Een low-budget universele condensor

De speciale condensoren waarmee donkerveld- en fasecontrast-microscopie mogelijk is kunnen nogal prijzig zijn. Een Zeiss of Leitz universele condensor kost op de tweedehands markt al gauw 100 - 200 euro. Maar met een beetje creativiteit kunnen met een normale Abbe condensor met apertuur 1.2 aardige resultaten worden behaald.

Ik had een keer een oude Carl Zeiss Jena hoefijzer-microscoop laten opsturen waarvan bij aankomst het condensor diafragma stuk bleek te zijn. Zo'n condensor is dan nog wel bruikbaar en de apertuur kan nog gereguleerd worden door de condensor in hoogte te verstellen. Maar inmiddels had ik er al andere plannen voor en besloot ik er een donkerveld-condensor van te maken. Het enige wat daar voor nodig is zijn kleine ronde zwarte stickers met 12 mm diameter. Een Abbe 1.2 condensor bestaat uit 2 lenzen; een veldlens en een toplens. De toplens kan er af gedraaid worden. Om donkerveld belichting te realiseren moet het centrale licht geblokkeerd worden en meestal wordt er een zwart schijfje voor gebruikt. In dit geval gebruiken we ronde zwarte stickers die er aan beide kanten van de veldlens precies in het midden worden opgeplakt. De condensor moest iets verhoogt worden om gebruikt te kunnen worden met mijn Zeiss Standard GFL. Daarvoor heb ik een ring van een lampfitting gebruikt. De hoogte bleek precies goed, de condensor kon naar de bovenste positie gedraaid worden zonder dat de onderkant van het preparaat geraakt werd. Omdat de condensor los op de condensor-houder staat moet er met de hand gecentreerd worden. Dit werkt prima en het omwisselen van een condensor ging nog nooit zo snel!

De condensor kan naast donkerveld-belichting ook gebruikt worden voor fasecontrast en ringvormige belichting. Hiervoor moet de toplens eraf gedraaid worden. Door de hoogte van de condensor te variëren kan de diameter van de verlichte ring, de condensor annulus, aangepast worden op de diameter van de fase-ring bij verschillende merken objectieven.

Afb.1. Een goedkope universele condensor. 1: Abbe 1.2 condensor zonder irisdiafragma. 2: Toplens eraf gedraaid en ronde sticker op bovenkant veldlens. 3: Ronde sticker op onderkant veldlens. 4: Ring lampfitting. 5: Condensor verhoogt met ring lampfitting. 6: Condensor op condensor-houder Zeiss Standard GFL.

Donkerveld belichting

Voor donkerveld belichting dient de toplens er opgeschroefd te blijven en goede resultaten worden bereikt tot en met een maximale objectief apertuur van 0.75. De volgende afbeeldingen laten enkele resultaten zien.

Afb.2. Donkerveld opnames van diatomeeën met een Zeiss Planapo 25/0.65. Rechts Arachnoidiscus.

Afb.3. Stauroneis (boven) en Pleurosigma angulatum (onder) in donkerveld belichting gefotografeerd met Zeiss Neofluar 40/0.75.

Fasecontrast

Om de condensor voor fasecontrast te kunnen gebruiken moet de toplens eraf gedraaid worden. De condensor wordt vervolgens naar beneden gedraaid en gecentreerd totdat dat de annulus precies overlapt met de fase-ring van het objectief. Met een veld-diafragma kan tevens de buitenste diameter van de annulus worden begrensd. Ik heb fase-objectieven van verschillende fabrikanten uitgeprobeerd en ze gaven allemaal een goed fasecontrast beeld. De volgende testen zijn gedaan met fase-objectieven van Zeiss, Leitz, Olympus, Meopta en Wild.

Afb.4. Aanpassing van de annulus aan de fase-ring van verschillende objectieven. A: Niet-overlappende annulus en fase-ring. De condensor wordt naar beneden gedraaid totdat de annulus overlapt met de fase-ring zoals te zien is bij 1 t/m 5 waar het gaat om resp. Zeiss Neofluar 40/0.75 Ph2, Leitz EF 40/0.65 Phaco 2, Olympus A 40/0.65 PL, Meopta Ph 45/0.65 en Wild 40/0.65 Ph.

Afb.5. Fasecontrast opname van diatomeeën (boven) en wang-epitheelcellen (onder) gefotografeerd met Zeiss Neofluar 40/0.75 Ph2.

Afb.6. Fasecontrast opname met Leitz EF 40/0.65 Phaco 2 (boven) en Olympus A40 PL (onder).

Afb.7. Fasecontrast opname met Meopta Ph 45/0.65 objectief (boven) en Wild 40/0.65 Ph (onder). Door de bruin-oranje fase-ring ziet fasecontrast met Meopta er heel anders uit.

Ringvormige belichting

Bij ringvormige belichting levert een annulus het licht en wordt centraal licht geblokkeerd. Het oplossend vermogen is maximaal wanneer de buitenste diameter van de annulus overeenkomt met de apertuur van het desbetreffende objectief. Ringvormige belichting heeft bovendien een contrastverhogend effect en geeft sommige objecten een ruimtelijke indruk. Het diepte-effect kan verder nog verhoogd worden door de ringvormige belichting asymmetrisch uit te voeren; het licht wordt dan geleverd door een deel van de annulus. Voor ringvormige belichting moet de toplens er weer afgedraaid worden.

Afb.8. Verschillende instellingen van ringvormige belichting met een Carl Zeiss Plan 25/0.45. Door de hoogte van de condensor te veranderen kan de breedte van de annulus ingesteld worden. Bij A bevind de condensor zich in een hogere positie dan bij B. C: asymmetrische ringvormige belichting; alleen een deel van de ring is zichtbaar.

Afb.9. Diatomeeën gefotografeerd met een Carl Zeiss Plan 25/0.45 objectief en ringvormige belichting. In de afbeelding boven is de condensor annulus smaller (zie afb.8a) dan in de onderste foto (zie afb 8b).

Afb.10. Asymmetrische ringvormige belichting met Carl Zeiss Plan 25/0.45. Annulus als in afb.8c.

Als er een objectief 40/0.65 wordt gebruikt dan zien we dat de diameter van de annulus net iets kleiner is dan de apertuur van het objectief. Niettemin geeft deze instelling eveneens een verhoogt contrast en oplossend vermogen. Voor de volgende test is een oude zwarte Zeiss-Winkel 40/0.65 achromaat gebruikt.

Afb.11. Preparaat van Pleurosigma angulatum gefotografeerd met een Zeiss-Winkel 40/0.65 en ringvormige belichting. Door het veld-diafragma van de Zeiss Standard GFL dicht te draaien wordt de ring smaller zoals rechtsonder afgebeeld. Dit zorgt voor een nog hoger contrast.

Voor betere weergave van details met ruimtelijke werking tenslotte nog de asymmetrische ringvormige belichting. De condensor wordt opzij geschoven en kan in een iets hogere positie gebracht worden waardoor de gedeeltelijke annulus de apertuur-rand raakt van een objectief 40/0.65.

Afb.12. Pleurosigma angulatum gefotografeerd met Zeiss-Winkel 40/0.65 en gedeeltelijke ringvormige belichting.