Проект "Гиперспектральный микроскоп AXALIT HSP" разрабатывается при поддержке ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в. Доступные расценки на рынке цифровых устройств позволяют рассчитывать на следующие возможности среди современных микроскопов. Основной рабочий элемент – это цифровой микроскоп, подключенный к компьютеру со специализированным программным обеспечением. Новый микроскоп «Швабе» будет востребован на промышленных предприятиях для технического контроля на различных стадиях производственных процессов.
Микроскоп XXI века: молекулы живой клетки в режиме реального времени
Основной режим — сканирование, который полностью автоматизирован, обеспечивая точные цифровые копии микропрепаратов для удалённого изучения и анализа, поддерживаемого технологиями искусственного интеллекта.
Прибор освещает образец монохроматическим длина волны 633 нанометра гелий-неоновым лазером и измеряет отражение с помощью специального интерферометра. При этом, в отличие от других методов микроскопии и голографии, прибор может просматривать различные по глубине плоскости объекта без какого-либо оптического регулирования и движения частей. Здесь ключом к получению картинки стала новая методика компьютерной обработки полученных данных.
Вторая ступень, электронная, состоит из приемника и монитора. Здесь тоже необходимо определиться с приемником, который является связующим звеном между обеими ступенями. Но основная задача - в выборе монитора. Ограничения, связанные с техническими параметрами мониторов и приемников, определяют необходимость согласованности и оптимальности в корреляции всех параметров системы. При всем многообразии различных сочетаний размеров мониторов и приемников характеристики и потребительские свойства световых микроскопов с системой визуализации могут очень существенно различаться. Именно поэтому качество изображения одного и того же объекта при наблюдении в окуляры может быть удовлетворительным, а с помощью системы визуализации - нет. Ограничения для систем визуализации световых микроскопов Имеются условия и ограничения, определяющие подходы к разработке световых микроскопов с системами визуализации. Многие виды исследований, привычные для наблюдения через окуляры, не могут быть реализованы при наблюдении с помощью системы визуализации. Это касается исследований специфических объектов, таких как фазовые, анизотропные, флуоресцент-ные. Характерные особенности приемников изображения и мониторов, например ячеистая структура и другие, являются серьезными ограничителями и обусловливают невозможность полноценной замены «окулярного зрения» электронными системами визуализации. Рассмотрим этот вопрос более подробно на примере обычного ПЗС, часто используемого в качестве при-емника оптического излучения. Эти и другие факторы являются источником и обусловливают возникновение т. Другой ограничительной особенностью ПЗС являются его спектральные характеристики, обусловленные квантовым выходом, - количеством фотоэлектронов на один фотон падающего излучения. Спектральная характеристика определяется мультипликативно двумя факторами - прохождением света через электродную структуру и фотогенерацией, вызванной поглощением света непосредственно в полупроводнике внутренний квантовый выход. При исследовании на обычном световом микроскопе через окуляры наблюдатель работает в спектральном диапазоне 400-700 нм, при этом спектральная чувствительность глаза различна для разных длин волн. Система визуализации на основе цифрового приемника не может полноценно заменить глаз наблюдателя при работе в синей и фиолетовой областях спектра поликристаллический кремний, из которого сделаны электроды, практически непрозрачен в области длин волн до 450 нм. Вместе с тем она существенно более информативна для ближней красной области спектра, поскольку область ее чувствительности простирается почти до 1000 нм.
В прямых микроскопах, этот осветитель расположен сверху. Несколько быстросменных методов контраста поддерживают и легко сменяют все исследовательские микроскопы, можно сказать, что это их отличительная черта. Это довольно серьёзная проблема, как сделать универсальную систему под макрообъективы с увеличением 0-50х с микрообъективами, масштабирующими изображение до 7000х. Это совершенно разные подходы к получению изображения. В макрообъективах ценится большое рабочее расстояние и широкое поле зрения, соответственно и сами объективы широкие. В микрообъективах особое значение придаётся разрешению и светосиле. Универсальное крепление разработала компания Olympus, сделав смену объективов таким же лёгким, как застёгивание молнии. Высокую точность и повторяемость результатов измерений гарантирует программное обеспечение, настроенное на конкретную оптическую систему и учитывающую все особенности этой системы аберрации, смещения, рабочие расстояния, глубину резкости и прочее. Разностороннее продвинутое программное обеспечение обязательно должно быть простым в обращении, интуитивно понятным. Можно сказать, что сейчас происходит унификация для идентичного пользовательского опыта на разных устройствах. Основные функции доступные в Olympus Stream: создание отчёта, выявление включений на окрашенной поверхности для определения источника загрязнения, сшивка нескольких маленьких изображений в одно большое, получение полнофокусного изображения и 3D модели объекта, автоматический подсчёт численности повторяющихся структур, диагностика контаминации, измерение толщины слоя, автоматическое определение контура и другие. Измерительные цифровые микроскопы для метрологии Любой видеоизмерительный микроскоп принципиально отличается от вышеназванных - методикой поверки. В большинстве своём, такие устройства поставляются на утяжелённых штативах и комплектуются большими предметными столиками с высокоточными энкодерами считывателями перемещений. Поверка точных профессиональных зарубежных микроскопов учитывает возможность неточного позиционирования образца, поэтому не обязательно при каждом измерении выравнивать координатную сетку и начало координат по объекту. Методика поверки NLEC британских микроскопов Vision Engineering, таких как Swift и Hawk производится по двум осям, без использования дополнительных тисков и зажимных механизмов стола, это означает, что заявленная заводом-изготовителем погрешность, будет соблюдаться при любом сценарии использования. Зачастую, высокие значения точности достигаются именно за счёт использования дополнительных приспособлений, не используемых при рутинных измерениях. Важнейшая составляющая таких видеомикроскопов — программное обеспечение. Классические решения с визиром могли лишь давать относительные координаты точки на образца в центре перекрестья на образце, современные системы могут даже построить CAD модель образца по 3-м осям с последующим импортов DXF и другие форматы САПР.
Оптические системы микроманипуляции JPK на микроскопах Nikon
Результаты исследования автоматически загружаются в облачный сервис, что позволяет моментально поделиться данными с коллегами, запросить их консультацию и обеспечить доступность медицинских услуг для удаленных географических локаций. Принцип работы Celly. AI - iOS приложение анализирует нейросетью видеопоток на самом устройстве. Врач лишь подтверждает результат на веб портале. Есть и другие полезные разработки в этой сфере. Так, исследователи из Японии разработали автоматизированную компьютерную программу, которая может точно и воспроизводимо подсчитывать количество микроядер клеток тканей на окрашенных изображениях. Микроядра — это небольшие ядерные структуры, которые являются маркерами таких патологий, как, например, рак. Модель, которую назвали CAMDi Calculating Automatic Micronuclei Distinction , способна подсчитывать микроядра, несмотря на их относительно маленький размер. Автоматические системы прежнего поколения традиционно использовали изображения, полученные только с одного уровня ткани.
Чтобы понять, почему это важно, представьте, что шар, закрепленный в пространстве, разрезается в поперечном сечении. Если разрезать его ближе к верхней или нижней части, размер поперечного сечения будет намного меньше, чем если бы вы выбрали срез ближе к центру, поэтому при поперечном сечении, выполненном близко к периферии шара, ядро можно легко принять за микроядро. Чтобы решить эту проблему, исследователи из Университета Цукубы сделали фотографии на разных уровнях и создали программу, способную анализировать полученную трехмерную информацию. Совместная команда исследователей из Оксфорда и Уорикского университета разработала метод, позволяющий лучше понять и оценить плеоморфизм вирусов. Разработка шла в условиях пандемии, чтобы помочь в исследованиях коронавируса. К сожалению, электронная микроскопия до сих пор слишком дорогая и медленная для масштабного использования в подобных исследований, поэтому ученые создали методику высокопроизводительной визуализации нитчатых вирионов, объединив микроскопию прямой стохастической оптической реконструкции dSTORM. Это метод с разрешением менее 20 нм. Плюс исследователи разработали и программное обеспечение для быстрого автоматического анализа, позволяющее идентифицировать и анализировать тысячи вирионов.
Модернизированный микроскоп оснащен VR -очками и системой, которая позволяет сохранять и анализировать в цифровом формате стереоскопические изображения. Благодаря такому способу можно получать более подробные данные о структуре изучаемых объектов, наблюдая их в трехмерной плоскости. Данный комплекс более полно раскрывает возможности микроскопов серии МБС в медицине , биологии, геологии, минералогии, археологии и других отраслях.
Вдохновленная конструкцией космического телескопа Джеймса Вебба JWST , новейшая разработка использует зеркальные сегменты для сортировки и сбора света в масштабах микроскопа и позволяет получать трехмерные положения и 3D ориентацию одиночных молекул. Азимутально- и радиально-поляризованный многоракурсный отражатель raMVR. Washington University in St. Louis Микроскопический мир реклама Объекты нашего мира, начиная от мельчайших субатомных частиц и заканчивая Вселенной, отличаются просто невероятным разнообразием размеров.
С помощью микроскопов мы можем непосредственно наблюдать за некоторыми объектами и процессами, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Благодаря микроскопам мы смогли совершить большой рывок в познании мира. Однако размер биологических молекул так ничтожен, что только самые мощные электронные микроскопы могут получить нечеткие, зернистые изображения.
Эти сигналы, отражаясь от образца, позволяют измерять различные характеристики материала и выявлять его структуру и состав. Однако часто возникают помехи от паразитных сигналов, что затрудняет проведение точных измерений, поэтому учёным важно разрабатывать методы их минимизации.
Новосибирские учёные создали нейросеть, распознающую объекты под микроскопом
Главное его отличие от всех микроскопов в том, что он может определять частицы не только в воздушной среде, но и в жидкой. Безокулярный портативный цифровой микроскоп ASH. Доступные расценки на рынке цифровых устройств позволяют рассчитывать на следующие возможности среди современных микроскопов. Главная страница Обучение Применение цифрового микроскопа Keyence в микроэлектронике. Команда Эрика Бетцига создала новый микроскоп, способный снимать живые объекты микромасштаба в режиме реального времени.
Просвечивающий электронный микроскоп научили голографии
Компания Levenhuk представила две модели со встроенными камерами 2 Мпикс и 7-дюймовыми ЖК-экранами. Их уже можно приобрести в нашем интернет-магазине. Цифровой микроскоп Levenhuk D85L LCD дает увеличение в диапазоне от 40 до 1600 крат, причем оптическое увеличение находится в диапазоне 40—400 крат, а остальная часть достигается за счет цифрового зума. В этой модели установлена комбинированная светодиодная подсветка, предметный столик снабжен зажимами и дисковой диафрагмой, предусмотрено питание системы освещения как от батареек, так и от сети. Микроскоп хорошо подходит для хобби и учебы.
Можно детально рассмотреть клетки крови и некоторые внутриклеточные процессы. Микроскоп обычно имеет 3 объектива: 2 для глаз и ещё 1 для камеры, можно использовать специальные для микроскопов стоят довольно дорого и снимают с низким количеством кадров в секунду 7-15 или подключить через переходник зеркальный фотоаппарат. Каждый такой микроскоп это многофункциональная станция, с набором различных источников освещения, которая может работать в разных режимах: светлое поле, тёмное поле, флуоресцентная микроскопия.
В довесок их комплектуют очень хорошей камерой с помощью которой можно снимать и обрабатывать изображение. Вот как примерно в такой микроскоп будут выглядеть бактерии можете сравнить качество с видео выше P. В качестве бонуса оставлю видео, где эксперты изучают люксовые часы в микроскоп за 11 000 000 рублей. Это что-то невероятное, обратите внимание на качество и плавность обработки изображения.
Цитологи, которые анализируют клетки под микроскопом, становятся более последовательными и точными, когда они знают, как подготовить свой аппарат для получения четких изображений. Исследователи из университета Дьюка США недавно разработали "умный" микроскоп, позволяющий точно регулировать его параметры, включая угол падения света, цвет и паттерны, для достижения оптимальных результатов при классификации здоровых и зараженных малярией красных кровяных телец. Система разработана с учетом возможностей цифровой камеры, а не человеческого глаза, и поэтому может работать невероятно хорошо. Информация о разработке была опубликована в журнале Biomedical Optics Express. Ведущий университетский исследователь Роарк Хорстмайер говорит, что Стандартный микроскоп освещает образец одинаковым количеством света со всех сторон, и это освещение было оптимизировано для человеческого глаза в течение многих лет.
К счастью для учёных, биологические образцы обладают способностью изменять фазу падающей на них световой волны, и именно это свойство "эксплуатируется" в DHM. Прибор освещает образец монохроматическим длина волны 633 нанометра гелий-неоновым лазером и измеряет отражение с помощью специального интерферометра. При этом, в отличие от других методов микроскопии и голографии, прибор может просматривать различные по глубине плоскости объекта без какого-либо оптического регулирования и движения частей.
Микроскопы
Программное обеспечение Микроанализа для визуализации микроскопов объединяет микроскоп, цифровую камеру и аксессуары в одно полностью интегрированное решение. Электронные микроскопы с встроенным цифровым фотоаппаратом позволяют делать фотографии наблюдаемых микрообъектов, а затем переносить их в компьютер. Цифровые микроскопы TAGARNO имеют в своем составе программу Focus stacking, которая специально разработана для уменьшения размытости и создания сверхчеткого изображения. Учёные из Университета Дьюка разработали многокамерный матричный микроскоп (MCAM), состоящий из 54 различных линз, которые захватывают объект под разными углами.
Вы точно человек?
Компьютерный микроскоп на базе DVD-привода, включающий в себя источник светового излучения, оптическую линзу, поворотное зеркало, светоделительную призму, прибор с зарядовой связью ПЗС-матрица , лазерный диод и прозрачный диск, отличающийся тем, что в верхней части DVD-привода установлен направленный источник света - светодиод с регулируемым током питания, а под прозрачным диском расположена по движная линза, которая снабжена электромагнитной системой позиционирования ее оси перпендикулярно к плоскости прозрачного диска с возможностью перемещения линзы в горизонтальном и вертикальном направлениях, при этом система позиционирования линзы представляет собой электромагнитную систему из постоянных закрепленных на корпусе DVD-привода магнитов и двух пар электрических катушек с выводом проводников на пульт управления. Компьютерный микроскоп по п.
Компьютерный микроскоп по п.
И это не реконструкция, это — то, что происходит с белками клетки — актином, кадгерином — на самом деле в ходе эмбриогенеза. Можно пометить светящейся меткой другие белки и регуляторы — и опять увидеть в реальном времени картину их экспрессии и работы в клетке, будь это та или иная стадия эмбриогенеза или любой другой биологический процесс.
Важно то, что изучаемые объекты продолжают жить на предметном столике. Куда направляются молекулы белков микротрубочек во время последовательных фаз клеточного деления? Вот движутся хромосомы, растут микротрубочки, митохондрии взаимодействуют с эндоплазматическим ретикулумом. Последнее особенно интересно: видно, как эндоплазматический ретикулум преображается в особую «цистерну» см. Lu, M.
Ladinsky, T. Kirchausen, 2009. Cisternal Organization of the Endoplasmic Reticulum during Mitosis , вмещающую митохондрии, и можно отследить специфические перемещения и тех, и других. Никакие графики и никакая фотография не передает живой динамики клеточного деления рис. Кадры из видео, показывающего клеточное деление: слева — интерфаза , справа — анафаза.
Хромосомы гистоны окрашены коричневой меткой, другими цветами помечены растущие концы микротрубочек, цвет отражает скорость их роста. На графике показано распределение соответствующих скоростей. Изображение из обсуждаемой статьи в Science Рис. Клетка предшественника нейтрофила в коллагеновом матриксе. Изображение из обсуждаемой статьи в Science Некоторые из представленных видео не только поучительны, но и весьма забавны: хорошо видны суетливые движения инфузории Tetrahymena thermophila или видно , как прокладывает свой извилистый путь клетка пронейтрофила HL-60 , буквально продираясь сквозь волокна коллагена рис.
В первом случае удается точно оценить число биений жгутиков, что важно для сопоставления скоростей биохимических и фенетических проявлений.
Принципиально процесс действия цифрового микроскопа аналогичен функциям оптического устройства. Свет, отражённый от объекта, направлен в фотообъектив. Изменяя качество света, исследуют разные типы поверхностей: Светлое поле — подходящий режим для плоских препаратов; Освещение под углом идеально для шероховатых поверхностей; Темное поле применяет приглушенный свет рассеянный или отраженный для подсветки неровной поверхности; Функция смешанного контраста содержит особенности темного и светлого режимов для выявления мельчайших деталей. В современном мире принято разделение по типу цифровых микроскопов. В первую очередь все модели разделяются на настольные и портативные.
Далее, идёт разделение по техническим критериям: По степени кратности увеличения 60, 100, 200, 300, 600, 1000х и далее. Сегодня цифровые микроскопы интегрированы в рабочие процессы многих видов человеческой деятельности, науки и производства: микроэлектроника, материаловедение, криминалистика, фармацевтика и медицина, а также в процессах образования: В учебном процессе, при изучении естественных наук. Многие кабинеты биологии, химии уже оборудованы этой передовой техникой. Отличная возможность подключения микроскопа к внешнему демонстрационному устройству проектору, монитору ПК, экрану ТВ позволяет наглядно и быстро знакомить аудиторию с полученной информацией, проводить лекции и лабораторные работы; В научной лаборатории для проведения осмотра исторических документов и артефактов, изучения образцов материалов в археологии и палеонтологии и пр. Идентификация подлинности банкнот, монет, марок и пр.
Cовременные системы визуального контроля – технологии Индустрии 4.0
Учёные НИТУ МИСИС приспособили ближнепольный СВЧ-микроскоп для поиска дефектов в кубитах — сверхпроводниковых ячейках квантовых компьютеров, сообщила. Компания Системы для Микроскопии и Анализа (СМА) – одна из ведущих научно-технических и инжиниринговых компаний в России, проводник последних достижений в области систем. Лазерные микроскопы позволяют разглядеть объекты в 10 000 раз меньше толщины человеческого волоса. Главная страница Обучение Применение цифрового микроскопа Keyence в микроэлектронике. Ученые Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе фактически изобрели микроскоп заново: их прибор лишен линз, умещается на ладони.
Особенности и преимущества цифровых микроскопов
За последнее десятилетие в нашей стране организован координационный совет Минздрава России по телемедицине, утверждена концепция развития телемедицинских технологий, разработан и принят первый национальный стандарт в области медицинской информатики [2], который устанавливает общие положения для разработки требований к организации создания, сопровождения и использования информационных систем типа «электронная история болезни». Разработаны и серийно выпускаются биологические цифровые микроскопы нового поколения — микровизоры, обладающие расширенными телекоммуникационными возможностями [3]. В целом, однако, отечественное аппаратное обеспечение телемедицины отстает от мирового уровня, что связано с отсутствием специального оборудования для клинической и лабораторной диагностики. Иллюстрирует эту идею новый телемедицинский комплекс [4], включающий цифровой видеоэндоскоп и лабораторный цифровой микроскоп, интегрированные в систему «Электронный госпиталь» с поддержкой технологии электронных медицинских записей об анамнезе пациентов и результатах диагностики. Современные телекоммуникационные средства данного комплекса обеспечивают возможность передачи данных о результатах исследований по защищенным каналам связи в сети Интернет с последующей их обработкой специалистами-диагностами и обратной отправкой рекомендаций на места. На рис. Телемедицинский комплекс «ЛОМО» Телемедицинский комплекс, содержащий современную диагностическую аппаратуру, необходимо оснащать средствами интеллектуальной обработки получаемых данных, а также нужно обладать возможностями передавать эти данные удаленным адресатам.
Для этих целей комплексу требуется дополнительная управляющая сетевая система с базой данных диагностических исследований и средствами управления и доступа агентов к информации и функциям приборов. В качестве ее активных клиентов выступают операторы диагностического оборудования, а пассивными клиентами могут быть любые наблюдатели, имеющие соответствующие допуски и доступы. К их числу относятся специалисты-диагносты, консультанты, участники медицинских телеконференций. Пользователи комплекса через веб-интерфейс или локальную компьютерную сеть получают доступ к этим данным, используя визуализатор DICOM-пакетов. Функциональная схема сетевой информационной системы телемедицинского комплекса «ЛОМО» Особенностью телемедицинского комплекса «ЛОМО», наряду с передачей «живого» видеопотока, является возможность удаленного управления его приборами. Благодаря обеспечению доступа к прямой трансляции с выхода диагностических систем специалистам из крупных медицинских центров можно повысить качество оказания медицинских услуг.
Кроме того, удаленный доступ предоставляет возможность дистанционного послепродажного обслуживания телемедицинского комплекса. Если пользователь обнаружит неисправность, изготовитель может подключиться к комплексу через Интернет и провести диагностику.
Например: Светлое поле — идеальный режим для плоских образцов; Косое освещение подойдет для неровных поверхностей; Темное поле использует рассеянный или отраженный свет для подсветки неровностей; Смешанный контраст сочетает возможности темного и светлого режимов, делает заметными мельчайшие детали. Цифровые технологии позволяют увеличить контрастность, детализацию, четкость изображения.
Для этого достаточно выбрать желаемую опцию в программе микроскопа. Виды микроскопов Существует несколько типов цифровых микроскопов. В зависимости от показателей автономности выделяют настольные и портативные устройства. Модели различаются по таким критериям: Степень увеличения 60, 100, 200, 300, 600, 1000 крат и тд ; С цифровой камерой или комбинированной технологией цифровая камера и оптический объектив ; С одной или двумя подсветками.
В зависимости от строения и возможностей микроскопа определяется его сфера использования. Где применяются? Цифровые микроскопы нашли свое применение в разных видах деятельности: микроэлектроника, материаловедение, криминалистика, фармацевтика и медицина. Вот некоторые примеры использования: Сфера образования.
Микроскопы используют для обучения естественным наукам. Ими оборудуют кабинеты биологии, химии. Возможность подключать прибор к проектору или телевизору позволяет демонстрировать информацию всему классу. Научная деятельность.
Анализ исторических документов, исследование образцов материалов в археологии и палеонтологии. Изучение подлинности монет, марок. Юридическая сфера. Исследование документов на оригинальность.
Возможность проведения ремонта ювелирных украшений, часов, мелких механизмов.
Основное отличие светового микроскопа от электронного заключается в оптической системе последнего, в ней применяются электромагнитные линзы и электростатические, которые направляют пучок электронного луча и фокусируют его на исследуемом объекте с целью получения увеличенного изображения и изучения его. Устройство сканирующего микроскопа, принцип действия Сканирующий электронный микроскоп : принцип работы основан на том, что из него исходит электронный пучок разной энергии.
На исследуемом образце он фокусируется в виде пятна, размер которого не превышает 5нм. Благодаря этому пятну и происходит сканирование всей поверхности объекта. При столкновении электронного пучка с поверхностью объекта, он немного проникает в нее, при этом происходит процесс эмиссии не только электронов, но и фотонов из самого предмета, который подлежит обследованию, которые и попадают в электронно-лучевую трубку, в которой они преобразуются в изображение.
Все полученные изображения при исследовании сканирующим электронным микроскопом делятся на те, которые образуются из вторичных электронов; те, которые формируются из рассеянных электронов, а также те, которые получены за счет рентгеновского излучения.
RoboScope будет стоит от 2,5 млн рублей, это в 4—8 раз дешевле, чем популярные зарубежные аналоги. Появление таких разработок на рынке ускорит темпы цифровизации здравоохранения, повысит качество исследований и, соответственно, качество медицинских услуг. Для врачей доступная цифровая микроскопия — также прорыв в работе. Она экономит ресурсы, время и силы, потому что многочасовая работа за микроскопом — это физически тяжело и бьет по здоровью», — рассказал Илья Ефремов. RoboScope позволяет работать с микропрепаратами в режиме роботизированной микроскопии.
Управляя сканером с помощью клавиатуры и мыши, врач перемещается по препарату, меняет увеличение, фокусировку. Параллельно — заполняет отчетность, используя заранее заготовленные формы, в которые можно добавить нужные фрагменты. Основной режим — режим сканирования.