Mikroskopia UV

Dysponent: Muzeum Narodowe w Krakowie – LANBOZ; UMK

Kontakt: dr Julio del Hoyo Meléndez koperta ; dr hab. Magdalena Iwanicka, prof. UMK koperta

Opis metody

Mikroskopia optyczna pozwala na obserwacje w powiększeniu różnego typu powierzchni. Mikroskop uzupełniony o moduł polaryzacyjny i fluorescencyjny jest potężnym i uniwersalnym narzędziem do wszechstronnej analizy próbek. Dostępne urządzenie łączy w sobie możliwości mikroskopii optycznej, mikroskopii polaryzacyjnej oraz mikroskopii fluorescencyjnej. Może pracować zarówno w trybie odbiciowym  jak i transmisyjnym.

  • Obserwacje w świetle widzialnym odbitym pozwalają na standardowe obrazowanie powierzchni próbki, przy różnych powiększeniach.
  • Zastosowanie światła UV umożliwia wyróżnienie i identyfikację materiałów wykazujących właściwości fluorescencyjne, tj. świecących pod wpływem niewidocznego ludzkim okiem promieniowania UV. Takie właściwości wykazują zazwyczaj materiały organiczne.
  • Obserwacje w trybie transmisyjnym uwidaczniają strukturę wewnętrzną materiałów przepuszczających światło.
  • Praca w trybie polaryzacyjnym, czyli przy zastosowaniu dwóch skrzyżowanych polaryzatorów, pozwala na wykrycie materiałów dwójłomnych, tj. skręcających płaszczyznę polaryzacji. Są to materiały, które charakteryzują się specyficzną, anizotropową budową wewnętrzną, takie jak włókna czy niektóre kryształy.

Dzięki połączeniu kilku trybów pracy, możliwa jest analiza różnych optycznych właściwości materiałów, co w wielu przypadkach wystarcza do ich identyfikacji.

Zastosowanie

Mikroskopia jest podstawową metodą do analizy powierzchni materiałów i ich stanu zachowania. Jest także stosowana tam, gdzie optyczne właściwości materiału pozwalają na jego identyfikację. Popularne zastosowania to:

  • Obserwacje powierzchni obiektów wytworzonych m.in. z: drewna, szkła, papieru, pergaminu, skóry, metalu, ceramiki, tworzyw sztucznych, tkanin, fotografii.
  • Analiza stratygraficzna (tj. analiza warstwowej budowy) dzieła sztuki, np. obrazów, rzeźb polichromowanych, ceramiki.
  • Analiza struktury materiałów krystalicznych, np. pigmentów.
  • Obrazowanie mikroskopem optycznym stanowi punkt wyjścia do analiz innymi metodami, np. mikroskopią SEM.

Powyższe zastosowania są przykładami, które nie wyczerpują wszechstronnych możliwości mikroskopii optycznej, dlatego proponujemy badania w ramach współpracy naukowej.

Instrument

mirkoskopUV1

Rys. 1. Mikroskop firmy Zeiss, model Axio Imager.A2

Dostępne urządzenie to mikroskop firmy Zeiss, model Axio Imager.A2 wyposażony w kamerę Zeiss MRc5. Może pracować w czterech podstawowych trybach:

  1. W świetle widzialnym odbitym – próbka jest oświetlona od góry za pomocą lampy halogenowej (Zeiss HAL 100, temperatura barwowa ok. 3200 K).
  2. W świetle UV odbitym (obserwacje fluorescencji) – próbka jest oświetlona od góry za pomocą lampy rtęciowej (Zeiss HBO 100). Widmo lampy jest ograniczone za pomocą filtra spektralnego do zakresu 359-371 nm.
  3. Transmisja w jasnym polu – próbka jest oświetlana od spodu (oświetlacz LED, temperatura barwowa ok. 5500 K).
  4. Tryb transmisyjny polaryzacyjny – próbka jest oświetlana od spodu światłem z oświetlacza LED, spolaryzowanym za pomocą polaryzatora. Pomiędzy próbką a obiektywem znajduje się kolejny polaryzator (analizator). Kierunki polaryzatorów są skrzyżowane.

Powiększenie na okularze: 10x. Mikroskop jest wyposażony w 5 wymiennych obiektywów:

  • EC Plan -NEOFLUAR 2,5x – powiększenie 25x
  • EC Plan NEOFLUAR 10x – powiększenie 100x
  • EC Plan NEOFLUAR 20x – powiększenie 200x
  • A-Plan 40x – powiększenie 400x
  • EC Plan NEOFLUAR 40x – powiększenie 400x

Warunki badania

Badania przeprowadzane są w laboratorium. Możliwe jest badanie niewielkich obiektów, o wysokości nie większej niż 20 mm. W przypadku większych obiektów badanie wymaga pobrania próbki. Badanie jest nieinwazyjne, a próbka nie ulega zniszczeniu.

Format wyników pomiarów

Proponujemy badania w ramach współpracy naukowej, dlatego format wyników jest do uzgodnienia. Standardowo wyniki dostarczone są w postaci fotografii z zaznaczoną skalą, informacją o użytym powiększeniu i trybie pracy. Pliki mogą być zapisane w typowych formatach graficznych (.bmp, .jpg, .tiff, .png, .gif) lub w formacie .czi, dedykowanym do analizy obrazów w oprogramowaniu ZEN firmy Zeiss.

Poniżej przedstawiono przykładowe zdjęcia wykonane mikroskopem Zeiss AxioImager.A2.

mirkoskopUV2

Rys. 2. Przekrój poprzeczny przez próbkę pobraną z obrazu, z widocznymi warstwami malarskimi, obserwacje prowadzone w świetle widzialnym (lewa) i UV – tryb fluorescencyjny (prawa). Powiększenie 200x

mirkoskopUV3

Rys. 3. Przekrój poprzeczny przez próbkę ceramiczną, obserwacja w świetle widzialnym odbitym. Powiększenie 200x

mirkoskopUV4

Rys. 4. Włókno wełniane, obserwowane w trybie transmisyjnym w jasnym polu (lewa) oraz pomiędzy skrzyżowanymi polaryzatorami – tryb polaryzacyjny (prawa). Powiększenie 100x