Microscopio da laboratorio

Consigli per l'acquisto di un microscopio da laboratorio

Per quanto diversi possano essere i campioni che vengono esaminati e valutati in un laboratorio, altrettanto diversi sono i requisiti di un microscopio da laboratorio. I microscopi puramente ottici sono ancora molto spesso utilizzati per molte applicazioni di laboratorio. Questo è particolarmente vero quando le anomalie, i componenti indesiderati o il numero di certe particelle rilevate con il microscopio di laboratorio sono semplicemente registrati su moduli e non è richiesta alcuna copia dell'immagine ingrandita. Per esempio, negli esami dell'acqua potabile, le legionelle non vengono registrate solo qualitativamente al microscopio di laboratorio, ma anche quantitativamente.

Anche in molti esami medici o materiali, l'esame ottico è sufficiente senza memorizzare e trasmettere i dati dell'immagine. Tuttavia, la tendenza per molti compiti è quella di utilizzare un microscopio da laboratorio con attrezzature digitali. Un microscopio da laboratorio che può visualizzare l'ingrandimento su uno schermo non è solo vantaggioso in termini di postura e di sforzo sugli occhi dell'operatore. I dati delle immagini digitali possono anche essere memorizzati, elaborati e inviati molto più facilmente. Le sezioni seguenti discutono brevemente alcune delle differenze nei modelli digitali.

Campo di lavoro fisso o flessibile con un microscopio da laboratorio digitale
Di regola, un microscopio da laboratorio ha un'area di lavoro fissa e ben definita. L'oggetto deve essere portato in quest'area e allineato lì in modo che i dettagli rilevanti possano essere catturati. Gli oggetti che non possono essere portati nell'area di lavoro dei microscopi con stativo a causa delle loro dimensioni o per altre ragioni, possono essere esaminati con microscopi digitali mobili a luce riflessa. Queste versioni mobili possono essere divise in dispositivi che hanno un proprio monitor e modelli in cui l'immagine ingrandita viene visualizzata su un computer o laptop. Mentre il primo può essere posizionato completamente liberamente, nel caso del secondo si deve tener conto della possibilità di impostare e collegare il PC o il portatile. Entrambi i tipi sono adatti per esami di laboratorio sulla superficie di campioni che non possono o non devono essere schiacciati. Per esempio, le fratture di grandi componenti, dipinti di valore o qualsiasi altro oggetto possono essere esaminati microscopicamente in una sola volta.

Illuminazione sul microscopio digitale da laboratorio
Il tipo e la disposizione dell'illuminazione hanno un'influenza decisiva sulla riconoscibilità dell'immagine ingrandita. Un'immagine dell'oggetto viene creata nel microscopio solo attraverso i raggi di luce che entrano nell'obiettivo. A seconda delle differenze di trasparenza, colore e luminosità del campione da osservare, si usano diversi tipi di microscopia a luce trasmessa o riflessa. I substrati contrastanti, i filtri e le aperture speciali, la deviazione della luce o l'aggiunta di luce UV possono essere utilizzati per rendere visibili dettagli che altrimenti non sarebbero visibili.

Immagini 3D dal microscopio di laboratorio
Affinché gli oggetti ingranditi siano percepiti in tre dimensioni, due lenti disposte una di fronte all'altra devono fornire immagini che si sovrappongono per formare una sola immagine. A seconda di come viene fatta questa sovrapposizione, può essere necessario uno schermo speciale e l'uso di occhiali 3D per visualizzare le immagini spaziali. Un microscopio digitale da laboratorio con funzione 3D offre di solito un campo di lavoro relativamente ampio. Questo rende possibile eseguire un lavoro delicato direttamente sotto il microscopio e monitorarlo costantemente sullo schermo.

Ingrandimento e risoluzione dell'immagine del microscopio digitale da laboratorio
Con il microscopio digitale da laboratorio, l'ingrandimento utilizzabile è determinato non solo dall'obiettivo della fotocamera, dagli obiettivi aggiuntivi e dal tubo, ma anche dal sensore di immagine della fotocamera e dalla possibile risoluzione del monitor utilizzato. Un ingrandimento maggiore non fornisce alcun dettaglio aggiuntivo per le immagini digitali se il numero di pixel è basso, ma solo l'ingrandimento dei pixel. Poiché l'ingrandimento riduce di conseguenza l'area visualizzata del campione, è importante chiarire in anticipo quale ingrandimento è appropriato per i compiti previsti. Inoltre, dovrebbe essere chiaramente definito quanto dettagliate devono essere le immagini. Alcuni produttori specificano nei dati tecnici quali dimensioni di pixel il microscopio da laboratorio può catturare con il chip della telecamera incorporato, o quante coppie di linee per millimetro possono essere distinte.

Interfacce sul microscopio digitale da laboratorio
Le interfacce abituali di un microscopio digitale da laboratorio includono l'interfaccia USB per il trasferimento dei dati. Alcuni modelli offrono anche una connessione per un ulteriore monitor separato tramite un'interfaccia AV, DVI, VGA o HDMI. I modelli di dispositivi che vengono utilizzati senza un PC o un portatile possono anche essere dotati di connessioni per elementi operativi come un mouse del computer e un interruttore a pedale. Alcune di queste unità hanno anche una connessione di rete attraverso la quale le immagini possono essere rese direttamente disponibili ad altri che hanno accesso alla rete.

Software con funzioni speciali come la misurazione nell'immagine
Spesso, un microscopio digitale da laboratorio viene fornito con un software speciale che facilita il funzionamento del microscopio e la memorizzazione e il trasferimento dei dati delle immagini. Le funzioni speciali includono, per esempio, l'inserimento di marcature e spiegazioni in immagini e video, la misurazione di lunghezze sullo schermo. Con alcuni dispositivi, è anche possibile visualizzare un'altra immagine come modello per confrontare e valutare i dettagli più facilmente.

Fatti interessanti sulle possibilità attuali della microscopia nella ricerca

Sempre più istituti di ricerca specializzati sono dotati di uno speciale microscopio da laboratorio in grado di rilevare e valutare anche le strutture più piccole. Nel febbraio 2021, per esempio, i ricercatori delle Università di Giessen e Bielefeld hanno usato il loro microscopio di laboratorio, che funziona con ioni di elio, per visualizzare i corona virus, che sono solo circa 100 nanometri di dimensione, sulle cellule renali di una scimmia infettata con SARS-CoV-2. A differenza di un microscopio elettronico a scansione, dove gli elettroni scansionano la superficie, questo microscopio da laboratorio non richiede che il campione sia rivestito con un rivestimento elettricamente conduttivo. A differenza di altri metodi utilizzati, il microscopio a ioni di elio permette una visione diretta della superficie 3D e offre una risoluzione più alta e una maggiore profondità di campo. Naturalmente, le immagini rese possibili da un tale microscopio da laboratorio sono documentate e condivise con altri scienziati. Questo permette di coordinare ulteriori studi tenendo conto dei risultati attuali e di fare progressi più rapidi nel contenere la replicazione virale.

Presso la cattedra di materiali metallici dell'Università di Jena, nell'estate 2019 è stato installato un microscopio da laboratorio che può raggiungere risoluzioni fino ai singoli atomi. Con una risoluzione di 80 picometri o 0,8 angstrom (dieci milioni di angstrom sono un millimetro) e gli spettrometri aggiuntivi, era probabilmente il miglior microscopio da laboratorio per le analisi chimiche in Europa in quel momento. Il microscopio elettronico a trasmissione ha una lente speciale di correzione che compensa gli errori di imaging delle lenti magnetiche. Questo microscopio da laboratorio piuttosto insolito sarà utilizzato, tra le altre cose, per studiare i processi di trasformazione di fase e la formazione di varie strutture molecolari nelle leghe.

All'Università di Ulm viene utilizzato anche un microscopio elettronico a trasmissione particolarmente ad alta risoluzione. Nel dicembre 2017, il microscopio da laboratorio alto quattro metri, che pesa diverse tonnellate ed è stato completato dopo anni di sviluppo, è stato ufficialmente inaugurato. Funziona a bassa tensione, in modo che i biomateriali che reagiscono in modo sensibile agli elettroni possono essere visualizzati con esso. Questo microscopio da laboratorio unico offre all'Università di Ulm, che ha avuto un ruolo importante nel suo sviluppo, l'opportunità di affermarsi come uno dei centri di ricerca leader nel campo della microscopia. In molte aree in cui la visualizzazione dei più piccoli dettagli era precedentemente impossibile, questo microscopio da laboratorio a basso voltaggio offre nuove possibilità.