Microscope à Contraste de Phase
La microscopie à contraste de phase est une technique avancée de microscopie, nous allons voir ensemble de quoi il s’agit, comment cela fonctionne et à qui elle s’adresse. En bas de page se trouve une sélection de microscopes optiques adaptés à cette technique. Cette technique autre fois réservé aux laboratoires s’est démocratisée. Il est désormais possible de s’équiper à la maison pour faire de spectaculaires observations.
Le top des Microscopes à contraste de phase
Nous allons voir les microscopes optiques « classiques » et les microscopes inversés :
Microscopes composés
Le meilleur compromis de chez AmScope livré avec un kit de contraste de phase
- Plage de grossissement de 40X à 1000X grâce à des objectifs achromatiques de haute qualité.
- Un choix de premier ordre pour les vétérinaires, les cliniques et les salles de classe.
- Tête trinoculaire Siedentopf pour des réglages précis, une platine mécanique à deux couches avec des commandes à faible position, et une mise au point grossière.
- L’éclairage halogène réduit la fatigue oculaire pour une utilisation prolongée.
- Le port photo trinoculaire vous permet de monter facilement un appareil photo.
- Comprend un kit de contraste de phase avec trois grossissements pour améliorer le contraste pour les études de cellules vivantes.
Microscopes inversés
Un microscope inversé avec contraste de phase de qualité professionelle.
- Plage de grossissement de 40X à 400X grâce à une tourelle à quatre objectifs
- Un microscope à épifluorescence inversé avec des blocs d’excitation bleu et vert et une lampe à arc HBO haute puissance pour une couverture à large spectre.
- Une plateforme stable et ergonomique pour les cultures cellulaires, les plaques et les grands récipients d’échantillons.
- Le système optique corrigé à l’infini garantit des images de haute qualité et de haute résolution.
- Des objectifs spécialisés 10X et 20X sont inclus pour les applications à contraste de phase.
- Le port photo trinoculaire fournit une interface dédiée pour le montage d’un appareil photo.
Il s’agit d’un kit de contraste de phase complet pour les microscopes optiques AmScope
- Le PCS s’adapte aux séries de microscopes AmScope 340, 390, 490, 600.
- Objectifs à trois plans de contraste de phase : 10x, 40x et 100x, trois condenseurs à contraste de phase correspondants et une lentille CT.
- La taille de montage du condenseur est de 37 mm (de diamètre).
- Le filetage des objectifs Plan est de 20 mm (de diamètre)
- Negative Item 2
Microscope à contraste de phase : Guide d’achat
Nous détaillons ce qu’est le contraste de phase, à qui il s’adresse, comment il fonctionne et combien ça coûte ! De nos jours le contraste de phase est accessible aux amateurs !
Qu’est-ce que la microscopie à contraste de phase ?
Grossièrement, le microscope à contraste de phase est une technique de microscopie optique qui convertit les déphasages de la lumière traversant un spécimen transparent en changements de luminosité dans l’image.
Les cellules vivantes non colorées n’absorbent pratiquement pas la lumière. La faible absorption de la lumière entraîne des différences extrêmement faibles dans la distribution de l’intensité de l’image. Les cellules sont donc à peine, voire pas du tout, visibles dans un microscope à fond clair. Le microscope à contraste de phase permet d’y remédier. Elle a été décrite pour la première fois en 1934 par le physicien néerlandais Frits Zernike. (Contraste de phase d’une Amibe en illustration)
Cette méthode est souvent associée à la technique à fond noir ou « Darkfiel » pour maximiser le contraste.
La microscopie à contraste de phase nécessite des objectifs spéciaux à contraste de phase et un condenseur spécial à contraste de phase. Cette technique est utile pour observer des spécimens non colorés qui n’ont pas de couleur (par exemple, des bactéries et du plancton). L’optique convertit les différences d’indice de réfraction du spécimen en différences de luminosité. Ainsi, les objets transparents apparaissent plus clairs ou plus sombres que leur arrière-plan. Le contraste de phase est coûteux mais parfois nécessaire pour voir certaines structures dans des cellules vivantes et non colorées.
Le meilleur compromis de chez AmScope livré avec un kit de contraste de phase
- Plage de grossissement de 40X à 1000X grâce à des objectifs achromatiques de haute qualité.
- Un choix de premier ordre pour les vétérinaires, les cliniques et les salles de classe.
- Tête trinoculaire Siedentopf pour des réglages précis, une platine mécanique à deux couches avec des commandes à faible position, et une mise au point grossière.
- L’éclairage halogène réduit la fatigue oculaire pour une utilisation prolongée.
- Le port photo trinoculaire vous permet de monter facilement un appareil photo.
- Comprend un kit de contraste de phase avec trois grossissements pour améliorer le contraste pour les études de cellules vivantes.
Cette technique convient-elle à la microscopie amateur ?
Vous avez besoin d’objectifs de microscope à contraste de phase et d’un condenseur à contraste de phase correspondant. Seuls les meilleurs microscopes de certains fabricants permettent de passer au contraste de phase, ce qui peut être coûteux. Donc la réponse est qu’un amateur assez expérimenté peut très bien mettre en place cette méthode d’observation, mais un jeune débutant aura plus de mal. Je dirais que le principal frein est le coût du matériel nécessaire plus que la difficulté de la méthode en soi.
Exemple d’une amibe observée en contraste de phase
Le fonctionnement du contraste de phase
Le contraste de phase est une technique avancée de microscopie qui utilise les propriétés physiques de la lumière pour augmenter le contraste et extraire plus d’informations lors de l’observation.
Explication générale
L’éclairage partiellement cohérent produit par la lampe est dirigé à travers une lentille collectrice et focalisé sur un anneau spécialisé (appelé anneau du condenseur). L’anneau est positionné dans le plan focal avant du condenseur de sous-étage.
Les fronts d’onde qui traversent l’anneau illuminent l’échantillon qu’on observe. Soit ils passent sans déviation soit ils se diffractent et se retardent en phase différemment par les structures présentes dans l’échantillon.
La lumière non déviée et diffractée collectée par l’objectif est séparée au niveau du plan focal arrière. Ceci à l’aide une plaque de phase. Ensuite la lumière est focalisée au niveau du plan image intermédiaire. Cela forme l’image finale en contraste de phase observée dans les oculaires, grâces aux interférences qui en résultent. Reportez-vous aux Techniques de microscopie pour plus de détails.
Le condenseur Leitz Heine permet des ajustements transparents entre l’oblique, le contraste de phase et le fond noir. Immersion dans l’huile – objectif à contraste de phase 40x
Démonstration mathématique du contraste de phase
Pour les matheux et physiciens, le contraste de phase est très simple à comprendre et je vous renvoie à l’article wikipédia qui l’explique très bien. En fait, si on note l’onde incidente de lumière traversant l’échantillon :
Et si on note phi le déphase introduit par la traversé de l’échantillon :
On montre alors très simplement en utilisant une formule de trigo et une approximation des angles très petits (sin(x) ~ x en 0 et cos(x) ~ 1 en 0) que l’onde résultante en sortie du système optique à contraste de phase (global) devient alors :
On a bien l’amplitude E de l’onde qui est modulée en fonction du déphasage phi !
En fait ce calcul est similaire à celui utilisé en radiofréquence pour les ondes radio AM (amplitude modulation).
DIC – contraste d’interférence différentiel
Le contraste d’interférence différentiel (DIC) est une technique encore plus avancée qui produit des images très attrayantes. Les images paraissent tridimensionnelles et semblent avoir de la profondeur. Il n’y a pas de véritable vue stéréoscopique, bien sûr, mais les structures semblent projeter des ombres et se démarquer. Pour la DIC, vous avez besoin d’une combinaison de filtres polarisants et de prismes. Elle n’est proposée que par quelques fabricants de microscopes haut de gamme.
Kit de contraste de phase
Si votre microscope est assez modulaire pour le permettre, vous pouvez ajouter un Kit de contraste de phase après coups, il se compose en général de 2 ou 3 objectifs marqué « PH » et d’un condenseur approprié. Assurez-vous bien cependant de la compatibilité des objectifs avec votre microscope. Cf. page sur les objectifs.
Il s’agit d’un kit de contraste de phase complet pour les microscopes optiques AmScope
- Le PCS s’adapte aux séries de microscopes AmScope 340, 390, 490, 600.
- Objectifs à trois plans de contraste de phase : 10x, 40x et 100x, trois condenseurs à contraste de phase correspondants et une lentille CT.
- La taille de montage du condenseur est de 37 mm (de diamètre).
- Le filetage des objectifs Plan est de 20 mm (de diamètre)
- Negative Item 2
En ai-je besoin ?
Ces méthodes peuvent produire des images assez spectaculaires, mais elles sont aussi beaucoup plus coûteuses. Les microscopes bon marché destinés aux étudiants et aux enseignants ne sont pas équipés de ces optiques. La plupart des microscopistes amateurs ne possèdent pas de microscopes équipés de DIC, certains ont un contraste de phase. Si vous voulez le contraste de phase ou le DIC, il est préférable d’en parler à un grand fabricant de microscopes. Il est peut-être préférable de commencer par un microscope à bas prix et de décider ensuite si ces techniques vous conviennent.
Exemple d’observations en contraste de phase
Lire aussi : Microscope polarisant – Microscope Inversé – Microscope Scientifique – Microscope Fluorescence
