Инфракрасная цветная микрофотография

С приходом методов инфракрасной фотографии в измененных цветах стали возможны новые пути осуществления полезных дифференциаций среди веществ, организмов и структур.

Гибсон с сотр. [7.52] показали, как на инфракрасном цветном диапозитиве можно различить сульфид серебра и зерна меланина. Они также обсудили возможности использования инфракрасной цветной фотографии для регистрации авторадиографического серебра и, возможно, для различения включений в срезах легких. С помощью инфракрасной цветной пленки Гибсон фотографировал живые, насыщенные кислородом красные кровяные клетки при 200-кратном увеличении и нашел, что при этом они воспроизводятся в цвете, подобном тому, который имеют клетки артериальной крови in vivo. Таким образом, инфракрасная цветная микрофотография и микрокиносъемка дали возможности изучения кислородного обмена в тонких капиллярах. Если фотографии выполняются при умеренном увеличении с целью предотвращения дифракции и цветных интерференционных полос по глубине поля, то должна быть заметной разница в цвете между насыщенными и не насыщенными кислородом красными кровяными клетками или потоками крови. Он также фотографировал живых амеб и неокрашенные срезы печени; во втором случае ясно различались меланин и гемосидерин [7.34, 7.35].

В 1967 г. на ежегодной встрече Американского общества по клинической патологии и колледжа американских патологов Шнайдер и Леговик объявили, что они получили большую пользу от использования инфракрасного цветного фотографирования в гистологии. Фотографии дают новую ценную информацию по дифференцированию биологических пигментов, структур тканей к гистологических красителей. Заметка Касида [7.49] описывает новые применения. Ему удалось сфотографировать как живые, так и мертвые неокрашенные бактерии в контрастирующем красном цвете на цветной ИК-пленке. Они заметно отличались от других материалов, таких, как частички земли и органические структуры в микропрепаратах. Касида добавил, что метод мог быть полезным при внеземных исследованиях в присутствии бактерий. Хукилл (частное сообщение, 1965 г.) сообщил, что инфракрасная цветная микрофотография увеличивает контрастное и цветное дифференцирование в метахроматически окрашенных тканях, содержащих муциновые вещества. Была обсуждена возможность введения в ткань таких поглощающих металлов, как серебро, вольфрам, медь, железо или осмий.

Вейсс (в работах [7.37, 7.66]) проводил эксперименты с живой неокрашенной Microsporum canis в водных препаратах. Ему удалось получить очень четкие изображения внутренней структуры, которая до этого наблюдалась неясно.

Косвенная микрофотография

Мареш [7.57] экспериментировал с инфракрасными микроскопом и электронно-оптическим преобразователем. (Этот тип регистрации полностью рассматривается в гл. 10.) Мареш работал с излучением, имеющим длину волны 1300 нм. Он использовал увеличение порядка 600. Ему удалось обнаружить поры под чешуйками крыла бабочки и воспроизвести мелкие детали в визуально непрозрачной элитре сверлящего дерево металлического жука. На такой же установке он выполнил много ценных работ с пастой для шариковых ручек и другими рассеивателями. Одна из проблем заключалась в том, что рассеивание фталоцианиновым голубым пигментом, разведенным достаточно для визуального излучения, не было характерным для рассеивателей, имеющих практическое применение. Однако с помощью его метода можно было сфотографировать хорошие рассеиватели.

В настоящее время появился интерес к инфракрасной косвенной микрофотографии, поскольку ее можно использовать для контроля и съемки целостности полупроводниковых схем и исследования люминесценции лазерных материалов. Некоторые биологические и химические образцы, которые являются летучими на свету, можно изучать с использованием инфракрасного излучения. (Источник информации Research Devices Incorporated, New Jersey.)

Текстильное производство

В разделе этой книги, посвященном использованию инфракрасной фотографии в текстильной промышленности (гл. 4), привлекается внимание к преимуществам, которые дает использование инфракрасного излучения при исследовании тканей, окрашенных в темные цвета.

Они являются особенно важными при микрофотографическом изучении волокон и структуры, когда окраска в черные и коричневые цвета фактически может существенно препятствовать воспроизведению деталей при фотографировании в свете. Большинство темных красок являются прозрачными в ближней инфракрасной области, и использование этого излучения делает возможным изучение темных тканей так же легко, как в случае неокрашенных материалов. В окрашенной шерсти можно обнаружить ворс и другие детали структуры. Можно изучать воздействие на волокно конечной химической обработки. Метод, примененный в первых работах исследовательскими лабораториями фирмы Kodak, будет описан с помощью иллюстраций. Часть из полученных фотографий приводится на рис. 7.4.

Для освещения ткани с успехом можно выбрать осветитель Сильверманна, поскольку он или подобные типы осветителей широко используются для микрофотографирования тканей, так как позволяют быстро и просто обеспечивать освещение. К сфокусированному пучку света от ленточной лампы накаливания добавляют пучок, составляющий угол около 20° к плоскости ткани, чтобы выявить контуры переплетения нитей и избавиться от очень тусклого воспроизведения, которое имеет место в противном случае. Для этих целей подходит любая фокусируемая лампа; если интенсивность дополнительного пучка будет слишком большой, ее следует уменьшить с помощью нейтрального фильтра. При микрофотографировании тканей очень важным является контроль фона. Он должен представлять резкий контраст с тканью, и, таким образом, его необходимо менять при изменении цвета ткани. Белую ткань обычно кладут на лист матовой черной бумаги. Темные ткани фотографируются иначе: их кладут на кусок матового или опалового стекла и проходящий пучок света фокусируется на этом стекле обычным способом, как при микрофотографировании в проходящем свете. Изменением интенсивности проходящего луча по сравнению с общим верхним освещением можно подобрать фон любой необходимой яркости для обеспечения оптимального контраста с тканью. Когда инфракрасное освещение используется при отражении, вместо фоновой черной бумаги применяют кусок промокательной бумаги, пропитанной нафтоловой зеленью, которая поглощает ИК-излучение.

На рис. 7.4 показаны микрофотографии, полученные описанным способом. Объектами являлись хлопчатобумажная, шерстяная и ацетатно-целлюлозная ткани. В каждом ряду приведены фотографии неокрашенной белой ткани, выполненные в видимом свете, и фотографии окрашенной черным красителем той же самой ткани, выполненные в видимом и инфракрасном свете. При этом использовались следующие условия:

Ряд 1

а — Белая хлопчатобумажная ткань, освещение наклонное (15—20°), 48-мм «Микротессар», f/8, без фильтра, пластинка Wratten Panchromatic.

б— та же ткань, окрашенная краской N. R. Extra (Schultz VII-628) фирмы National Erie, наклоненный осветитель Сильверманна плюс 20°-ный пучок, плюс проходящий, 48-мм «Микро-тессар», f/8, без фильтра, пластинка Wratten Panchromatic.

в — то же, что и в п. б, наклоненный осветитель Сильверманна плюс 20°-ный пучок, 48-мм «Микро-тессар», f/8, фильтр Wratten № 80, инфракрасная чувствительная пластинка Kodak, фон — кусок промокательной бумаги, пропитанной нафтоловой зеленью.

Ряд 2

а — белая шерстяная ткань, наклоненный осветитель Сильверманна плюс 25°-ный пучок, 48-мм «Микротессар», f/8, без фильтра, пластинка Wratten Panchromatic.

б — та же ткань, окрашенная хромовой черной краской F (Schultz VII-614) фирмы National Erie наклоненный осветитель Сильверманна плюс 25°-ный пучок, плюс проходящий, 48-мм Микротессар, f/8, без фильтра, пластинка Wratten Panchromatic.

в — то же, что и в п. б, наклоненный осветитель Сильверманна плюс 25°-ный пучок, 48-мм «Микротессар», f/8, фильтр Wratten № 87, инфракрасная чувствительная пластинка Kodak, фон — кусок промокательной бумаги, пропитанной нафтоловой зеленью.

Ряд 3

а — белая ацетатная вязаная ткань, наклоненный осветитель Сильверманна плюс 20°-ный пучок, 48-мм «Микротессар», f/8, без фильтра, пластинка Wratten Panchromatic.

б — та же ткань, окрашенная нацелановой черной краской В фирмы National Erie наклоненный осветитель Сильверманна плюс 20°-ный пучок плюс проходящий, 48-мм «Микро-тессар», без фильтра, пластинка Wratten Panchromatic.

в — то же, что и в п. б, наклоненный осветитель Сильверманна плюс 20°-ный пучок, 48-мм «Микро-тессар», f/8, фильтр Wrat-len № 87, инфракрасная чувствительная пластинка Kodak, фон — кусок промокательной бумаги, пропитанной нафтоловой зеленью.

Измерения спектрального пропускания, выполненные на этих трех черных красках, показали, что они полностью прозрачны в области около 800 нм.