LÀM SAO ĐỂ CHỌN ĐƯỢC VẬT KÍNH PHÙ HỢP CHO KÍNH HIỂN VI CỦA BẠN?

    Vật kính có lẽ là phần quan trọng nhất của kính hiển vi quang học vì nó chịu trách nhiệm hình thành hình ảnh chính và đóng vai trò trung tâm trong việc xác định chất lượng hình ảnh. Nhưng hiện nay với rất nhiều loại vật kính khác nhau, bạn có thể gặp khó khăn để tìm được loại phù hợp cho ứng dụng của bạn. Bạn bắt đầu từ đâu?

Trong bài viết hôm nay, chúng tôi sẽ cung cấp một số câu hỏi để giúp bạn cân nhắc các lựa chọn vật kính sao cho phù hợp với ứng dụng của bạn.

1. Kích thước mẫu vật của bạn là bao nhiêu?

      Vật kính của kính hiển vi thường  bao gồm một loạt các độ phóng đại từ 1,25x đến 100x. Đây là tham số đầu tiên cần xem xét khi tìm vật kính tốt nhất cho ứng dụng của bạn. Kết hợp với độ phóng đại từ thị kính, nó xác định độ phóng đại tổng thể của kính hiển vi. Mắt người có có thể nhìn thấy vật nhỏ nhất trong khoảng 0.2 mm - 0.4 mm, tương đương 200 – 400 µm. Bạn có thể tính toán bằng cách nhân kích thước thật của mẫu với độ phóng đại tổng thể của kính hiển vi (bằng độ phóng đại vật kính x độ phóng đại thị kính) để ra kích thước sau khi đã phóng đại của vật, nếu nằm trong khoảng mắt người có thể nhìn thấy được thì lựa chọn của bạn đã chính xác.

2. Độ phân giải của kính hiển vi

     Độ phân giải của vật kính hiển vi được xác định bằng khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vật mà mắt người có thể quan sát được. Nó tỷ lệ thuận với bước sóng của ánh sáng và tỷ lệ nghịch với thông số khẩu độ NA của vật kính. NA càng cao, khoảng cách giữa hai đối tượng càng nhỏ, tức là độ phân giải càng cao. Các vật kính với NA lớn hơn thu thập phạm vi ánh sáng rộng hơn, dẫn đến hình ảnh sáng hơn, độ phân giải cao hơn. Chỉ số NA thường khác nhau giữa các độ phóng đại, các loại vật kính và giữa các hãng. Các bạn có thể dễ dàng tìm thấy thông số này được ghi trên vật kính của kính hiển vi (ví dụ 40x/0.65, thì 40 là độ phóng đại và 0.65 là khẩu độ NA của vật kính).

Hình ảnh: giải thích các thông số trên vật kính hiển vi ZEISS

3. Mức độ chỉnh sắc sai và cầu sai của vật kính

    Thông thường các thấu kính được tạo lên từ các bề mặt hình cầu, và thực tế là bề mặt hình cầu không cho phép tạo ra hình ảnh hoàn hảo. Cầu sai gây nên bởi bề mặt của thấu kính là hình cầu không phải bề mặt phẳng, nên hình ảnh tạo nên có thể bị bóp méo. Còn cầu sai là tính chất của một thấu kính mặt cầu trong đó các tia sáng có bước sóng ngắn hội tụ tại một tiêu điểm gần bề mặt thấu kính hơn so với các tia sáng có bước sóng dài. Người thiết kế thấu kính khắc phục vấn đề này bằng cách kết hợp các thấu kính hội tụ và phân kỳ có hình dạng thích hợp để giảm thiểu sự sai khác về khả năng hội tụ. Các loại vật kính của ZEISS đều chỉnh được sắc sai, cầu sai, tuy nhiên ở các mức độ khác nhau. Các bạn có thể cân nhắc lựa chọn loại vật kính sao cho phù hợp với đặc điểm mẫu  vật và mức tiền mà bạn có, vì đương nhiên vật kính càng chỉnh được nhiều bước sóng và càng phẳng, thì giá càng cao.

4. Khoảng cách làm việc nào bạn cần?

    Khoảng cách làm việc (WD) là khoảng cách từ vật kính đến bề mặt gần nhất của lớp phủ khi mẫu được lấy nét. WD tỷ lệ nghịch với NA, có nghĩa là các vật kính NA cao hơn thường có khoảng cách làm việc thấp. Đối với kính hiển vi soi thuận, các vật kính thường có WD thấp vì mẫu mỏng và lớp đậy giữa bề mặt mẫu thường là tấm lamen rất mỏng khoảng 0.17mm. Ngược lại đối với kính hiển vi soi ngược, nếu bạn soi mẫu sống trên đĩa Petri, đĩa nuôi cấy,… có độ dày lớn tới 1cm thì phải lựa chọn vật kính có khoảng cách làm việc lớn. Vật kính này thường được kí hiệu là LD… (Long working distance).

5. Phương pháp quan sát của bạn là gì?

    Khi xử lý các mẫu có đặc điểm khác nhau chứ quá dày, quá mỏng, không có màu hoặc lưỡng chiết,… các nhà nghiên cứu sẽ áp dụng các phương pháp quan sát khác nhau ngoài phương phap trường sáng thông thường. Các kỹ thuật phổ biến là trường tối, phản pha, phân cực, DIC, huỳnh quang, iHMC. Ví dụ như vật kính chuyên dụng cho kỹ thuật phản pha sẽ được thiết kế đặc biệt và được kí hiệu là Ph1, Ph2,… trên bề mặt vật kính, hoặc kí hiệu bằng màu sắc. ZEISS cung cấp các vật kính chuyên dụng liên quan đến các phương pháp quan sát khác nhau này.

6. Môi trường ngâm mẫu của bạn là gì?

     Nhiều vật kính kính hiển vi được thiết kế để quan sát hình ảnh mẫu vật với môi trường không khí, trong khi một số vật kính khác sử dụng môi trường ngâm có chỉ số khúc xạ cao hơn để cho phép NA và độ phân giải cao.  Ví dụ, sử dụng dầu ngâm thay vì không khí làm môi trường để tăng độ phân giải lên khoảng 1,5 lần.

     Các môi trường ngâm phổ biến nhất là không khí, nước, dầu và silicone. Chọn vật kính phù hợp cho kính hiển vi của bạn để có được chất lượng hình ảnh tốt hơn.

Lan Phương