Как институт зоологии им. Шмальгаузена НАН Украины внедрил новые технологии для изучения насекомых. Кейс

Новое технологичное оборудование от Leica Microsystems позволило ученым ускорить исследования и получать четкие фотографии насекомых под микроскопом

Институт зоологии им. И. И. Шмальгаузена НАН Украины — ведущее научное учреждение зоологического профиля в Украине. Он обеспечивает существование экспертной среды и возможность исследований по более чем 36 направлениям зоологической науки. Институт является хранителем одной из крупнейших коллекций животных (в основном беспозвоночных), которая включает 6 миллионов единиц хранения — это более 50 тысяч видов мировой фауны. В 2019 году институт зоологии был удостоен награды “Лидер науки Украины-2019. Web of Science Award”.   

Занимая столь заметное и весомое место в мировом научном сообществе, исследователи тем не менее работали на устаревшем оборудовании — микроскопах МБС-10, которые не могли удовлетворить требования и запросы ученых. Для изучения насекомых с применением новых методик и зарубежного опыта, полученного сотрудниками отдела систематики энтомофагов и экологических основ биометода, институту требовались современные решения для обновления материально-технической базы лаборатории. 

Задача клиента: получение максимально четкого изображения без геометрических и световых аберраций

Одна из сложнейших задач, с которой сталкиваются ученые во время исследований насекомых — их фотографирование. Сложность заключается в том, что при значительном увеличении оптика обладает очень небольшой глубиной резкости. Это позволяет сфокусироваться на изучении только небольшого участка на теле насекомого. В то же время, исследователям необходимо было получать качественные фото всего образца одновременно, а не только его части. Следовательно, для качественной исследовательской работы ученым требовались микроскопы, способные обеспечить большую глубину резкости без потери разрешающей способности, а также устранить геометрические и световые искажения изображения. 

Для решения задачи фотографирования насекомых и получения качественных снимков ученым института было необходимо оборудование, которое позволит получать серию снимков исследуемого объекта с последующим их объединением в мультифокусное изображение. 

Новое оборудование позволило исследователям института зоологии им. Шмальгаузена изучать насекомых в мельчайших деталях

Решение: стереомикроскопы Leica S9E в сочетании с фотоустановкой на базе микроскопа Leica Z16 APO

Изучив специфику задач и потребностей ученых института зоологии им. Шмальгаузена, специалисты АЛТ Украина предложили комплексное решение на базе последних разработок немецкого бренда Leica Microsystems — стереомикроскопы Leica S9E на универсальном штативе Leica LED2500 в сочетании со специализированной фотоустановкой на базе микроскопа Leica Z16 APO

Исследователи отдела систематики энтомофагов и экологических основ биометода получили надежные и современные инструменты для изучения насекомых с уникальной разработкой производителя — системой FusionOptics®, которая ранее была доступна только на микроскопах исследовательского класса. Использование нового оборудования позволило ученым изучать объекты со значительной глубиной резкости микроскопа, получая при этом четкое изображение без искажений и дымки. 

Изображения, полученные учеными института зоологии им. Шмальгаузена на новом оборудовании. Слева — фото без использования опции мультифокуса, справа — изображение с мультифокусом

Благодаря высококлассной план-апохроматической оптике Leica с коррекцией передачи цвета, сотрудники института смогли решить еще одну проблему — устранить световые и геометрические аберрации изображения исследуемого объекта. 

Стереомикроскопы Leica S9E с большим рабочим расстоянием до 122 миллиметров дали ученым больше свободы действий во время изучения образцов, а также обеспечили возможность плавного увеличения 9:1 с фиксацией положений. За счет использования современного штатива Leica LED2500 с LED-осветителями, сотрудники института получили возможность работать в отраженном, проходящем свете и при косом освещении. 

Специализированное решение — фотоустановка на базе микроскопа Leica Z16 APO значительно расширила исследовательские возможности лаборатории. Благодаря моторизованной колонне ученые теперь могут получать мультифокусные снимки с максимально точной фокусировкой на изображении. А также изучать даже мельчайшие детали объекта за счет камеры Leica Flexacam с разрешением 12 Мп. Фотоустановку дополнительно оборудовали высокодиффузионным осветителем Leica LED5000 HDI, что дало ученым возможность подсветить и исследовать детали, ранее скрытые от их глаз. 

Изображение, полученное с использованием высокодиффузионного осветителя Leica LED5000 HDI

Чтобы решить задачу документирования и фотофиксации, мы предложили клиенту программное обеспечение Leica LASX со специальным модулем EDOF. Теперь сотрудники могут управлять микроскопом для получения серий снимков, а также сшивать эти серии в мультифокусное изображение.