Objektive für die Forschung

EC Plan Neofluar® und LD Plan Neofluar® Objektive

Die Enhanced Contrast Plan-Neofluar Universalobjektive mit konsequenter Streulichtminimierung: Dies führt zu einer deutlichen Kontrastverstärkung, entscheidend in allen mikroskopischen Verfahren: Hellfeld, Dunkelfeld, Phasenkontrast, DIC, Fluoreszenz, Pol-Kontrast.

Die EC Plan-Neofluar® Objektive sind chromatisch vollständig für die Fokusebene korrigiert. Sie bieten bei hohem Auflösungsvermögen ein brillantes, kontrastreiches und vollständig ebenes Bild für Beobachtung und Dokumentation. 

Durch die hohe Transmission bereits ab dem nahen UV (>40% schon ab 340 nm) und wegen der Verwendung von Glassorten mit geringer Eigenfluoreszenz eignen sich diese Objektive besonders gut für die Auflicht-Fluoreszenzmikroskopie. 

Weitere Spezialobjektive dieser Familie sind EC Epiplan-Neofluar® für Auflicht-Arbeiten, EC Plan-Neofluar® Antiflex für Reflexionskontrast und EC Plan-Neofluar® Pol für die Anforderungen der Polarisationsmikroskopie. 

Diese Objektive eignen sich für alle Mikroskope, die für Okulare mit einer Sehfeldzahl bis 25 mm ausgelegt sind.

LCI Plan-Neofluar® Objektive für bestes Live Cell Imaging

Die LCI Plan-Neofluar Objektive 25x/0,8 und 63x/1,3 Imm. Korr. sind speziell für Live Cell Imaging-Verfahren konzipiert und für bestimmte Temperaturen (23 °C und 37 °C) berechnet.

Das 25x/0,8 kann für die Immersionsmedien Wasser, Glyzerin und Öl benutzt werden, während sich das 63x/1.3 für Wasser und Glyzerin eignet.

Mit nur einem Korrektionsring lassen sich bequem und einfach sphärische Aberrationen ausgleichen, die z. B. durch unterschiedliche Deckglasdicken, Temperaturschwankungen oder Immersionsmedien auftreten können.

Das Immersionsmedium Wasser ist für die Untersuchung lebender Zellen besonders geeignet. Das gilt auch, wenn man ohne Deckglas direkt mit dem Objektiv in das wässrige Medium eintauchen möchte. Darüber hinaus verursacht Wasser keinerlei Reinigungsprobleme. 

Für sensible Fluoreszenzuntersuchungen bietet sich gereinigtes Glycerin als Immersionsmedium an, da es nahezu keine Eigenfluoreszenz besitzt. 

Immersionsobjektive bieten beim Einsatz an inversen Mikroskopen besonderen Komfort. Dort ermöglichen sie innerhalb bestimmter Grenzen den Ausgleich nicht normgerechter Bodenglasdicken (< 0,17 mm). Sie eignen sich, dann allerdings mit etwas geringerer numerischer Apertur, auch für die gängige Praxis, Wasser als Immersionsmedium anstelle von Öl zu verwenden. 

EC Plan-Neofluar® Antiflex 

Das EC Plan-Neofluar® 63x/1,25 Oil Ph3 Antiflex Objektiv ist für Auflicht-Reflexionskontrast konzipiert. Mit diesem Verfahren lassen sich Strukturen sichtbar machen, die mit normaler Hellfeld-Mikroskopie nicht sichtbar sind, beispielsweise Zellen, die am Boden einer Petrischale haften. Darüber hinaus ist dieses Objektiv auch hervorragend für die Methode Immunogold-Staining (IGS oder IGSS) geeignet. 

Voraussetzung ist die Verwendung eines A-Pol Filtersatzes (Polarisator, neutraler Strahlenteiler, Analysator). Der Kontrast lässt sich durch die vor der Frontlinse eingebaute Lambda 1/4-Platte modulieren. 

Durch den integrierten Phasenring ist die alternative Benutzung von Phasenkontrast ebenfalls möglich.

EC Epiplan-Neofluar® Objektive

Die Objektive dieser Serie sind für Werkstoffuntersuchungen konzipiert. Sie unterscheiden sich von den Epiplan® Objektiven durch eine höhere numerische Apertur und damit durch ein höheres Auflösungsvermögen und sie bieten natürlich wie alle EC Objektive höchsten Kontrast.

Anders als bei der Epiplan® Reihe gibt es in der EC Epiplan-Neofluar® Reihe auch Objektive mit 1,25x und 2,5x Vergrößerung. Diese gering vergrößernden Objektive bieten einen maximalen Objektfelddurchmesser von 20 mm. 

EC Epiplan-Neofluar® Objektive eignen sich auch für Durchlichtuntersuchungen. Allerdings sollten Objekte mit Deckglas wegen der sphärischen Aberration nur mit maximal 20x Vergrößerung beobachtet werden. Bei Präparaten ohne Deckglas gibt es keinerlei Einschränkungen.

EC Epiplan-Apochromat® Objektive

Diese apochromatisch korrigierten Auflicht-Objektive mit hohen Vergrößerungen erfüllen die höchsten Ansprüche in der Materialmikroskopie.

Sie sind geeignet für Sehfelddurchmesser bis zu 25 mm und besitzen im Spektralbereich von 400 bis 700 nm eine ausreichend hohe Transmission.

Das Trockenobjektiv mit 150x Vergrößerung gestattet eine für technische Untersuchungen erforderliche Übervergrößerung.

Plan-Apochromat® Objektive

Die erstklassige Objektivreihe für Beobachtung und Mikrophotographie. Nur die Physik setzt diesen Objektiven Grenzen. Die exzellente Korrektur und die außerordentlich hohen Aperturen der Plan-Apochromat® Objektive bieten ein Höchstmaß an Auflösungsvermögen, Farbreinheit, Kontrast und Bildfeldebnung für Beobachtung und Mikrophotographie. 

Durch die außerordentlich hohen numerischen Aperturen, beispielsweise von Plan-Apochromat® 10x/0,45, 20x/0,75 oder 63x/1,4, sind diese Objektive hervorragend für die Fluoreszenzmikroskopie einzusetzen. Strukturen, die sonst nicht sichtbar sind, werden durch die enorme Auflösung darstellbar. 

Da in der Fluoreszenzmikroskopie die Abbildungshelligkeit mit dem Quadrat der numerischen Apertur zunimmt, eignen sich Plan-Apochromat® Objektive ausgezeichnet für Fluoreszenzanwendungen. 

Die Objektive sind bis zu einer Sehfeldzahl von 25 mm einsetzbar.

C-Apochromat® Objektive
10x/0,45 W, 40x/1,2 W Korr und 63x/1,2 W Korr 
Wasserimmersionsobjektive für höchste Anforderungen: 

Will man ein biologisches Präparat, dessen Brechungsindex nahe dem von Wasser (n = 1,33) liegt, mit einem hochaperturigen Objektiv untersuchen, so kann ein Öl-Objektiv nur dann ein brauchbares Ergebnis liefern, wenn man nicht zu tief in das Präparat hineinfokussiert. 

Bei einem tieferen Blick in das Präparat machen starke sphärische Aberrationen den Kontrast und die Auflösung zunichte und die Helligkeit wird drastisch reduziert. Letzteres macht sich insbesondere in der konfokalen Mikroskopie durch eine deutliche Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses bemerkbar. 

Daher ist ein noch so gutes Öl-Objektiv für ein wasserähnliches Präparat nicht optimal. Bei der Entwicklung von Objektiven spielt der Brechungsindex des vorgesehenen Präparates (und des Immersionsmediums) eine wesentliche Rolle. 

Bei der Korrektionsrechnung eines Öl-Objektives geht man davon aus, dass die Brechungsindices von Immersionsmedium und Einbettungsmedium identisch sind (n = 1,52). Bei Wasserobjektiven nimmt man für die Berechnung einen Brechungsindex von n = 1,33 für Immersions- und Einbettungsmedium an.

Spezialobjektive:

C-Apochromate 40x und 63x, von UV bis IR korrigiert!

Weitere Wasser-Immersionsobjektive: 

Für die Verwendung ohne Deckglas:

- Achroplan® W Objektive, die für die Verwendung ohne Deckglas und für lange Arbeitsabstände korrigiert sind, insbesondere bei aufrechten Mikroskopen für Mikroinjektion und Patch-Clamp-Verfahren.

- Plan-Apochromat® W 63x/1.0 Objektiv, von VIS bis IR korrigiert.

Für die Verwendung mit Deckglas:

- LCI Plan-Neofluar® Multi-Immersionsobjektive, die für Immersionsmedien mit Brechzahlen zwischen denen von Wasser und Öl geeignet und für eine bestimmte Deckglasdicke korrigiert sind.

Soll ein wässriges Präparat bei hohen Anforderungen mikroskopiert werden, beispielsweise mit einem Laser Scanning-Mikroskop, so sind eine Reihe spezieller Anforderungen zu erfüllen: 

  • Hohe Apertur für hohe Auflösung bei feinen optischen Schnitten und hohe Fluoreszenzhelligkeit 
  • Langer Arbeitsabstand für 3D-Untersuchungen 
  • Geringe chromatische Längsaberration, damit sich die Fokusebenen unterschiedlicher Wellenlängen decken 
  • Geringe chromatische Vergrößerungsdifferenz, damit unterschiedliche Fluoreszenzen deckungsgleich abgebildet werden 
  • Ebenes Sehfeld, damit wirklichkeitsgetreue 3D-Rekonstruktion möglich wird 


Um diese Anforderungen zu erfüllen, wurde das C-Apochromat® 40x/1,2W Korr mit folgenden Eigenschaften entwickelt: 

  • Wasserimmersion für wässrige Proben (vitale Schnitte, Kulturzellen, Präparate mit wässrigem Einbettungsmedium) 
  • Korrektionsring zur Korrektur von Deckglasdickenunterschieden (0,14...0,18 mm) und zur Korrektur unterschiedlicher Temperaturen (Skalen für 24 ºC und 37 ºC) 
  • Der Korrektionsring kann auch zur Anpassung an geringe Abweichungen des Präparats vom Brechungsindex des Wassers benutzt werden 
  • Vergrößerung 40x 
  • Numerische Apertur: 1.2 
  • Freier Arbeitsabstand: 220 µm 
  • Bildfeldebnung 25 mm (konventionell) bzw. 12 mm (konfokal) 
  • Transmission (absolut): 50 % bei 350 nm, 85 % bei 400 nm, 90 % bei 500...700 nm 
  • Hohe chromatische Korrektur (entsprechend Plan-Apochromat® Objektiven) 
  • Keine sphärische Aberration in wässrigen Proben 


Hintergrund

Wenn die Brechungsindices von Einbettungs- und Immersionsmedium nicht übereinstimmen, wird der optische Weg unterschiedlich lang sein. Je nachdem, ob man nur wenig oder tief in das Präparat hineinfokussiert, ist der Unterschied vernachlässigbar oder sehr deutlich. Das hat wesentliche sphärische Aberrationen zur Folge, die zu erheblichen Verlusten in Schärfe, Kontrast, Helligkeit und Tiefenauflösung führen. Zudem wird bei Messungen in axialer Richtung der Maßstab nicht korrekt wiedergegeben. Das führt zu Stauchungen oder Streckungen entlang der Z-Achse. Um die Z-Verformung zu unterbinden, müssen die Brechungsindices übereinstimmen. Eine anschließende Korrektur durch den Rechner ist nur ein Notbehelf, da die sphärischen Aberrationen nicht korrigiert werden können. Deshalb muss die Immersion dem Präparat angepasst werden.

Objektive mit extra hohen Aperturen (für Wasser ist 1,2 die obere Grenze) sind jedoch sehr empfindlich gegenüber unterschiedlichen Deckglasdicken. Daher besitzt das C-Apochromat® 40x/1,2W Corr Objektiv einen Korrektionsring, mit dem Deckgläser zwischen 0,14 mm und 0,18 mm Dicke angepasst werden können. Aus Gründen der maximalen optischen Leistung ist es aber angebracht, Deckgläser mit engen Toleranzen zu benutzen (z. B. 0,16...0,17 mm). Bei der Verwendung im Laser Scanning-Mikroskop kann die Deckglasdicke einfach gemessen und die Korrektion daher sehr genau eingestellt werden. 

Die Wirkung der Anpassung an den Brechungsindex ist in den folgenden Bildern zu sehen. Es handelt sich um Projektionen von optischen Schnitten, die von fluoreszenzmarkierten Kulturzellen angefertigt wurden. (Präp. Dr. Kartenbeck, Heidelberg, Aufnahmen Carl Zeiss). Angefärbt wurde Cytokeratin mit Fluorescein. Im LSM wurde Fluoreszenz mit 488 nm angeregt und die Emission mit einem LP 515 Langpassfilter ausgefiltert (äquivalent zu Filtersatz Nr. 09). Zwischen dem Deckglas und dem Präparat lag eine Wasserschicht von 40 µm Dicke.

Fluar® Objektive

Fluar® Objektive sind speziell für qualitative und quantitative Analysen von Ionenbewegungen und für besonders sensible Fluoreszenzverfahren entwickelt worden (z. B. Chromosomenuntersuchungen in Human- und Zytogenetik).

Die Objektive zeichnen sich durch sehr hohe numerische Aperturen und hohe Lichtdurchlässigkeit ab Wellenlängen von 340 nm aus. Die Bildfeldebnung ist ausreichend gut für die Verwendung von CCD-Kameras.

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