Les microscopes optiques utilisent deux types d’objectifs de base : les objectifs secs et les objectifs à immersion. Ces deux types d’objectifs diffèrent selon le milieu entre l’échantillon et l’objectif. Dans le cas d’objectifs secs, il n’y a pas de milieu entre l’échantillon et l’objectif autre que de l’air. Les objectifs d’immersion, d’autre part, sont conçus pour observer l’échantillon à travers une couche de milieu d’immersion qui se compose normalement d’huile. Cela signifie que juste la bonne quantité d’huile doit être placée entre la lamelle qui protège l’échantillon et la lentille de l’objectif.
Le principal avantage de l’utilisation de lentilles à immersion est que la lumière atteignant la cible n’a pas besoin de traverser l’air. Il en résulte une augmentation de la qualité de l’image car elle réduit la réfraction de la lumière incidente. Par conséquent, les objectifs à immersion sont utilisés dans des applications où un grossissement élevé et une haute résolution sont requis.
Les objectifs secs ont une faible ouverture numérique. La valeur d’ouverture numérique maximale qu’une cible sèche peut théoriquement atteindre est de 1,0. Cependant, en raison de limitations pratiques, il n’est pas possible de fabriquer un objectif sec avec une ouverture numérique supérieure à 0,95.
A l’aide d’huiles à immersion, il est possible d’atteindre une ouverture numérique d’environ 1,4. Cela représente une amélioration substantielle en termes de résolution obtenue. Les grossissements maximaux atteints par le microscope optique sont donc obtenus à l’aide d’objectifs à immersion.
Comment fonctionne l’huile d’immersion ?
Les huiles d’immersion sont utilisées pour la microscopie à haute résolution avec des objectifs à immersion (au-dessus de 40x). Produits à partir de sources naturelles ou synthétiques, ces liquides huileux sont appliqués entre la surface de l’échantillon et la lentille du microscope. Une caractéristique essentielle des huiles d’immersion est qu’elles ont un indice de réfraction défini, qui est presque identique à celui du verre. Cela permet une immersion homogène dans l’huile et élimine pratiquement la déviation du faisceau lumineux, augmentant ainsi considérablement l’efficacité de la lentille.
Quelle est l’ouverture numérique ?
L’ouverture numérique est probablement le critère le plus important lors de la sélection d’une cible. Au fur et à mesure que l’ouverture numérique augmente à travers la série d’objectifs de même grossissement, la capacité de collecte de lumière et la résolution augmentent. Contrairement à l’air, l’huile à immersion a un indice de réfraction similaire à celui du verre lamelle. En plaçant de l’huile à immersion entre la lentille frontale de l’objectif et la lamelle, la plage angulaire des rayons diffractés captés par les lentilles est augmentée et, en effet, l’ouverture numérique de l’objectif augmente. Les rayons de lumière qui traversent l’échantillon couvrent les objets et l’huile ne se réfracte pas lorsqu’ils pénètrent dans la lentille mais seulement lorsqu’ils quittent le haut de la surface. Des objectifs utilisant de l’eau et/ou de la glycérine comme support d’imagerie sont également disponibles.
Quelles sont ses principales applications ?
Grâce à l’utilisation d’huile à immersion, une résolution plus élevée est obtenue, ce qui permet aux utilisateurs de se concentrer sur de très petits objets qui ne pourraient pas être détaillés à l’aide d’objectifs secs. Par conséquent, ils sont très utiles dans l’étude des bactéries, des cellules, des protozoaires et des applications à haute résolution.
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