Optická laboratořOptická laboratořOptická laboratořOptická laboratoř BÚ AV ČR,
v Průhonicích BÚ AV ČR,
v Průhonicích BÚ AV ČR,
v Průhonicích

© 2004 - 10  Optická laboratoř BÚ AV ČR

 Hlavní oblasti zájmu  Optické  laboratoře

Mikroskopické techniky:  Světelná a elektronová mikroskopie jsou základem pro většinu aktivit laboratoře.
Nainstalované optické (světelné) mikroskopy Olympus, s širokým zorným polem, velkou hloubkou ostrosti a nadstandardní kvalitou zobrazení, umožňují pozorování a digitální snímání objektů s 3,5 až 1000-násobným zvětšením (z toho: 3,5x až 144x je plynulá řada zvětšení stereomikroskopu a 40x až 1000x jsou zvětšení „velkých“ mikroskopů). „Velké“ badatelské a laboratorní mikroskopy nabízí vedle světlého a tmavého pole také techniku fázového kontrastu, Nomarského diferenciálního interferenčního kontrastu, resp. reliéfního kontrastu u inverzního mikroskopu, a také samostatné i kombinované použití fluorescenčních metod pozorování a snímání.
Elektronová oblast mikroskopie je v laboratoři reprezentována rastrovacím (skenovacím) elektronovým mikroskopem Quanta firmy FEI a jeho příslušenstvím, zejména sestavou pro chlazení vzorků. Mikroskop nabízí rozlišení až 3,5 nm, zvětšení 6 krát až 1 mil. krát a tři režimy vakua: vysoké, nízké a speciální environmentální mód ESEM (bližší popis uveden níže).

Digitální snímání:  Vedle digitální mikrofotografie, úzce navazující na mikroskopické techniky, se jedná o barevné skenování filmů (negativů i diapozitivů) a velkoplošných předloh do formátu A3+ (odrazových i průhledných) a o digitální fotografii, zejména makrofotografii.
Všechny mikroskopy laboratoře, po připojení k digitální snímací a výpočetní technice, podporují pozorování, úpravy a snímání živého obrazu preparátu přímo na monitoru pracovní stanice.
Maximální velikost hardwarově získatelného obrázku je přes 11 mil. pixelů u elektronového a 12,5 mil. pixelů u světelných mikroskopů. Digitální fotoaparáty disponují nejvýše 5 miliony pixelů a optické rozlišení skeneru 1400×2800 dpi přístroj dovoluje zvýšit interpolací až na 9600×9600 dpi.

Zpracování a analýza digitalizovaného obrazu:  Softwarová výbava laboratoře umožňuje další práci s digitalizovaným obrazem, od zvýrazňování struktur (např. chromozomů) v obraze, přes jeho vylepšování a transformace, až po jeho kalibraci a aplikaci nejrůznějších měření a speciálních výpočtů.

 Rastrovací elektronová mikroskopie

Optická laboratoř se v oblasti elektronové mikroskopie specializuje na zviditelňování a identifikaci nebo analýzu mikrostruktur povrchu biologických preparátů (např. povrchu kořenů, listů, květů a semen vyšších rostlin, mycelia a spór či konidií hub nebo lišejníků), a to nejčastěji v jejich přirozené, pokovením ani jinými preparačními zásahy nepozměněné podobě.

Rastrovací elektronový mikroskop:  Laboratoř je od poloviny roku 2004 vybavena rastrovacím elektronovým mikroskopem FEI Quanta 200, který vedle již standardního módu vysokého vakua vyniká svými nízkovakuovými režimy, zejména módem ESEM (viz samostatné heslo).

Přehled režimů vakua rastrovacího el. mikroskopu FEI Quanta 200:

• vysoké vakuum (HV = High Vacuum) - pro vodivé nebo konvenčně, tj. pokovením, připravené nevodivé vzorky,
• nízké vakuum (LV = Low Vacuum) - především pro nevodivé vzorky, bez preparace,
• ESEM (= Environmental Scanning Electron Microscope) - především pro problematické nevodivé vzorky, nesnášející vysoké vakuum, bez preparace.

ESEM (Environmental Scanning Electron Microscope):  Technologie environmentální rastrovací elektronové mikroskopie (ESEM), kterou mikroskop Quanta disponuje, umožňuje nastavit v komoře pro vzorky takové podmínky nízkého vakua, které dovolí zkoumat i nevodivé materiály citlivé na větší změny tlaku, tedy i nepreparované biologické tkáně s větším obsahem vody.
Komora mikroskopu se v tomto režimu stává tzv. environmentální komorou, s vakuem porušeným atmosférou vodních par (tlak v komoře je nastavován na hodnoty řádově několik set Pa; horní mez je 2600 Pa).
Velmi užitečná je možnost řízeného chlazení vzorku v komoře použitím stolku s Peltierovým termoelektrickým článkem a externím vodním chladičem (teplotu stolku lze snížit až na -20°C, s krokem 0,1°C). Cílem je zvolit takovou kombinaci tlaku a teploty, aby vysoušení vzorku, podrobeného nízkému vakuu, ještě nevedlo k nežádoucím deformacím snímaného povrchu.
Ve vytvořeném prostředí vodních par (v okolí stolku se vzorkem nasycených) je pak ke snímání používán speciální polovodičový detektor, který využívá ionizace těchto par sekundárními elektrony (detektor má označení GSED, tj. Gaseous Secondary Electron Detector). Tyto z povrchu vzorku vyražené elektrony jsou nositeli detektorem snímaného signálu, který je ionizací kaskádně zesílen. Volné kladné ionty pak směřují zpět ke vzorku, z nějž odvádějí přebytečný záporný náboj a brání nežádoucímu nabíjení.
V režimu ESEM tak lze při vhodném nastavení získat dostatečně kontrastní snímky i tak snadno zničitelných preparátů, jako jsou některé druhy lišejníků nebo korunní lístky květů vyšších rostlin.

Revidoval:  Jiří Machač, 8. 1. 2008.

 

První zveřejnění:  12. 2. 2007.  Poslední aktualizace:  1. 7. 2010.  Stránky připravuje:  Jiří Machač.
Copyright © 2004 - 10  Botanický ústav Akademie věd České republiky