<<
>>

Автоматизация микроскопических исследований

В данном разделе рассмотрим новейшие решения и изменения в самом подходе к процедуре микроскопических исследований.

Бурное развитие полупроводниковых и компьютерных технологий во всех областях в последнее время дало также мощный толчок автоматизации микроскопических исследований.

Раньше все процедуры подготовки и исследования микроскопического препарата выполнялись вручную, что при большом количестве препаратов превращалось в рутинную и утомительную работу, с трудно воспроизводимыми условиями и, соответственно, плохой стандартизацией.

Современным решением этих проблем явилось создание моторизованных вариантов основных блоков микроскопа: во-первых, предметных столиков, которые обеспечивают перемещение исследуемого препарата в горизонтальной плоскости; во-вторых, автоматизированного фокусировочного механизма — устройства для вращения микровинта — для настройки фокуса. Эти блоки могут управляться с помощью специальных программ и, если необходимо, в автоматическом режиме, без непосредственного участия оператора. Также возможно ручное управление с помощью манипулятора, который обычно выполняется в виде джойстика или трекбола.

В некоторых наиболее сложных и дорогих моделях исследовательских микроскопов моторизованы практически все механизмы — от револьвера объективов до настройки яркости.

Сегодня существует много различных модификаций моторизованных столиков: для прямых и инвертированных микроскопов, для биологических и промышленных микроскопов, для стереомикроскопов и т. д.

Моторизованные предметные столики для микроскопии бывают двух- и трёхуровневые (рис. 22, 23), состоящие соответственно из двух или трёх пластин. Каждая пластина перемещается в горизонтальной плоскости по оси X или Y (более детально различия между двух- и трёхуровневыми столиками будут рассмотрены ниже). Перемещение пластин осуществляется с помощью отдельного шагового двигателя. Шаговые двигатели питаются и управляются контроллерами — электронными устройствами, производимыми как в виде отдельных настольных

блоков, так и в виде компьютерных PCI-плат, устанавливаемых внутрь корпуса компьютера. Контроллеры являются необходимым связующим звеном между программой и «железом», обеспечивают точность и правильность перемещения препарата, размещённого на столике, и настройку на фокус.


Настольные контроллеры (рис. 20) имеют встроенный блок питания, подключаются к сети 220 В, и обеспечивают питание шаговых двигателей моторизованных столиков и блока фокусировки 48 В, что позволяет использовать максимальные скорости перемещения столика (до 12 см/с) и винта фокусировки. Контроллеры, выполненные в виде PCI- платы (рис.
21), не имеют своего блока питания, питание поступает с блока питания компьютера, куда вставлена эта PCI- плата. Напряжение питания шаговых двигателей при этом составляет 12 В, что делает максимальные скорости недоступными, для обеспечения более быстрой работы шаговых двигателей в таком случае приходится использовать внешний блок питания с повышенным напряжением — от 24 до 48 В в зависимости от требований к скорости перемещения. Но это необходимо не всем пользователям и рекомендуется прежде всего для столиков с большим диапазоном перемещения, например для моторизованного столика инвертированного микроскопа, и для блока фокусировки исследовательского стереомикроскопа RZ. Внешние контроллеры обеспечивают более высокие скорости перемещения, однако при этом имеют ряд недостатков по сравнению с контроллерами выполненными в виде PCI-платы: они более дорогие и занимают дополнительное пространство на рабочем столе.

Двухуровневые столы состоят из двух пластин: одна крепится к штативу микроскопа и неподвижна, другая перемещается по оси Y. Перемещение по оси X осуществляется за счёт движения препаратодержателя, при этом препарат скользит по поверхности столика. Поэтому двухуровневые столики в основном используются для работы с небольшими и лёгкими препаратами (обычно это стандартный стеклянный слайд). Для обеспечения гладкости и устойчивости к царапинам поверхность столика покрывается композитными материалами.

Трёхуровневые столики состоят соответственно из трех пластин: одна

закреплена неподвижно на штативе микроскопа, две другие могут перемещаться в горизонтальной плоскости независимо, каждая по своей оси X и Y. При этом препарат перемещается вместе с верхней пластиной, что позволяет работать с более крупными и массивными препаратами, чем обычный микроскопический слайд, например с микролуночным планшетом, чашкой Петри, «матрасом» для выращивания культур клеток, куском горной породы, металлическим препаратом и т. п.

Моторизованные предметные столики обеспечивают быстроту и точность перемещения препарата, недостижимые при ручном перемещении.

Рис. 22. Двухуровневый моторизованный столик


Рис. 23. Трёхуровневый моторизованный столик


Например, столики, которыми комплектуются микроскопы Meiji Techno Co. Ltd., перемещают препарат со скоростью до 12 см/с, с точностью 3-5 мкм, разрешением 0,05-0,1 мкм и отклонением от прямой линии не более 20*.

Для полной автоматизации процесса микроскопирования кроме моторизованного столика необходима также автоматическая настройка фокуса, то есть перемещение столика по вертикальной оси (ось Z). На рис. 24 представлен такой фокусировочный механизм — устройство для вращения микровинта. Удобство конструкции этого механизма заключается в том, что его можно установить прямо поверх микровинта обычного прямого микроскопа Meiji, не внося никаких изменений в конструкцию последнего тем самым не нарушая условий гарантии производителя.

Управление настройкой фокуса осуществляется специальной программой, которая использует различные алгоритмы оценки фокуса, в зависимости от типа исследуемого образца.

Прежде чем перейти к рассмотрению программного обеспечения для микроскопии в целом и для моторизации в частности хотелось бы отметить ряд ключевых моментов, характерных для моторизации:

• Моторизованный микроскоп превращает повседневную рутинную работу в стандартизированный и увлекательный процесс.

• Моторизованный микроскоп может управляться как с помощью специального программного обеспечения, так и ручными манипуляторами.

• В случае использования микроскопов Meiji Techno возможно моторизовать уже имеющийся в наличии микроскоп без вмешательства в его конструкцию, с сохранением всех условий гарантии.

• Моторизация может быть проведена в ближайшем сервисном центре без необходимости отправки оборудования на завод-изготовитель.

Рис. 24. Фокусировочный механизм



<< | >>
Источник: Ф. М. Кэррил, С. А. Бабушкин. Как работать со световым микроскопом / Ф. М. Кэррил; (перевод с английского и под редакцией И. Я. Барского, М. М. Аптинова), С. А. Бабушкин. - Москва.: Вест Медика,2010.— 112 с.. 2010
Помощь с написанием учебных работ

Еще по теме Автоматизация микроскопических исследований:

  1. Глава 2 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА КЛИНИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
  2. Международные стандарты по автоматизации лаборатории
  3. Краткая история автоматизации лаборатори
  4. Модульная пошаговая автоматизация
  5. НОВЫЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ: МИНИАТЮРИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ
  6. Современные тенденции лабораторной автоматизации
  7. АВТОМАТИЗАЦИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
  8. Подходы к определению объекта для автоматизации в лаборатории
  9. Стандарты CLSI в области по автоматизации КДЛ
  10. Практические рекомендации по автоматизации лаборатории
  11. 43.5. Определение давности смерти путем исследования трупной флоры и фауны (энтомологические исследования)
  12. Электрофизиологическое исследование. Чреспищеводное исследование
  13. Исследование качества жизни: клинические исследования, клиническая практика
  14. 4.9. Автоматизированные системы управления и информационно-управленческие системы в фармации. Перспективы автоматизации и компьютеризации управленческих процессов в фармации
  15. О ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
  16. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
  17. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
  18. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
  19. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ