7.3.4. Опыты Аббе с амплитудной решеткой
7.3.5. Опыты Аббе с фазовой решеткой
7.4. Теория Аббе. Предел разрешения
Заключение
Глава 8. КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МИКРОСКОПА
8.1. Краткий очерк по истории исследования аберраций оптических систем
8.2. Центрированная оптическая система. Влияние децентрировки
8.3. Аберрации оптических систем
8.3.1. Сферическая аберрация
8.3.2. Хроматическая аберрация
8.3.2.1. Хроматизм положения
8.3.2.2. Хроматизм увеличения
8.4. Условие синусов Аббе
8.5. Апланатические точки
8.6. Примеры изображений точечного источника света при различных аберрациях
8.7. Изображение точечного источника света при расфокусировке
8.7.1. Изображение точечного источника света вдоль оптической оси
8.7.2. Хроматическая аберрация
8.8. Влияние толщины покровного стекла
8.9. Характеристики объективов
Глава 9. ОСНОВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ МИКРОСКОПА
9.1. Тубус – визуальная часть микроскопа
9.1.1. Характеристики объективов
9.1.2. Механические параметры объектива
9.1.3. Совмещение механической оси корпуса объектива с его оптической осью
9.1.4. Маркировка объектива
9.1.5. Окуляры
9.1.6. Полезное увеличение микроскопа
9.2. Осветительная система микроскопа
9.2.1. Конденсор
9.2.2. Коллектор
9.3. Типы штативов микроскопов
9.3.1. Прямой штатив. Перемещение тубуса относительно неподвижного столика микроскопа
9.3.2. Прямой штатив. Перемещение столика с конденсором относительно штатива микроскопа
9.3.3. Инвертированный штатив
Глава 10. ОБЪЕКТЫ СВЕТОВОЙ МИКРОСКОПИИ
10.1. Предметные и покровные стекла
10.1.1. Стандартные параметры предметных стекол
10.1.2. Стандартные параметры покровных стекол
10.1.3. Подготовка предметных и покровных стекол к работе
10.2. Оформление и установка препарата при работе в проходящем свете
10.2.1. Установка препарата при работе с сухим объективом
10.2.2. Установка препарата при работе с иммерсионным объективом
10.3. Толщина объекта
10.3.1. Волновая глубина резкости
10.3.2. Геометрическая глубина резкости
10.3.3. Общая глубина резкого изображения
10.3.4. Толщина препарата
10.4. Пример подготовки препарата-мазка
10.5. Подготовка препарата с покровным стеклом
10.6. Вспомогательные препараты
10.7. Инструменты и принадлежности для приготовления срезов ткани
10.7.1. Стереоскопические микроскопы
10.7.1.1. Стереоскопические микроскопы по схеме Грену
10.7.1.2. Стереоскопические микроскопы по схеме Аббе
10.7.2. Микротомы и ультратомы
10.7.3. Инструменты и емкости для приготовления препаратов
10.7.4. Иммерсионные жидкости
10.7.5. Рекомендации по уходу за микрооптикой
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
Глава 11. ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА МИКРОСКОПА
11.1. Освещение рассеянным светом
11.2. Критическое освещение
11.3. Освещение по методу Кёлера
11.3.1. Освещение по Кёлеру в проходящем свете
11.3.2. Освещение по Кёлеру в отраженном свете
11.4. Источники света
11.4.1. Лампы накаливания
11.4.2. Газоразрядные лампы
11.4.3. Светодиодные источники
Заключение
Глава 12. МЕТОДЫ КОНТРАСТИРОВАНИЯ. КОСОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
12.1. Метод косого освещения
12.1.1. Метод косого симметричного освещения
12.1.2. Метод косого несимметричного освещения
Заключение
Глава 13. МЕТОДЫ КОНТРАСТИРОВАНИЯ. ТЕМНОЕ ПОЛЕ
13.1. Метод темного поля в проходящем свете
13.2. Метод темного поля в отраженном свете
Заключение
Глава 14. МЕТОДЫ КОНТРАСТИРОВАНИЯ. ФАЗОВЫЙ КОНТРАСТ
14.1. Сравнение первичных изображений амплитудной и фазовой решеток
14.2. Принцип работы метода фазового контраста
14.3. Конструктивные особенности и примеры изображений
14.4. Оптический артефакт фазового контраста
Заключение
Глава 15. МЕТОДЫ КОНТРАСТИРОВАНИЯ. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ КОНТРАСТ
15.1. Краткая историческая справка
15.2. Поляризованный свет и поляризационные компоненты ДИК
15.2.1. Эллиптически поляризованный свет
15.2.2. Эффект двойного лучепреломления и призма Волластона
15.2.3. Фазовые пластинки и компенсатор Сенармона
15.3. Принцип дифференциально-интерференционного контраста
15.3.1. Действие призмы Волластона как светоделителя
15.3.2. Настройка интерферометра
15.3.3. Влияние на изображение смещения одной из призм Волластона
15.4. Оптическое окрашивание изображения с помощью компенсатора Сенармона
15.5. Введение в компенсатор Сенармона дополнительной одноволновой фазовой пластинки
15.6. Применение двулучепреломляющей призмы Номарского
15.7. Сравнение методов фазового контраста и ДИК
Заключение
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ
Глава 16. ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ МИКРОСКОПИЯ
16.1. Ортоскопический и коноскопический методы исследования анизотропных объектов
16.2. Принцип работы поляризационного микроскопа
16.2.1. Ортоскопический метод
16.2.2. Коноскопический метод
16.3. Основные детали и узлы поляризационного микроскопа
16.3.1. Объективы и окуляры
16.3.3. Столик и препаратоводитель
Заключение
Глава 17. ИНТЕРФЕРЕНЦИОННАЯ МИКРОСКОПИЯ
17.1. Общие сведения об интерферометрах и интерференционных картинах
17.1.1. Интерференционные полосы, их ширина и форма
17.1.2. Когерентность
17.2. Оптические схемы двухлучевых интерферометров, применяемых в интерференционных микроскопах
17.2.1. Интерферометр Маха-Цендера
17.2.2. Интерферометр сдвига
17.2.3. Интерферометр Майкельсона
17.3. Интерференционный микроскоп отраженного света. Микроинтерферометр Линника
17.4. Интерференционный микроскоп проходящего света
17.4.1. Оптическая схема микроскопа
17.4.2. Метод интерференционных полос
17.4.3. Метод однородного поля
17.4.4. Частный случай дифференциального метода – метод ДИК
17.5. Интерференционный микроскоп Peraval
Заключение
Глава 18. ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ МИКРОСКОПИЯ
18.1. Введение во флуоресцентный анализ: основные понятия
18.2. Спектрофлуориметр и флуориметр
18.2.1. Схемы освещения и регистрации флуоресценции
18.2.2. Спектрофлуориметр
18.2.3. Флуориметры
18.3. История создания люминесцентного микроскопа
18.4. Люминесцентный микроскоп проходящего света
18.5. Люминесцентный микроскоп отраженного света
18.5.1. Фотообесцвечивание
18.5.2. Газоразрядные источники света
18.5.3. Интерференционный светоделитель с фильтрами
18.5.4. Объективы люминесцентного микроскопа
Заключение
Глава 19. ДОКУМЕНТИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ
19.1. Фотонасадка с пленочной фотокамерой
19.2. Цифровые фотонасадки
19.3. Компьютерная обработка и анализ цифровых изображений
Заключение
РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ
Глава 20. МИКРОСПЕКТРОФОТОМЕТР
20.1. Фотометрия и спектрофотометрия
20.2. Основные световые величины
20.2.1. Поток излучения
20.2.2. Спектральная плотность потока излучения
20.2.3. Освещенность и сила излучения
20.2.4. Энергетическая яркость
20.3. Микроскоп как передатчик световой энергии
20.3.1. Инвариант яркости вдоль луча
20.3.2. Инвариантность схемы микроскопа
20.4. Абсорбционный анализ
20.4.1. Закон поглощения света
20.4.2. Измерение поглощения на спектрофотометре
20.5. Микроспектрофотометрия
20.5.1. Оптическая схема микроспектрофотометра
20.5.2. Световая трубка и условие фотометрирования
20.5.3. Влияние рассеянного света
20.5.4. Влияние размера освещаемого поля и соотношение апертур
20.6. Подготовка препарата
20.7. Ошибка распределения
20.8. Метод сканирования
20.8.1. Принцип метода
20.8.2. Сканирующие устройства
20.9. Приемники излучения
20.9.1. Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)
20.9.2. Фотодиод и фотодиодная линейка
Заключение
Глава 21. СРЕДСТВА МОНОХРОМАТИЗАЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ
21.1. Светофильтры
21.1.1. Абсорбционные фильтры
21.1.3. Интерференционные линейки
21.2. Спектральные приборы
21.2.1. Основные характеристики спектрального прибора
21.2.2. Диспергирующие элементы
21.3. Монохроматор
21.3.1. Призменный одинарный монохроматор
21.3.2. Одинарный монохроматор с дифракционной решеткой
21.3.3. Двойной монохроматор
21.4. Полихроматор
21.5. Согласование монохроматора с микроскопом
Заключение
Глава 22. ЛАЗЕРНЫЕ МИКРОСКОПЫ
22.1. Спектроскопия комбинационного рассеяния
22.1.1. Принцип работы рамановского микроспектрометра
22.1.2. Рамановский микроспектрометр
22.2. Лазерный сканирующий конфокальный люминесцентный микроскоп
22.2.1. Принципиальная оптическая схема
22.2.2. Получение изображения и процесс сканирования
22.2.3. Предел разрешения в плоскости изображения
22.2.4. Конфокальная диафрагма и толщина оптического среза
22.2.5. Влияние шумов лазеров и приемно-регистрирующей системы
22.2.6. Серия срезов
22.2.7. Подготовка препарата
22.2.8. Выбор объектива
22.3. Конструкция конфокального микроскопа LSM 710
22.3.1. Компоновка оптических и регистрирующих устройств
22.3.2. Полихроматор и приемники излучения
Заключение
Глава 23. ПРЕОДОЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВЕТОВОГО МИКРОСКОПА
23.1. Электронная микроскопия
23.1.1. Основы электронной микроскопии
23.1.2. Просвечивающий электронный микроскоп
23.1.3. Общие сведения о методах приготовления препаратов
23.1.4. Повышение контрастности изображений
23.2. Сканирующие зондовые микроскопы
23.2.1. Принцип работы
Заключение
Приложение 1
ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ДИФРАКЦИИ
Историческое введение
Геометрическая теория дифракции
Приложение 2
ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ КОНФОКАЛЬНОГО МИКРОСКОПА
ЛИТЕРАТУРА
Оглавление