Giới thiệu

Kính hiển vi thường là một khoản đầu tư đáng kể về kinh phí và có hệ thống quang học phức tạp cần được bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ để đảm bảo kính hiển vi mang lại hình ảnh độ phân giải cao. Khi kính hiển vi tiếp xúc với bụi bẩn, xơ vải… và không loại bỏ dầu ngâm kịp thời có thể làm hỏng nghiêm trọng hiệu suất quang học. Việc lựa chọn phương pháp làm sạch tốt nhất phụ thuộc vào bản chất của bề mặt quang học và các chất cần loại bỏ.

Một kính hiển vi không được sử dụng trong một thời gian dài có thể tích tụ bụi và mảnh vụn từ không khí, điều này có thể dẫn đến chất lượng hình ảnh giảm sút mặc dù thiết bị có thể còn mới. Tuy nhiên, ngay cả khi được bảo vệ cẩn thận trong thời gian không hoạt động, kính hiển vi được sử dụng thường xuyên vẫn có thể tích tụ các chất gây ô nhiễm. Đặc biệt là từ bàn tay, lông mi và thậm chí hơi ẩm từ hơi thở của các nhà nghiên cứu tiếp xúc với thiết bị theo thời gian. Ngoài ra, những khu vực dễ bị nhiễm bụi như:

• Bề mặt bên ngoài của thấu kính phía trước của vật kính
• Bề mặt của cảm biến máy ảnh và lớp kính bảo vệ của nó
• Cả hai bề mặt dán lam
• Bề mặt lam kính
• Bề mặt của quang học bộ chuyển đổi máy ảnh
• Bề mặt của thấu kính trên của tụ quang
• Các bề mặt bên ngoài và bên trong của thị kính cũng như bề mặt trên của lưới
• Bề mặt bên ngoài của tấm kính chắn các lỗ mà ánh sáng thoát ra ngoài.
• Các bề mặt thủy tinh khác trong đường đi của ánh sáng như đèn halogen, đèn phóng điện hồ quang cao áp, bộ lọc huỳnh quang và bộ tách chùm tia, thấu kính thu hoặc bộ lọc tương phản và nhiệt

Một số bề mặt quang học có độ nhạy và bụi bẩn hơn những bề mặt khác. Thấu kính phía trước của vật kính đặc biệt quan trọng, vì khi các thành phần quang học gần các trường ảnh liên hợp bị bẩn, hư hỏng hoặc lỗi sẽ có khả năng xuất hiện rõ nét chồng lên hình ảnh mẫu vật (xem Hình 2). Chất lượng của các thành phần quang học, chẳng hạn như thấu kính tụ và thấu kính thu và chuyển tiếp càng cao, thì những vấn đề này càng cản trở và góp phần tạo ra nhiễu quang học. Trước mỗi lần sử dụng, điều quan trọng là kiểm tra thấu kính phía trước của vật kính xem có bị bẩn không.

Đối với bất kỳ vật kính khô nào, khoảng cách làm việc càng nhỏ và diện tích bề mặt của thấu kính lõm phía trước càng nhỏ thì nguy cơ làm bẩn thấu kính phía trước càng cao. Thấu kính phía trước của vật kính ngâm nên được làm sạch để loại bỏ bụi sau khi sử dụng và trước khi sử dụng chất lỏng ngâm mới. Việc pha trộn các môi trường ngâm khác nhau, cũng như nhiều môi trường khác nhau có thể dẫn đến hình ảnh bị mờ. Mặc dù việc sử dụng dầu ngâm là điều cần thiết để tối đa hóa hiệu suất quang học của kính hiển vi, nhưng việc sử dụng không đúng cách hoặc không loại bỏ dầu ngay sau mỗi lần sử dụng sẽ tạo thành chất gây ô nhiễm nghiêm trọng nhất phải được xử lý khi bảo trì thiết bị và do đó sẽ được nêu rõ hơn ở phần sau.

Kính hiển vi được trang bị máy ảnh kỹ thuật số có thể làm giảm chất lượng hình ảnh chụp được hoặc hiển thị các hiện vật hình ảnh do tích tụ ô nhiễm trên các thành phần bộ lọc đôi khi được sử dụng trong bộ điều hợp máy ảnh hoặc trên cửa sổ quang học có thể được tích hợp để bảo vệ vỏ máy ảnh và thiết bị ghép điện tích (CCD) hoặc cảm biến chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung (CMOS). Trong thực tế, nếu quan sát thấy các đốm đen hoặc các vật lạ được lấy nét tương tự trong các hình ảnh kỹ thuật số và chúng không nằm trong mặt phẳng mẫu vật, thì nguyên nhân rất có thể là do ô nhiễm dạng hạt trên cảm biến hình ảnh hoặc bề mặt bộ lọc liên quan. Máy ảnh luôn cần được xử lý cẩn thận tối đa và bảo vệ khỏi bụi bẩn theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

Bụi bẩn và Mảnh vụn

Khả năng so sánh hình ảnh dự kiến ​​và hình ảnh thực tế thu được về độ sắc nét, độ tương phản tối ưu và hình ảnh không bị nhiễu làm cho người dùng nhận ra hệ thống quang học có bị nhiễm bẩn hay không. Nếu độ sắc nét hoặc độ tương phản của hình ảnh không tối ưu, thì có khả năng cao là bộ phận quang học của kính hiển vi không sạch. Để xác định vị trí của bụi bẩn, tiến hành như sau:

• Xoay cẩn thận các vật kính và máy ảnh
• Kiểm tra tiêu bản và lam kính bằng cách di chuyển mẫu trong khi tập trung ban đầu vào bề mặt trên và sau đó là bề mặt dưới.
• Kiểm tra tụ điện trong khi di chuyển nó lên và xuống và nếu có thể, bằng cách xoay nhẹ thấu kính phía trước.

Điều quan trọng là phải phân biệt giữa bụi (ví dụ, bụi thủy tinh từ phiến kính, sợi từ quần áo, phấn hoa từ hoa nở) và các chất bẩn khác (môi trường chất lỏng, quy trình vùi mô hoặc môi trường ngâm (xem Hình 3), dung dịch nuôi cấy, cặn từ việc làm sạch không đúng cách, dấu vân tay và dầu mỡ). Các hạt bụi dính ít nhiều vào bề mặt quang học. Các chất bẩn khác có thể hòa tan trong nước hoặc chỉ có thể được loại bỏ hoàn toàn bằng dung môi hữu cơ. Tuy nhiên, không phải lúc nào hình ảnh bị mờ cũng có thể do bụi bẩn. Sử dụng một vật kính có khẩu độ số lớn kết hợp với một tấm phủ có độ dày không phù hợp có thể dẫn đến hình ảnh bị mờ (quang sai hình cầu). Các vật kính khô có khẩu độ số cao thường có vòng đệm hiệu chỉnh, cho phép bù quang sai hình cầu. Nhiều vật kính ngâm có hiệu chỉnh cao cũng yêu cầu các tấm phủ được lựa chọn đặc biệt có độ dày 170 micromet, nếu yêu cầu hình ảnh tốt nhất.

Vật kính ngâm chỉ nên được sử dụng cùng với dầu ngâm phù hợp, không có bọt khí. Mặc dù độ nhớt của dầu ngâm giảm thiểu nhưng nếu nó không được loại bỏ kịp thời và tích tụ, thì tác động của lực hấp dẫn và lực mao dẫn cuối cùng sẽ dẫn đến việc dầu di chuyển vào các bộ phận của cơ chế trạm biến áp và giá đỡ kính hiển vi và thậm chí có thể vào vật kính. Sự tích tụ này không dễ dàng nhìn thấy cho đến khi các sự cố cơ học hoặc quang học trở nên đủ nghiêm trọng để yêu cầu dịch vụ tại cơ sở sửa chữa kính hiển vi. Việc sử dụng thường xuyên được khuyến nghị của amin thơm, anisole, làm môi trường ngâm dẫn đến mất độ sắc nét và độ tương phản. Anisole có thể tấn công xi măng của thấu kính phía trước, đặc biệt là của các vật kính cũ hơn và nên tránh.

Bề mặt quang học

Các bề mặt lõm hoặc lồi (ví dụ: thấu kính phía trước của vật kính khô và tụ quang hoặc thị kính) cần được phân biệt với các bề mặt phẳng-song song hoặc phẳng như thấu kính phía trước của hầu hết các vật kính ngâm, cũng như của tụ quang , bộ lọc và kính bảo vệ cảm biến máy ảnh hoặc chắn các lỗ qua đó ánh sáng thoát ra. Các bề mặt lõm hoặc lồi được làm sạch bằng cách sử dụng bông hoặc gạc polyester mới như được mô tả trong phần tiếp theo. Các bề mặt phẳng dễ tiếp cận có thể được làm sạch tương tự bằng khăn lau cellulose mềm dùng một lần. Kính hiển vi quang học có thể bao gồm thủy tinh quang học, thạch anh hoặc polyme. Bề mặt trên của hầu hết các thành phần sẽ được phủ một lớp chống phản xạ để giảm thiểu ánh sáng lệch hướng. Một số lớp phủ này có thể lau được hoặc không, do độ mềm của chúng. Nói chung, lớp phủ chống phản xạ bao gồm magie florua và chỉ nên được làm sạch bằng các chất không chứa amoniac và axit. Một số chất thay thế cho các dung môi độc hại đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc làm sạch kính hiển vi và nhiều loại chất làm sạch cũng như vật liệu làm sạch được các nhà sản xuất khuyên dùng. Một số thành phần quang học được bao quanh bởi các bề mặt chống phản xạ màu đen, nhạy với các dung môi hữu cơ. Tương tự như vậy, các bộ phận bằng nhựa và cao su của thị kính cũng sẽ bị tấn công bởi dung môi hữu cơ, bao gồm axeton, methylene chloride và chloroform.

Một trong những mối nguy hiểm đáng kể nhất với nhiều dung môi đã được chứng minh là hiệu quả để làm sạch quang học của kính hiển vi là chúng có khả năng hòa tan chất kết dính được sử dụng trong cụm thấu kính (cũng như chính các loại dầu ngâm nếu được phép lưu lại trên quang học). Trong các kính hiển vi cũ hơn, các thấu kính được gắn bằng cement hòa tan trong cồn như balsam Canada. Benzen được coi là dung môi làm sạch thấu kính hiệu quả cao vào thời điểm đó, nhưng luôn cần hết sức thận trọng để hạn chế tiếp xúc với thấu kính không quá một hoặc hai giây, do khả năng hòa tan cao trong benzen của balsam và một số cement khác được sử dụng trên giá đỡ ống kính (và để gắn lam kính trên các tiêu bản mẫu). Được biết, benzen dễ dàng hấp thụ qua da, (điều này cũng như việc hít phải hơi có thể gây tổn thương gan) và chất kết dính ống kính phổ biến nhất thường bao gồm nhựa polyacrylic tổng hợp, không tan trong cồn. Xylene đã được sử dụng rộng rãi để làm sạch các bề mặt quang học trong nhiều năm, và mặc dù nó rất dễ cháy, độc hại, gây ung thư và có thể gây nhạy cảm khi tiếp xúc với da, xylene vẫn ít hại hơn benzen. Cả hai dung môi đều có hại cho các thành phần cơ học và quang học của nhiều kính hiển vi mặc dù chúng được khuyên dùng làm dung môi làm sạch thấu kính.

Dung môi Histolene và Histoclear đang trở nên phổ biến như là chất thay thế cho xylene trong các phòng thí nghiệm kính hiển vi và cũng được phát hiện là có hiệu quả để làm sạch các dụng cụ khác. Minh họa trong Hình 4 là một số sản phẩm được thiết kế để làm sạch kính hiển vi. Nước cất tinh khiết là chất lỏng làm sạch an toàn nhất đối với mọi tạp chất có thể hòa tan trong nước, nhưng nếu dung dịch đó không đủ, chất lỏng làm sạch ống kính chụp ảnh thương mại rất hiệu quả và an toàn cho hệ thống quang học chính xác khi sử dụng ít. Đôi khi các chất tẩy rửa kính gia dụng, có chứa amoniac loãng, được khuyên dùng nhưng không nên sử dụng chúng thường xuyên. Người dùng tuyệt đối không được vệ sinh các hoạt động bên trong của kính hiển vi, bao gồm bề mặt quang học, các thành phần của bộ lọc huỳnh quang, máy ảnh và bộ điều hợp máy ảnh. Người dùng chỉ nên làm sạch bề mặt bên ngoài của vật kính phía trước, thấu kính phía trước của bộ ngưng tụ, thị kính thị kính, màu thủy tinh và bộ lọc chuyển đổi cũng như bề mặt bên ngoài của kính bảo vệ che bất kỳ lỗ hở nào mà ánh sáng thoát ra.

Quy trình sản xuất và làm sạch

Mục tiêu trong việc làm sạch các bề mặt quang học của kính hiển vi là loại bỏ hoàn toàn bụi bẩn mà không để lại bất kỳ dư lượng chất tẩy rửa nào hoặc làm hỏng bề mặt. Các thiết bị sau đây là bắt buộc:

• Que gỗ dài, mỏng, tốt nhất là bằng tre (có thể mua từ các nhà cung cấp cho nhà hàng Trung Quốc) hoặc vật liệu tương đương, không quá dẻo
• Bông có độ tinh khiết cao
• Tăm bông polyester thấm nước để làm sạch các bộ phận quang học
• Khăn giấy cellulose được thiết kế dành riêng cho bề mặt quang học (Kimwipes phù hợp để lau ống kính, khăn giấy bình thường có chứa các hạt cứng có hại cho bề mặt quang học)
• Máy thổi bụi (phòng thí nghiệm, nhà thuốc)
• Nước cất
• Dung dịch mới chuẩn bị từ 5 đến 10 giọt chất lỏng rửa trong 10 ml nước cất
• Dung môi để loại bỏ dầu mỡ hoặc bụi bẩn, chẳng hạn như Dung dịch làm sạch quang học L (công thức gồm 85% ete dầu mỏ, 15% isopropanol), ete dầu hỏa tinh khiết (tinh khiết phân tích, điểm sôi dưới 44 độ C) hoặc, dành riêng cho việc làm sạch lam kính, acetone tinh khiết

Để dễ dàng làm sạch các bề mặt phẳng, chẳng hạn như loại bỏ môi trường ngâm khỏi các tấm che hoặc thấu kính phía trước của vật kính ngâm, khăn giấy mềm ngâm trong nước rửa chén pha loãng là phù hợp. Giấy thấu kính mịn (còn gọi là giấy Joseph ), thường có sẵn trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu, không dùng để làm sạch mà chỉ dùng để bảo quản và bảo vệ các bộ phận quang học không bị bám bụi. Đối với mục đích làm sạch, giấy thấu kính này quá cứng; nó cũng không hấp thụ bụi bẩn một cách hiệu quả hoặc đủ nhanh. Để làm sạch tất cả các bề mặt quang học khác, có thể sử dụng tăm bông, khăn giấy lau thấu kính hoặc gạc polyester.

Chuẩn bị tăm bông

Tăm bông thích hợp để làm sạch kính hiển vi và có sẵn trên thị trường. Bông gòn, được bán ở các hiệu thuốc ở dạng cuộn, thường chứa một số tỷ lệ sợi tổng hợp và không phù hợp với các bề mặt mỏng manh như bông gòn 100%.