Leica DMi8 представляет собой платформу, из которой собирают разные приборы: от ручного микроскопа для клеточной лаборатории до моторизованной системы для скоростной флуоресцентной съёмки. Модульная конструкция позволяет начать с простой конфигурации и дооснащать её по мере роста задач.
Платформа служит и биологам, и материаловедам. Для промышленных задач выпускаются три исполнения: DMi8 M, DMi8 C и DMi8 A, которые отличаются уровнем автоматизации. Разберём, как устроена модульность, какие методы наблюдения доступны и как выбрать вариант под лабораторию.
Модульная платформа: что это значит на практике
У DMi8 отдельными модулями выполнены осветители, конденсоры, турель объективов, привод фокуса, флуоресцентная ось, порты для камер. Прибор можно модернизировать в любое время, заменив или добавив узел.
Для лаборатории это снижает риск ошибки при покупке. Пример: группа начинает с фазового контраста и простой флуоресценции, через два года получает грант на съёмку живых клеток. Менять микроскоп не приходится, к имеющемуся штативу добавляют моторизованные узлы, инкубатор и чувствительную камеру.
У такого подхода есть условие. Путь модернизации нужно продумать заранее, потому что исполнения различаются базовой механикой. О планах на несколько лет вперёд стоит рассказать поставщику ещё на этапе первой закупки.
DMi8 M, C и A: три исполнения для материаловедения
В линейке для контроля материалов буква в названии обозначает уровень автоматизации: M означает ручное исполнение, C кодированное, A автоматизированное. Все три работают в отражённом свете с непрозрачными образцами: шлифами металлов, покрытиями, композитами, электронными компонентами.
- DMi8 M. Ручная версия. Турель на шесть объективов с резьбой M25, фокусировка механическая двухступенчатая. Освещение светодиодное или галогенное. Методы: светлое поле и режим объёмного контраста UC-3D.
- DMi8 C. Версия со встроенной электроникой. Турель шестипозиционная с резьбой M32, фокусировка ручная двухступенчатая. К методам добавляются тёмное поле, дифференциально-интерференционный контраст (ДИК) и поляризация.
- DMi8 A. Автоматизированная версия с внешним электронным блоком управления. Фокусировка и турель M32 моторизованы. Помимо светодиода и галогена доступен флуоресцентный источник света, а к перечню методов добавляется флуоресценция.
Кодированные узлы сообщают программе, какой объектив и какой метод сейчас в работе. Масштаб на снимке подставляется автоматически, и ошибка из-за забытой смены кратности становится маловероятной. Для лаборатории, которая выдаёт протоколы с измерениями, это довод в пользу версий C и A.
Биологические конфигурации собирают на той же платформе по модульному принципу: от ручного штатива для контроля культур до полностью моторизованной системы. О них речь в следующих разделах.
Методы контраста и освещение
В биологических конфигурациях доступен полный набор методов: светлое и тёмное поле, фазовый контраст, интегрированный модуляционный контраст, дифференциально-интерференционный контраст, поляризованный свет, флуоресценция.
Интегрированный модуляционный контраст заслуживает отдельного пояснения. Он даёт рельефное изображение неокрашенных клеток и при этом работает через пластиковую культуральную посуду. Классический ДИК с пластиком плохо совместим: дно чашки само меняет поляризацию света и портит картинку. Для лабораторий, где клетки растут в стандартных пластиковых планшетах и флаконах, это существенное удобство.
Проходящий свет создаёт светодиодный осветитель. Он обеспечивает стабильную цветопередачу и снижает расходы на обслуживание, поскольку ламп, требующих замены, в нём нет. В конденсорной линейке есть масляно-иммерсионный конденсор с апертурой 1,4 для работы на предельном разрешении.
В моторизованной конфигурации при смене метода контраста прибор сам подстраивает освещение, яркость, положение диафрагм и парфокальность (сохранение резкости при смене метода). Оператор переключает метод одной командой и сразу получает настроенное изображение.
Фокус, порты и съёмка живых клеток
Для экспериментов с живыми клетками важны три вещи: стабильность фокуса, скорость переключения и бережное отношение к образцу.
- Привод фокуса. Точность позиционирования 20 нм при полном ходе 12 мм. Этого достаточно для съёмки серий по глубине с малым шагом.
- Адаптивный контроль фокуса. Система удерживает фокальную плоскость в реальном времени. При многочасовой съёмке температура меняется, штатив и посуда слегка деформируются, и без такой системы изображение уходит из резкости.
- Порт для камеры. Оптимизирован под камеры sCMOS, поле изображения 19 мм. Крупный сенсор такой камеры освещается целиком.
- Встроенная шторка. Позволяет быстро чередовать флуоресценцию и проходящий свет при съёмке.
- Дополнительный порт. Служит для подключения дополнительного оборудования, например флуоресцентных источников или лазерных систем.
Флуоресцентная часть допускает два независимых источника света. Для скоростной многоканальной съёмки предусмотрены внешние быстрые держатели фильтров. Модуль защиты от проливаний закрывает внутренние узлы от жидкостей, что актуально при работе с культуральной средой прямо над объективами. Состояние прибора отображается на сенсорном экране, с него же можно управлять основными функциями.
Свет в экспериментах с живыми клетками дозируют. Возбуждающее излучение повреждает клетки и выжигает краситель, поэтому экспозицию и интенсивность снижают до минимума, при котором сигнал ещё уверенно отличается от фона.
Как выбрать исполнение под лабораторию
Выбор удобно строить от задач.
- Рутинный контроль культур и простая флуоресценция. Достаточно конфигурации с ручным управлением. Она надёжна и не требует обучения работе со сложным программным обеспечением.
- Съёмка во времени, многоканальная флуоресценция, сканирование планшетов. Нужны моторизованные узлы и адаптивный контроль фокуса.
- Металлы, покрытия, композиты. Выбирают между DMi8 M, C и A. Для визуального осмотра хватает ручной версии, для протоколов с измерениями берут кодированную, для серийного контроля автоматизированную.
Для биологических задач затем определяют посуду и объективы. Работа через толстое пластиковое дно требует объективов с увеличенным рабочим расстоянием и коррекцией толщины. Для съёмки высокого разрешения переходят на посуду со стеклянным дном и иммерсионные объективы.
Комплектацию согласовывают с поставщиком, описав эксперименты, красители, типы посуды и планы развития. Сравнительная таблица исполнений приведена на странице модели в магазине «Микроптика», где инвертированный микроскоп Leica DMi8 продаётся по запросу с гарантией пять лет.
Помещение готовят до поставки. Для флуоресцентной съёмки нужна возможность затемнения. Стол должен гасить вибрации, а рядом не должно быть центрифуг и компрессоров. Кондиционер не должен дуть на микроскоп: поток воздуха меняет температуру штатива и усиливает дрейф фокуса.