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Quello che avete sempre voluto sapere sulla microscopia digitale e non avete mai avuto il coraggio di chiedere

Microscopia digitale è un termine che va molto di moda, ma ci sono un paio di cose che sarebbe bene sapere.

Georg Schlaffer, Product Manager di Leica Microsystems, si è spesso sentito chiedere informazioni sui microscopi digitali, da clienti e colleghi. Ecco perché, insieme allo scrittore scientifico Jim DeRose ha deciso di dare una riposta alle domande più importanti.

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Che cos'è esattamente la microscopia digitale?

Per avere un microscopio digitale è necessario dotare un microscopio ottico di una fotocamera digitale ma non di oculari. L'immagine del campione viene osservata e analizzata direttamente su uno schermo. Ma un microscopio digitale può anche essere un normale stereomicroscopio o un microscopio composto dotato di oculari e di una fotocamera, in grado di salvare le informazioni relative allo stato del microscopio e alle impostazioni della fotocamera. Da questo momento in poi utilizzeremo il termine "microscopio digitale" per riferirci a microscopi senza oculari, come ad esempio, il Leica DVM6, il Leica DMS1000 e il Leica DMS300, ma non a stereomicroscopi o microscopi composti dotati di fotocamera.

Per quali applicazioni è più adatto un microscopio digitale?

I microscopi digitali sono gli strumenti ideali per analizzare e documentare componenti e campioni nella fase di; Ricerca e Sviluppo (R&D), nella produzione e nell’ispezione, nel controllo e garanzia della qualità (QC/QA), nonché nell’analisi dei guasti (FA).

Microscopi digitali Leica DVM6
Microscopi digitali Leica DVM6
Area di saldatura placcata oro (Au), elettronica per automotive, ingrandimento totale 120:1. Acquisita con Leica DVM6.
Area di saldatura placcata oro (Au), elettronica per automotive
Area di saldatura placcata oro (Au), elettronica per automotive, ingrandimento totale 360:1. Acquisita con Leica DVM6.
Area di saldatura placcata oro (Au), elettronica per automotive

Quali vantaggi offre un microscopio digitale?

Il vantaggio più evidente risiede nella struttura ergonomica dello strumento. Dal momento che l'immagine del campione è visualizzata su uno schermo, gli utenti possono osservarla subito e analizzarla utilizzando un software e stando comodamente seduti. L'ergonomia dei microscopi digitali risulta particolarmente utile quando si deve gestire un elevato numero di campioni o quando gli utenti devono lavorare al microscopio per parecchie ore al giorno. Inoltre molti microscopi digitali sono anche dotati di un software che consente di memorizzare più profili utente; ciò risulta vantaggioso soprattutto quando lo stesso microscopio viene usato da diversi utenti, ognuno dei quali può semplicemente selezionare il proprio profilo e iniziare subito a lavorare apportando solo qualche piccolo aggiustamento (o addirittura nessuno) alla postazione di lavoro.

Quali sono i limiti di un microscopio digitale?

L'unico (ovvio) limite di un microscopio digitale, se confrontato, ad esempio, con uno stereomicroscopio o un microscopio composto, è rappresentato dal fatto che serve una connessione attiva per lavorare. Poiché mancano gli oculari, l'immagine del campione deve sempre essere visualizzata su uno schermo. In generale i microscopi digitali richiedono una connessione a un PC o, almeno, ad uno schermo video. Coi microscopi tradizionali, invece, gli utenti possono sempre utilizzare gli oculari per dare un'occhiata al loro campione.

Inclinazione dello schermo con il Leica DVM6.
Inclinazione dello schermo con il Leica DVM6.
Motivo stampato su carta, ingrandimento totale 750:1, illuminazione con luce anulare. Acquisita con Leica DVM6.
Motivo stampato su carta
Motivo stampato su carta, ingrandimento totale 750:1, illuminazione coassiale con polarizzatore. Acquisita con un Leica DVM6.
Motivo stampato su carta

L'immagine di un campione osservato con un microscopio digitale è comparabile a quella osservata attraverso gli oculari?

In teoria l'immagine è la stessa, ma può variare nella dimensione del campo visivo, questo dipende dal tipo di fotocamera digitale e dagli oculari utilizzati. Tuttavia esiste una grande differenza: l'osservazione del campione attraverso i tubi binoculari di uno stereomicroscopio offre una percezione della profondità che non è possibile ottenere direttamente con l'immagine 2D di un microscopio digitale.

È più facile utilizzare un microscopio digitale rispetto a un microscopio dotato di oculari?

Soprattutto gli utenti alle prime armi riescono a ottenere le immagini di un campione in maniera più semplice e veloce, questo perché ci vuole tempo per impratichirsi con le impostazioni e le regolazioni di un microscopio tradizionale per poi visualizzare il campione negli oculari.

Microscopi digitali Leica DMS1000
Microscopi digitali Leica DMS1000
Foro in un componente metallico; l'aggiornamento automatico della scala per ogni impostazione dello zoom consente di effettuare rapide misurazioni. Acquisita con Leica DMS1000.
Foro in un componente metallico
Cassa per orologio, acquisita utilizzando un'illuminazione con luce anulare (Leica LED3000 RL) e base a luce incidente. Acquisita con un Leica DMS1000.
Cassa per orologio, acquisita utilizzando un'illuminazione con luce anulare

Che cosa significa "codifica"?

Un microscopio è "codificato" quando il suo hardware comunica direttamente con il software installato in un computer e i valori dei parametri specifici vengono tracciati e memorizzati insieme ai dati dell'immagine. Tali parametri specifici diventeranno quindi i valori di riferimento per una impostazione. Solitamente questi parametri codificati possono essere richiamati premendo un pulsante il che semplifica le modalità di lavoro ripetitive e la stesura di report.

Devo essere un esperto in microscopia per poter lavorare con un microscopio digitale?

No. I microscopi digitali possono essere utilizzati da un principiante, come da un esperto microscopista. I microscopi digitali Leica Microsystems sono progettati per garantire un utilizzo semplice e immediato, così da poter ridurre anche i tempi dedicati alla formazione. Questi microscopi presentano funzioni codificate che consentono di elaborare report in tutta facilità e di velocizzare le attività ripetitive.

Immagine da Leica DMS1000 B: immagine di un nematode acquisita con una base a luce trasmessa; misurazioni facili e veloci grazie allo zoom a codifica continua, anche in modalità stand-alone senza computer.
Immagine di un nematod
Screening di drosophila. Acquisita con un Leica DMS1000 B.
Screening di drosophila
Leica DMS300 montato su uno stativo con braccio orientabile utilizzato per visualizzare un campione di circuito stampato (PCB)
Leica DMS300 montato su uno stativo con braccio orientabile

Quali componenti mi servono per un microscopio digitale?

I componenti variano a seconda dell'applicazione. Il tipo di obiettivo, ad esempio, dipende dal valore d'ingrandimento necessario. Inoltre è possibile scegliere tra una vasta gamma di stativi e sistemi d'illuminazione. 

Le domande seguenti aiutano a stabilire quali componenti e funzioni sono necessarie in base alla propria applicazione:

  • Bisogna acquisire rapidamente immagini digitali di alta qualità? Se sì, servirà una fotocamera digitale ad alta risoluzione 
  • Bisogna visualizzare velocemente le immagini dal vivo per un elevato numero di campioni? Se sì, la fotocamera dovrebbe produrre 30 fotogrammi al secondo o più
  • Bisogna osservare i campioni da diverse angolazioni? Se sì, per poter visualizzare i processi o gli oggetti in maniera dinamica è essenziale inclinare la testa del microscopio o ruotare il tavolino portacampione
  • Bisogna analizzare i campioni in termini qualitativi e quantitativi? Se sì, occorre selezionare attentamente le funzioni del software 
  • Serve un'immagine bilanciata che mostri chiaramente sia le parti luminose che quelle scure? Se sì, troverete molto utile la funzione HDR (high dynamic range) che offre proprio questo tipo di immagine

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