Upoznavanje s klasifikacijom i uporabom različitih optičkih mikroskopa
Postoje mnoge metode klasifikacije optičkih mikroskopa: prema broju upotrijebljenih okulara, mogu se podijeliti na binokularne i monokularne mikroskope; prema tome ima li slika stereo efekt, može se podijeliti na stereo mikroskope i nestereo mikroskope; prema predmetu promatranja može se podijeliti na biološke mikroskope i zlatne mikroskope. mikroskop. fazni mikroskop itd.; prema optičkom principu, može se podijeliti na mikroskop polarizirane svjetlosti, mikroskop faznog kontrasta i mikroskop diferencijalne interferencije itd.; prema vrsti izvora svjetlosti, može se podijeliti na obično svjetlo, fluorescenciju, ultraljubičasto svjetlo, infracrveno svjetlo i laserski mikroskop itd.; prema vrsti prijemnika može se podijeliti na Vision, digitalni (kamera) mikroskop, itd. Uobičajeno korišteni mikroskopi uključuju binokularni stereo mikroskop, metalografski mikroskop, mikroskop s polariziranom svjetlošću, fluorescentni mikroskop itd.
1. Binokularni stereo mikroskop
Binokularni stereo mikroskop, također poznat kao "čvrsti mikroskop" ili "disekcijsko zrcalo", vizualni je instrument s pozitivnim stereoskopskim osjećajem. Naširoko se koristi u kirurgiji rezova i mikrokirurgiji u biomedicinskom polju; u industriji se koristi za promatranje, sastavljanje i inspekciju sitnih dijelova i integriranih sklopova. Ima sljedeće karakteristike:
(1) Koristeći dvokanalni optički put, lijeva i desna zraka u dalekozoru nisu paralelne, već imaju određeni kut - kut gledanja volumena (obično 12 stupnjeva -15 stupnjeva), tj. lijeva i desna greda. Oba oka daju trodimenzionalnu sliku. To su u biti dva jednocijevna mikroskopa postavljena jedan pored drugog. Kut gledanja koji čine optičke osi dviju cijevi objektiva jednak je kutu gledanja koji se formira kada osoba promatra predmet s oba oka, čime se stvara trodimenzionalna vizualna slika u trodimenzionalnom prostoru.
(2) Slika je ravna, laka za rukovanje i seciranje, jer prizma ispod okulara čini sliku naopako.
(3) Iako povećanje nije tako dobro kao kod tradicionalnog mikroskopa, on ima veliku radnu udaljenost.
(4) Žarišna dubina je velika, što je pogodno za promatranje cijelog sloja pregledavanog objekta.
(5) Promjer vidnog polja je velik.
Optička struktura sadašnjeg stereoskopa je: kroz običnu leću glavnog objektiva, dvije zrake svjetlosti nakon snimanja objekta odvojene su s dva seta srednjih leća objektiva - leće za zumiranje kako bi se formirao ukupni kut gledanja, a zatim se slikaju kroz odgovarajuće okulare , mijenjanjem srednje udaljenosti između skupina zrcala kako bi se postigla promjena povećanja, pa se također naziva "Zoom-stereomikroskop". U skladu sa zahtjevima primjene, trenutni stereoskop može biti opremljen mnoštvom dodatne opreme, kao što su fluorescencija, fotografija, videoografija, izvor hladnog svjetla itd.
2. Metalografski mikroskop
Metalografski mikroskop je mikroskop koji se posebno koristi za promatranje metalografske strukture neprozirnih predmeta kao što su metali i minerali. Ovi neprozirni objekti ne mogu se promatrati običnim mikroskopima za propuštanje svjetlosti, tako da je glavna razlika između metalografije i običnih mikroskopa u tome što prvi koristi reflektirano svjetlo, dok drugi za osvjetljavanje koristi propušteno svjetlo. U metalografskom mikroskopu, svjetlosna zraka se emitira iz smjera leće objektiva na površinu promatranog objekta, reflektira se od površine predmeta, a zatim se vraća na leću objektiva za snimanje. Ova metoda reflektirajućeg osvjetljenja također se naširoko koristi u pregledu silicijskih pločica integriranog kruga.
3. Polarizacijski mikroskop
Polarizacijski mikroskopi su mikroskopi koji se koriste za proučavanje takozvanih prozirnih i neprozirnih anizotropnih materijala. Sve tvari s dvolomnošću mogu se jasno razlikovati pod polarizacijskim mikroskopom. Naravno, te se tvari mogu promatrati i bojenjem, ali neke nisu moguće i moraju se koristiti polarizacijski mikroskopi.
(1) Značajke polarizacijskih mikroskopa
Metoda pretvaranja običnog svjetla u polarizirano svjetlo za mikroskopiju kako bi se utvrdilo je li tvar jednolomna (u svim smjerovima) ili dvolomna (anizotropna). Dvolom je temeljno svojstvo kristala. Stoga se mikroskopi s polariziranim svjetlom naširoko koriste u mineralima, kemiji i drugim područjima, a također imaju primjenu u biologiji, botanici i drugim područjima.
(2) Osnovni princip polariziranog svjetlosnog mikroskopa
Princip polarizirane svjetlosne mikroskopije je kompliciraniji, pa ga ovdje neću previše predstavljati. Polarizacijski mikroskop mora imati sljedeće dodatke: polarizator, analizator, kompenzator ili faznu ploču, posebnu objektivnu leću bez naprezanja, rotirajući stolić.
(3) Metoda polarizirajućeg mikroskopa
Vrsta. Ortoskop: poznat i kao mikroskop bez izobličenja, karakterizira ga korištenje objektiva s malim povećanjem umjesto Bertrandove leće za proučavanje predmeta. Izravna studija s polariziranim svjetlom. Istovremeno, kako bi se smanjio otvor osvjetljenja, gornja leća kondenzora se razmakne. Normalni fazni mikroskop koristi se za ispitivanje dvoloma objekta.
b. Konoskop: poznat i kao interferentni mikroskop, proučava uzorke interferencije nastale interferencijom polarizirane svjetlosti. Ova se metoda koristi za promatranje jednoosne ili dvoosne osi objekta. U ovoj se metodi za osvjetljavanje koristi jako konvergentna polarizirana zraka svjetlosti.
(4) Zahtjevi za polarizacijske mikroskope
Vrsta. Izvor svjetlosti: Najbolje je koristiti monokromatsku svjetlost jer brzina svjetlosti, indeks loma i fenomen interferencije variraju s valnim duljinama. Opći mikroskopi mogu koristiti obično svjetlo.
b. Okulari: Okulari s nišanom.
C. Kondenzator: Kako bi se dobila paralelna polarizirana svjetlost, treba koristiti zaokretni kondenzator koji može izgurati gornju leću.
d. Bertrandova leća: pomoćni element u optičkoj putanji kondenzora, koja je pomoćna leća koja pojačava primarnu fazu uzrokovanu objektom u sekundarnu fazu. Jamči promatranje s okularom planarnog interferencijskog uzorka formiranog na stražnjoj žarišnoj ravnini objektiva.
(5) Zahtjevi za polarizacijske mikroskope
Vrsta. Središte pozornice je koaksijalno s optičkom osi.
b. Polarizator i analizator trebaju biti u kvadraturnim položajima.
C. Pucanje ne smije biti pretanko.
4. Fluorescentna mikroskopija
Fluorescentna mikroskopija koristi svjetlo kratke valne duljine za zračenje predmeta obojenog fluoresceinom kako bi pobudila i stvorila fluorescenciju dugih valnih duljina, a zatim promatrala. Fluorescentna mikroskopija ima široku primjenu u biologiji, medicini i drugim područjima.
(1) Fluorescentni mikroskopi općenito se dijele na dvije vrste: prijenosni i epi-iluminacijski.
Vrsta. Vrsta prijenosa: Pobudno svjetlo emitira se s donje površine pregledanog objekta, a kondenzator je kondenzator tamnog polja, tako da pobudno svjetlo ne ulazi u leću objektiva, a fluorescencija ulazi u leću objektiva. Svijetao je pri malom povećanju, a taman pri velikom povećanju. Postupci uranjanja u ulje i neutralizacije su teški, osobito je teško odrediti raspon osvjetljenja malog povećanja, ali se mogu dobiti vrlo tamne pozadine. Transmisivni tip se ne koristi za neprozirne predmete pregleda.
Vrsta prijenosa trenutno je gotovo eliminirana. Većina novih fluorescentnih mikroskopa su epitaksijalni. Izvor svjetlosti dolazi iznad ispitnog objekta, a na optičkom putu nalazi se razdjelnik snopa, koji je prikladan za prozirne i neprozirne ispitne objekte. Budući da leća objektiva djeluje kao kondenzator, ne samo da je jednostavna za rukovanje, već također može postići ravnomjerno osvjetljenje cijelog vidnog polja od malog povećanja do velikog povećanja.
(2) Mjere opreza za fluorescentnu mikroskopiju
Vrsta. Dugotrajna izloženost pobudnom svjetlu uzrokovat će slabljenje i gašenje fluorescencije, stoga vrijeme promatranja treba skratiti što je više moguće. .
b. Za promatranje ulja koristite "nefluorescentno ulje".
C. Fluorescencija je gotovo uvijek slaba i treba je izvoditi u tamnijoj prostoriji.
d. Najbolje je ugraditi stabilizator napona u napajanje, inače će nestabilnost napona ne samo smanjiti vijek trajanja živine žarulje, već će utjecati i na učinak mikroskopa.
Trenutno se mnoga polja bioloških istraživanja u nastajanju primjenjuju na tehnike fluorescentne mikroskopije, kao što je hibridizacija gena in situ (FISH).
5. Fazno kontrastni mikroskop
U razvoju optičkog mikroskopa, uspješan izum mikroskopa s faznim kontrastom važno je postignuće moderne tehnologije mikroskopa. Znamo da ljudsko oko može razlikovati samo valnu duljinu (boju) i amplitudu (svjetlinu) svjetlosnih valova. Za bezbojne i prozirne biološke uzorke, kada svjetlost prođe, valna duljina i amplituda se ne mijenjaju mnogo, tako da je teško promatrati uzorak u svijetlom polju. .
Mikroskop s faznim kontrastom koristi optičku razliku putanje pregledavanog objekta za izvođenje mikroskopske detekcije, odnosno učinkovito koristi fenomen interferencije svjetlosti za promjenu fazne razlike koju ljudsko oko ne može razlikovati u prepoznatljivu razliku amplitude, čak i ako je bezbojan i proziran. Materija također može postati jasno vidljiva. To uvelike olakšava promatranje živih stanica, pa se fazno kontrastna mikroskopija široko koristi za invertne mikroskope.
Mikroskop s faznim kontrastom razlikuje se od mikroskopa sa svijetlim poljem po opremi i ima neke posebne zahtjeve:
a. Instalira se ispod kondenzatora i kombinira s kondenzatorom - kondenzator faznog kontrasta. Sastoji se od prstenastih dijafragmi različitih veličina postavljenih na disk, s natpisima 10X, 20X, 40X, 100X itd. na vanjskoj strani, koje se koriste u kombinaciji s lećama objektiva s odgovarajućim višekratnicima.
b. Fazna ploča: postavljena na stražnju žarišnu ravninu leće objektiva, podijeljena je na dva dijela, jedan je dio kroz koji prolazi izravna svjetlost, a to je proziran prsten koji se naziva konjugirana ravnina; drugi je dio kroz koji difraktirana svjetlost "kompenzira" . Objektivi s faznim pločama nazivaju se "fazno kontrastni objektivi", a na kućištu je često ispisana riječ "Ph".
Fazno kontrastna mikroskopija je relativno složena mikroskopska metoda. Kako bi se postigao dobar učinak promatranja, uklanjanje pogrešaka mikroskopa je vrlo važno. Osim toga, treba obratiti pozornost na sljedeće aspekte:
Vrsta. Izvor svjetla treba biti jak i sve dijafragme otvora trebaju biti otvorene;
b. Koristite filtre u boji kako biste svjetlosne valove učinili gotovo monokromatskim.
6. Diferencijalna interferencijska kontrastna mikroskopija (Diffe Rent Interference Contrast DIC)
Diferencijalna interferencijska kontrastna mikroskopija pojavila se 1960-ih. Ne samo da može promatrati bezbojne i prozirne objekte, već i prikazati snažne stereoskopske slike, a ima i neke prednosti koje fazno kontrastna mikroskopija ne može postići. , učinak promatranja je realniji.
(1) Načela
Diferencijalna interferencijska kontrastna mikroskopija koristi posebne Wollastonove prizme za razbijanje snopa. Smjerovi vibracija rascijepljenih greda su okomiti jedan na drugi, a intenzitet je jednak. Dvije točke snopa koji prolazi kroz predmet koji se ispituje vrlo su blizu jedna drugoj, a faze se malo razlikuju. Budući da je udaljenost razdvajanja između dviju zraka svjetlosti izuzetno mala, nema pojave duhova, zbog čega slika izgleda trodimenzionalno.
(2) Posebni dijelovi potrebni za diferencijalni interferencijski kontrastni mikroskop:
a. Polarizator
b. analizator
C. 2 Wollastonove prizme
(3) Mjere opreza u diferencijalnoj interferencijskoj kontrastnoj mikroskopiji
Vrsta. Zbog visoke osjetljivosti diferencijalnih smetnji, na površini ploče ne smije biti prljavštine i prašine.
b. Tvari s dvolomnošću ne mogu postići učinak diferencijalne interferencije kontrastne mikroskopije.
C. Plastične petrijeve zdjelice ne mogu se koristiti prilikom primjene diferencijalne interferencije na invertirani mikroskop.
7. Obrnuti mikroskop (Invertedmicroscope)
Invertirani mikroskop prikladan je za mikroskopsko promatranje kulture tkiva, in vitro stanične kulture, planktona, zaštitu okoliša, inspekciju hrane itd. u biomedicinskom području.
Zbog ograničenja gore navedenih karakteristika uzorka, stavljanje predmeta koji se pregledava u petrijevu zdjelicu (ili bočicu s kulturom) zahtijeva veliku radnu udaljenost invertnog mikroskopskog objektiva i kondenzatora, a pregledani predmet u petrijevoj zdjelici može biti izravno pregledan. Mikroskopsko promatranje i istraživanje. Stoga su položaji objektiva, sabirne leće i izvora svjetlosti obrnuti, pa se naziva "obrnuti mikroskop".
Zbog ograničenja radne udaljenosti, objektivi invertnog mikroskopa imaju maksimalno povećanje od 60X. Općenito, invertni mikroskopi za istraživanje opremljeni su objektivima s faznim kontrastom 4X, 10X, 20X i 40X, jer se invertni mikroskopi uglavnom koriste za bezbojno i prozirno promatranje in vivo. Ako korisnik ima posebne potrebe, može se odabrati i drugi pribor za dovršetak promatranja diferencijalne interferencije, fluorescencije i jednostavnog polariziranog svjetla.
Invertirani mikroskopi naširoko se koriste u patch clamp, transgenic ICSI i drugim područjima.
8. Digitalni mikroskop
Digitalni mikroskop je mikroskop koji koristi kameru (tj. objektiv televizijske kamere ili nabojno spregnuti uređaj) kao prijemni element. Kamera je instalirana na površini stvarne slike mikroskopa kako bi zamijenila ljudsko oko kao prijemnik. Optoelektronički uređaj pretvara optičku sliku u sliku električnog signala, a zatim provodi detekciju veličine i brojanje čestica. Ova vrsta mikroskopa može se koristiti u kombinaciji s računalom kako bi se olakšala automatizacija detekcije i obrade informacija, a uglavnom se koristi u prilikama koje zahtijevaju mnogo zamornog rada na detekciji.
2. Korištenje različitih optičkih mikroskopa
Fluorescentna mikroskopija koristi fluorescenciju koju emitira uzorak za promatranje objekata;
Stereo mikroskopi se mogu koristiti za promatranje trodimenzionalnih slika objekata;
Projekcijski mikroskop može projicirati sliku objekta na projekcijsko platno za više osoba koje mogu promatrati u isto vrijeme;
Invertirani mikroskopi za kulturu stanica, kulturu tkiva i istraživanje mikroba;
Mikroskop s faznim kontrastom koristi se za promatranje bezbojnih i prozirnih uzoraka;
Na primjer, mikroskopija tamnog polja koristi se za promatranje bakterija i spiroheta. hrabar.
