Aufbau kompakter Bildverarbeitungsmikroskopsysteme mit den unendlich korrigierten Plan-APO-Objektiven 120i

Autoren: Rebecca Charboneau

Die TECHSPEC^® unendlich korrigierten Plan-APO-Objektive 120i sind speziell entwickelte Mikroskopobjektive, die Größe und Gesamtgewicht eines Bildverarbeitungssystems reduzieren können, aber trotzdem eine hohe optische Leistung bieten. Da die Objektive nicht parfokal zueinander sind, kann die Gesamtlänge des Systems verkürzt werden. „Nicht parfokal“ bedeutet, dass die Objektive die Bilder nicht in der gleichen Ebene fokussieren, der Einsatz eines Objektivrevolver entfällt somit. Die TECHSPEC unendlich korrigierten Plan-APO-Objektive 120i haben ein C-Mount-Gewinde, was eine Integration mit C-Mount-Kameras vereinfacht. Die Objektive sind ideal für Biomedizin- oder Bildverarbeitungsanwendungen wie Mikroskopie, Durchflusszytometrie, pharmazeutische Inspektion und Inspektionen am Montageband geeignet. In diesem Anwendungshinweis wird die korrekte Montage der TECHSPEC unendlich korrigierten Plan-APO-Objektive 120i und des Zubehörs für ein Bildverarbeitungssystem beschrieben.

Aufbau eines einfachen digitalen Mikroskopsystems

Die erforderlichen Komponenten für ein digitales Mikroskopsystem sind ein 5X, 10X oder 20X TECHSPEC^® unendlich korrigiertes Plan-APO-Objektiv 120i (#15-941, #15-943 oder #15-944), ein Kameratubus (#18-504), eine Tubuslinse (#18-505), ein Abstandstubus (#18-506) und eine C-Mount-Kamera (Abbildung 1). Diese Komponenten können je nach der zu untersuchenden Probe entweder vertikal oder horizontal aufgebaut werden. Für biomedizinische Anwendungen ist die vertikale Montage häufig praktischer, da sich biologische Proben oft in einem flüssigen Medium befinden.

Abbildung 1: Mikroskopsystem mit TECHSPEC unendlich korrigiertem Plan-APO-Objektiv 120i

Beim Aufbau eines digitalen Mikroskops mit den unendlich korrigierten TECHSPEC^® Plan-APO-Objektiven 120i wird ein metrischer Inbusschlüssel mit 3 mm (M3) benötigt, um die Gewindestifte am Abstandstubus (#18-506) an die Schwalbenschwanzseite der Tubuslinse (#18-505) anzuschrauben. Eine vollständige Detailzeichnung des Aufbaus mit Gewindeangaben ist in Abbildung 5 unten zu sehen. Der Abstandstubus besitzt einen Retainerring, der entfernt werden kann, um das M29-Gewinde für die dünnen und dicken Optikhalterungen für Optiken mit 25/25,4 mm Durchmesser von Edmund Optics zu nutzen. Das M29-Gewinde am Abstandstubus ermöglicht somit die einfache Montage anderer optischer Komponenten wie Filter im Abbildungssystem. Tabelle 1 enthält eine vollständige Liste der Komponenten des Digitalmikroskops.

Aufbau eines Fluoreszenzmikroskopsystems

Für biowissenschaftliche Anwendungen, die einen einfachen Fluoreszenzmikroskopieaufbau erfordern, bieten die TECHSPEC^® unendlich korrigierten Plan-APO-Objektive 120i das passende Zubehör zur Montage von TECHSPEC Fluoreszenzfiltersets. Für die Fluoreszenzbildgebung wird derselbe Kameratubus (#18-504) und dieselbe Tubuslinse (#18-505) verwendet, die auf eine C-Mount-Kamera aufgeschraubt werden. Anstelle des Abstandstubus wird der Filterwürfel (#18-508) mit einem M3-Inbusschlüssel an der Schwalbenschwanzseite der Tubuslinse befestigt. Ein TECHSPEC unendlich korrigiertes Plan-APO-Objektiv 120i wird dann direkt an den Filterwürfel geschraubt, um den Aufbau zu vervollständigen (Abbildung 2).

Abbildung 2: Fluoreszenzmikroskopsystem mit TECHSPEC unendlich korrigierten Plan-APO-Objektiven 120i

Der Filterwürfel (#18-508) enthält einen Satz von Fluoreszenzfiltern: einen Anregungsfilter, einen Emissionsfilter und einen dichroitischen Filter. In den Filterwürfel können TECHSPEC Fluoreszenzfiltersets eingesetzt werden, die für gängige Fluorophore wie DAPI, GFP und ICG ausgelegt sind. In den Filterwürfel passen Bandpassfilter mit 25 mm und 25,4 mm Durchmesser sowie dichroitische Filter mit 25,2 x 35,6 mm Größe. Die Anregungs- und Emissionsfilter können mit M29-Retainerringen, die mit einem Gabelschlüssel entfernt werden können, einfach in der Baugruppe befestigt werden. Abbildung 3a unten zeigt die korrekte Platzierung der Anregungs- und Emissionsfilter in Abhängigkeit von der Beleuchtungsquelle und der Probe. Zum Einsetzen des dichroitischen Filters muss der Filterwürfel mit einem M2,5-Inbusschlüssel in zwei Hälften geteilt werden. Der dichroitische Filter wird unter einem Einfallswinkel von 45° in den Filterwürfel eingesetzt, wobei die Strahlteilerbeschichtung nach unten (d. h. zur Probe hin) zeigt, wie in Abbildung 3b dargestellt. Ist der dichroitische Filter befestigt, sollten die Hälften des Würfels ausgerichtet werden, bevor die Schrauben wieder angezogen werden (Abbildung 3c). Der dichroitische Filter sollte nach dem Zusammenbau auf der dem Emissionsfilter gegenüberliegenden Seite sichtbar sein (Abbildung 3d). Für eine flexible Montage auf Stangen verfügt der Filterwürfel über ¼-20"-, M6- und M4-Gewinde. Die vollständige Liste der für diesen Aufbau erforderlichen Teile ist in Tabelle 2 aufgeführt.

a.	b.
c.	d.

Abbildung 3: Aufbau Filterwürfel

Bei Verwendung der Fluoreszenzsystems kann eine Lichtquelle über den 0,312"-Faseradapter (#18-509) direkt an den Filterwürfel (#18-508) angeschlossen werden. Der Faseradapter kann an koaxiale Lichtquellen angeschlossen werden, die mit 8 mm oder ¼" (0,312") Faserbeleuchtungsanschlüssen kompatibel sind und als Anregungsquelle verwendet werden können (Abbildung 4). Edmund Optics bietet eine Vielzahl von kompatiblen Lichtquellen an, die Sie hier finden.

Abbildung 4: Fluoreszenzsystem mit TECHSPEC^® unendlich korrigierten Plan-APO-Objektiven 120i und Faseradapter

Weiteres Zubehör, das mit diesen Systemen verwendet werden kann, finden Sie in Tabelle 3 unten. Die M29-Tubushalterung (#18-510) kann zur Befestigung des Digitalmikroskops an einer Stange verwendet werden, um die Belastung der Kamera zu reduzieren. Die M29-Tubushalterung verfügt über ¼-20"-, M6- und M4-Gewinde für die einfache Montage an verschiedensten Stangen. Der Adapter für M29 auf Ø30 mm Schwalbenschwanz (#18-507) oder der Adapter C-Mount auf Schwalbenschwanz (#18-511) werden verwendet, um einen schnellen Wechsel des Gewindes für C-Mount- und M29-Systeme zu ermöglichen. Dies bietet den Anwendern die Flexibilität, ihre eigenen Konfigurationen mit den TECHSPEC^® unendlich korrigierten Plan-APO-Objektiven 120i zu erstellen. Das Zubehör kann zum Beispiel verwendet werden, um das digitale Mikroskop in ein bestehendes Bildgebungssystem wie das Multi-Element Tubus-System von Edmund Optics einzubauen.

Wenn Sie ein Digitalmikroskop aufbauen möchten, sind die TECHSPEC^® unendlich korrigierten Plan-APO-Objektive 120i eine ideale Wahl, um ein kompakteres System zu erhalten, das keine Kompromisse bei der optischen Leistung eingeht. Die TECHSPEC^® unendlich korrigierten Plan-APO-Objektive 120i lassen sich durch verschiedene Montageoptionen oder das Hinzufügen von Fluoreszenzfiltern individuell anpassen und können so leicht in eine industrielle Bildverarbeitung oder biomedizinische Anwendung integriert werden.

Abbildung 5: Detailzeichnung des Aufbaus mit Plan-APO-Objektiv 120i

Weitere Informationen

• Grundlagen zu Mikroskopen und Mikroskopobjektiven
• Aufbau von digitalen Videomikroskopen
• Anwendung optische Mikroskopie: Fluoreszenz
• Rechner Tubuslänge für unendlich korrigierte Systeme
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