Contraste de phase et les interférences de contraste différentiel (DIC) Microscopie

La microscopie optique est l’un des outils les plus habilitants dans le domaine de la recherche biomédicale, sinon le plus habilitant. En fonction de votre application, différents modes d’éclairage sont souhaitables pour l’observation des échantillons. Cette vidéo présente deux modes optiques d’éclairage en lumière transmise, le contraste de phase et la microscopie DIC ou à contraste interférentiel différentiel.

Bonjour, je m’appelle Victoria San Frolic et je travaille au cœur de l’installation d’imagerie optique du Centre des sciences de la santé de l’Université du Texas à San Antonio. Aujourd’hui, je vais vous montrer comment visualiser correctement les échantillons à l’aide de la microscopie à contraste de phase et à contraste interférentiel différentiel. Alors commençons.

La microscopie à fond clair standard n’est pas adéquate pour visualiser des échantillons transparents et incolores. La microscopie à contraste de phase est souvent utilisée pour produire un contraste pour des échantillons biologiques transparents non absorbant la lumière. La technique a été découverte par Zurich en 1942 qui a reçu le prix Nobel pour son exploit.

Le microscope à contraste de phase est un microscope à lumière à champ vif avec l’ajout d’objectifs spéciaux à contraste de phase, qui contiennent une plaque de phase ou un anneau, et un anneau de condenseur au lieu d’un diaphragme. L’anneau est généralement situé dans la tourelle du condenseur et la taille de l’anneau doit être sélectionnée pour différents objectifs. Après avoir configuré l’éclairage Kohler, choisissez l’objectif de phase approprié, puis tournez l’anneau de phase approprié en position dans le condenseur.

Une fois que l’anneau de phase de l’objectif et l’anneau du condenseur ont été correctement alignés pour être concentriques et se chevaucher, nous pouvons visualiser l’échantillon et ajuster correctement la mise au point. Montrons donc à quoi ressemble le contraste de phase au microscope. Voici un aperçu d’une tranche de foie de rat.

Sous contraste de phase. Cette méthode améliore l’apparence du matériel biologique en changeant le contraste de différentes nuances de gris en nuances de noir à blanc. Vous remarquerez cependant que les spécimens sont entourés d’un halo, qui masque la structure fine.

Ce halo est un artefact de l’éclairage par l’anneau de phase. Maintenant, vous remarquerez que lorsque nous passerons en fond clair, ce spécimen est très difficile à voir. En revenant au contraste de phase, nous pouvons clairement voir la structure et la forme des cellules dans le tissu hépatique du rat depuis son introduction à la fin des années 1960.

La microscopie à contraste interférentiel différentiel ou DIC a été populaire dans la recherche biomédicale car elle produit des images à haute résolution de structures fines en améliorant les interfaces contrastées, l’image produite est d’une section optique très mince. En fait, la capacité de la DIC à produire des coupes optiques en a fait un mode utile d’éclairage en lumière transmise pour la microscopie confocale d’une entreprise. Le microscope DIC est un microscope à lumière à champ clair avec l’ajout des éléments suivants, un polariseur entre la source lumineuse et le condenseur.

Un prisme de séparation de faisceau DIC dans la tarte du condenseur, un prisme de combinaison de faisceau DIC juste à l’arrière de l’objectif et un analyseur dans l’espace infini avant les deux mélanges. Afin d’obtenir les meilleures performances de l’optique DIC, il est important d’aligner d’abord le microscope optique pour l’éclairage Kohler, puis de placer les éléments DIC dans le chemin optique. La lumière de la source passe à travers un polariseur et est ensuite divisée par le premier prisme.

Ces faisceaux appariés se déplacent à proximité l’un de l’autre. Si les deux paires sont passées à travers le même matériau dans l’échantillon, alors lorsqu’elles sont recombinées par le deuxième prisme, elles n’interfèrent pas l’une avec l’autre et apparaissent donc grises. Cependant, sur un bord d’une structure, une poutre de la poire passe à travers un matériau différent de son partenaire et est altérée.

Lorsque ces faisceaux sont recombinés par le deuxième prisme, ils interfèrent soit de manière constructive en produisant un point lumineux, soit en produisant de manière destructrice un point sombre. Voici un aperçu des diatomées sous contraste DIC. Vous remarquerez que les détails fins de la structure des diatomées sont facilement visibles.

Cependant, si l’optique DIC est retirée, ces détails disparaissent. Le contraste sur l’ensemble de l’échantillon est vif d’un côté et plus foncé de l’autre. Cela donne l’impression d’une topographie, mais en fait, c’est une illusion.

La direction de l’effet de portée d’ombre peut être inversée en tournant le polariseur à travers un point de croisement vers le contraste opposé. Nous venons de passer en revue les modes optiques de contraste de phase et de CID. Pour rappel, l’élimination du contraste de phase améliore les échantillons contrastés des noirs aux blancs et est utile pour observer des échantillons à la fois incolores et transparents.

La CID génère également un contraste dans l’échantillon. Pour ce faire, il crée une image haute résolution d’une fine section optique. Donc c’est tout.

Merci d’avoir regardé et bonne chance pour votre microscopie.