Uvod u klasifikaciju i upotrebu različitih optičkih mikroskopa
Postoje mnoge metode klasifikacije optičkih mikroskopa: prema broju okulara koji se koriste, mogu se podijeliti na binokularne i monokularne mikroskope; prema tome da li slika ima stereo efekt, može se podijeliti na stereo mikroskope i nestereo mikroskope; prema objektu posmatranja, može se podijeliti na biološke mikroskope i zlatne mikroskope. mikroskop. Fazni mikroskop itd.; prema optičkom principu, može se podijeliti na polarizirani svjetlosni mikroskop, fazno kontrastni mikroskop i diferencijalni interferentni mikroskop, itd.; prema vrsti izvora svjetlosti, može se podijeliti na običnu svjetlost, fluorescenciju, ultraljubičasto svjetlo, infracrveno svjetlo i laserski mikroskop, itd.; prema vrsti prijemnika, može se podijeliti na mikroskop za vid, digitalni (kamera) mikroskop, itd. Obično korišteni mikroskopi uključuju binokularni stereo mikroskop, metalografski mikroskop, mikroskop polariziranog svjetla, fluorescentni mikroskop itd.
1. Binokularni stereo mikroskop
Binokularni stereo mikroskop, poznat i kao "čvrsti mikroskop" ili "ogledalo za seciranje", vizuelni je instrument sa pozitivnim stereoskopskim smislom. Široko se koristi u kirurgiji rezova i mikrohirurgiji u biomedicinskom polju; u industriji se koristi za posmatranje, sklapanje i inspekciju sitnih delova i integrisanih kola. Ima sljedeće karakteristike:
(1) Koristeći dvokanalnu optičku putanju, lijevi i desni snop u binokularne cijevi nisu paralelni, već imaju određeni ugao - ugao gledanja zapremine (obično 12 stepeni -15 stepeni), tj. lijeva i desna greda. Oba oka daju trodimenzionalnu sliku. U suštini se radi o dva jednocevna mikroskopa postavljena jedan pored drugog. Ugao gledanja koji formiraju optičke ose dve cevi sočiva je ekvivalentan uglu gledanja koji se formira kada osoba posmatra objekat sa oba oka, formirajući tako trodimenzionalnu vizuelnu sliku u trodimenzionalnom prostoru.
(2) Slika je ravna, laka za rukovanje i seciranje, jer prizma ispod okulara čini sliku naopako.
(3) Iako uvećanje nije tako dobro kao kod tradicionalnog mikroskopa, ima veliku radnu udaljenost.
(4) Fokusna dubina je velika, što je pogodno za posmatranje čitavog sloja pregledanog objekta.
(5) Prečnik vidnog polja je veliki.
Optička struktura trenutnog stereoskopa je: kroz obično sočivo glavnog objektiva, dva snopa svjetlosti nakon snimanja objekta razdvojena su sa dva seta srednjih objektiva-zum sočiva kako bi se formirao ukupni ugao gledanja, a zatim se snimaju kroz odgovarajuće okulare. , promjenom srednjeg razmaka između zrcalnih grupa da se dobije promjena njegovog uvećanja, pa se naziva i "Zum-stereomikroskop". U skladu sa zahtjevima aplikacije, trenutni stereoskop može biti opremljen mnoštvom opcionih dodataka, kao što su fluorescencija, fotografija, videoografija, izvor hladnog svjetla itd.
2. Metalografski mikroskop
Metalografski mikroskop je mikroskop koji se posebno koristi za posmatranje metalografske strukture neprozirnih objekata kao što su metali i minerali. Ovi neprozirni objekti se ne mogu promatrati običnim mikroskopima koji se prenose svjetlosti, pa je glavna razlika između metalografije i običnih mikroskopa u tome što prvi koristi reflektiranu svjetlost, dok drugi koristi propušteno svjetlo za osvjetljavanje. U metalografskom mikroskopu, svjetlosni snop se emituje iz smjera sočiva objektiva na površinu promatranog objekta, reflektira se od površine objekta, a zatim se vraća u sočivo objektiva radi snimanja. Ova metoda reflektivnog osvjetljenja također se široko koristi u inspekciji silikonskih pločica integriranog kola.
3. Polarizacijski mikroskop
Polarizacijski mikroskopi su mikroskopi koji se koriste za proučavanje takozvanih prozirnih i neprozirnih anizotropnih materijala. Sve supstance sa dvostrukim prelamanjem mogu se jasno razlikovati pod polarizacionim mikroskopom. Naravno, ove supstance se mogu uočiti i bojenjem, ali neke nisu moguće i moraju se koristiti polarizacioni mikroskopi.
(1) Karakteristike polarizacionih mikroskopa
Metoda pretvaranja obične svjetlosti u polariziranu svjetlost za mikroskopiju kako bi se utvrdilo da li je supstanca jednolomna (u svim smjerovima) ili dvolomna (anizotropna). Dvolomnost je osnovno svojstvo kristala. Zbog toga se polarizirani svjetlosni mikroskopi široko koriste u mineralima, hemiji i drugim poljima, a također imaju primjenu u biologiji, botanici i drugim poljima.
(2) Osnovni princip polariziranog svjetlosnog mikroskopa
Princip polarizovane svetlosne mikroskopije je komplikovaniji, pa ga ovde neću previše predstavljati. Polarizacijski mikroskop mora imati sljedeće dodatke: polarizator, analizator, kompenzator ili faznu ploču, specijalno sočivo objektiva bez naprezanja, rotirajući stepen.
(3) Metoda polarizirajućeg mikroskopa
Nekako. Ortoskop: Također poznat kao mikroskop bez izobličenja, karakterizira ga korištenje objektiva sa malim povećanjem umjesto Bertrandovog sočiva za proučavanje subjekta. Direktna studija sa polarizovanim svetlom. Istovremeno, kako bi se otvor za osvjetljenje smanjio, gornje sočivo kondenzatora se rastavlja. Mikroskop normalne faze koristi se za ispitivanje dvostrukog prelamanja objekta.
b. Konoskop: Poznat i kao interferentni mikroskop, proučava obrasce interferencije koji nastaju kada interferira polarizirana svjetlost. Ova metoda se koristi za promatranje uniaksijalnosti ili biaksijalnosti objekta. U ovoj metodi, za osvjetljenje se koristi jako konvergentni polarizirani snop svjetlosti.
(4) Zahtjevi za polarizacijske mikroskope
Nekako. Izvor svjetlosti: Najbolje je koristiti monohromatsko svjetlo, jer brzina svjetlosti, indeks prelamanja i fenomeni interferencije variraju s valnim dužinama. Opšti mikroskopi mogu koristiti obično svjetlo.
b. Okulari: Okulari sa ukrštenim nišama.
C. Kondenzator: Da bi se dobila paralelno polarizovano svetlo, trebalo bi da se koristi kondenzator koji se okreće prema van koji može da izbaci gornje sočivo.
d. Bertrand leća: pomoćni element na optičkoj putanji kondenzatora, koji je pomoćno sočivo koje pojačava primarnu fazu uzrokovanu objektom u sekundarnu fazu. Garantuje posmatranje sa okularom planarnog interferentnog uzorka formiranog u zadnjoj fokalnoj ravni objektiva.
(5) Zahtjevi za polarizacijske mikroskope
Nekako. Centar pozornice je koaksijalan sa optičkom osom.
b. Polarizator i analizator trebaju biti u kvadraturnim pozicijama.
C. Pucanje ne bi trebalo da bude previše tanko.
4. Fluorescentna mikroskopija
Fluorescentna mikroskopija koristi svjetlo kratke talasne dužine da ozrači objekt obojen fluoresceinom kako bi pobudio i stvorio dugovalnu fluorescenciju, a zatim promatrao. Fluorescentna mikroskopija se široko koristi u biologiji, medicini i drugim poljima.
(1) Fluorescencijski mikroskopi se općenito dijele na dva tipa: transmisioni tip i tip epi-osvjetljenja.
Nekako. Vrsta transmisije: Ekscitacijsko svjetlo se emituje sa donje površine pregledanog objekta, a kondenzator je kondenzator tamnog polja, tako da pobudna svjetlost ne ulazi u sočivo objektiva, a fluorescencija ulazi u sočivo objektiva. Svetao je pri malom uvećanju i taman pri velikom. Operacije uranjanja u ulje i neutralizacije su teške, posebno je teško odrediti raspon osvjetljenja malog povećanja, ali se može dobiti vrlo tamna pozadina. Transmisivni tip se ne koristi za neprozirne objekte za pregled.
Tip transmisije je trenutno skoro eliminisan. Većina novih fluorescentnih mikroskopa je epitaksijalna. Izvor svjetlosti dolazi iznad ispitnog objekta, a na optičkoj putanji se nalazi razdjelnik zraka, koji je pogodan za prozirne i neprozirne objekte za ispitivanje. Budući da objektiv objektiva djeluje kao kondenzator, njime se ne samo lako rukovati, već se može postići i ujednačeno osvjetljenje cijelog vidnog polja od malog do velikog povećanja.
(2) Mjere opreza za fluorescentnu mikroskopiju
Nekako. Dugotrajno izlaganje ekscitacijskoj svjetlosti će uzrokovati opadanje fluorescencije i gašenje, tako da vrijeme posmatranja treba skratiti što je više moguće. .
b. Za pregled ulja koristite "nefluorescentno ulje".
C. Fluorescencija je skoro uvijek slaba i treba je izvoditi u tamnijoj prostoriji.
d. Najbolje je ugraditi stabilizator napona u napajanje, inače nestabilnost napona neće samo smanjiti vijek trajanja živine lampe, već će utjecati i na učinak mikroskopa.
Trenutno se mnoga nova biološka istraživanja primjenjuju na tehnike fluorescentne mikroskopije, kao što je hibridizacija gena in situ (FISH).
5. Fazni kontrastni mikroskop
U razvoju optičkog mikroskopa, uspješan izum faznog kontrastnog mikroskopa je važno dostignuće moderne mikroskopske tehnologije. Znamo da ljudsko oko može razlikovati samo talasnu dužinu (boju) i amplitudu (sjajnost) svetlosnih talasa. Za bezbojne i prozirne biološke uzorke, kada svjetlost prođe, valna dužina i amplituda se ne mijenjaju mnogo, pa je uzorak teško promatrati u svijetlom polju. .
Mikroskop s faznim kontrastom koristi razliku optičke putanje pregledanog objekta za mikroskopsku detekciju, odnosno da efikasno koristi fenomen interferencije svjetlosti da promijeni faznu razliku koju ljudsko oko ne može razlikovati u razliku amplitude, čak i ako je bezbojan i providan. Materija takođe može postati jasno vidljiva. Ovo uvelike olakšava posmatranje živih ćelija, pa se fazno kontrastna mikroskopija naširoko koristi za invertne mikroskope.
Mikroskop faznog kontrasta razlikuje se od svijetlog polja u opremi i ima neke posebne zahtjeve:
a. Instaliran ispod kondenzatora i u kombinaciji sa kondenzatorom - kondenzator faznog kontrasta. Sastoji se od prstenastih dijafragmi različitih veličina postavljenih na disk, sa natpisom 10X, 20X, 40X, 100X itd. na vanjskoj strani, koje se koriste u kombinaciji sa objektivima sa odgovarajućim višekratnicima.
b.Fazna ploča: Postavljena na zadnjoj fokalnoj ravni objektiva, podijeljena je na dva dijela, jedan je dio kroz koji prolazi direktna svjetlost, a to je prozirni prsten koji se naziva konjugirana ravan; drugi je dio kroz koji difraktirana svjetlost "kompenzira" . Objektivi sa faznim pločama nazivaju se "faznim kontrastnim objektivima", a na kućištu se često ispisuje riječ "Ph".
Mikroskopija faznog kontrasta je relativno složena mikroskopska metoda. Da bi se postigao dobar efekat posmatranja, otklanjanje grešaka na mikroskopu je veoma važno. Osim toga, treba napomenuti i sljedeće aspekte:
Nekako. Izvor svjetlosti treba da bude jak i sve otvore dijafragme treba da budu otvorene;
b. Koristite filtere u boji kako biste svjetlosne valove učinili gotovo monokromatskim.
6. Diferencijalna interferentna kontrastna mikroskopija (Diffe Rent Interference Contrast DIC)
Diferencijalna interferentna kontrastna mikroskopija pojavila se 1960-ih. Ne samo da može promatrati bezbojne i prozirne objekte, već i predstavljati snažne stereoskopske slike i ima neke prednosti koje mikroskopija faznog kontrasta ne može postići. , efekat posmatranja je realniji.
(1) Principi
Diferencijalna interferentna kontrastna mikroskopija koristi posebne Wollastonove prizme za razbijanje zraka. Smjerovi vibracija podijeljenih greda su okomiti jedni na druge, a intenzitet je jednak. Dve tačke snopa koji prolazi kroz objekat koji se pregleda su veoma blizu jedna drugoj, a faze se malo razlikuju. Budući da je razmak između dva snopa svjetlosti izuzetno mali, nema pojave duhova, zbog čega slika izgleda trodimenzionalno.
(2) Posebni dijelovi potrebni za diferencijalni interferentni kontrastni mikroskop:
a. Polarizator
b. Analyzer
C. 2 Wollastonove prizme
(3) Mjere opreza kod diferencijalne interferentne kontrastne mikroskopije
Nekako. Zbog visoke osjetljivosti diferencijalnih smetnji, na površini ploče ne bi trebalo biti prljavštine i prašine.
b. Supstance sa dvolomom ne mogu postići efekat diferencijalne interferentne kontrastne mikroskopije.
C. Plastične petrijeve zdjelice se ne mogu koristiti kada se primjenjuju diferencijalne interferencije na invertirani mikroskop.
7. Obrnuti mikroskop (Invertedmicroscope)
Obrnuti mikroskop je pogodan za mikroskopsko posmatranje kulture tkiva, in vitro kulture ćelija, planktona, zaštite životne sredine, inspekcije hrane, itd. u oblasti biomedicine.
Zbog ograničenja gore navedenih karakteristika uzorka, stavljanje predmeta koji se ispituje u petrijevu zdjelu (ili bocu za kulturu) zahtijeva veliku radnu udaljenost objektiva invertnog mikroskopa i kondenzatora, a pregledani predmet u petrijevoj posudi može biti direktno pregledan. Mikroskopsko posmatranje i istraživanje. Stoga su položaji objektiva, kondenzatora i izvora svjetlosti obrnuti, pa se naziva "obrnuti mikroskop".
Zbog ograničenja radne udaljenosti, objektivi invertnog mikroskopa imaju maksimalno povećanje od 60X. Općenito, invertirani mikroskopi za istraživanje su opremljeni objektivima s faznim kontrastom 4X, 10X, 20X i 40X, jer se obrnuti mikroskopi uglavnom koriste za bezbojno i transparentno posmatranje in vivo. Ako korisnik ima posebne potrebe, može se odabrati i drugi pribor kako bi se upotpunilo opažanje diferencijalne interferencije, fluorescencije i jednostavne polarizirane svjetlosti.
Invertirani mikroskopi se široko koriste u patch clamp, transgenom ICSI i drugim poljima.
8. Digitalni mikroskop
Digitalni mikroskop je mikroskop koji koristi kameru (tj. objektiv televizijske kamere ili uređaj sa nabojom) kao prijemni element. Kamera je instalirana na površini stvarne slike mikroskopa kako bi zamijenila ljudsko oko kao prijemnik. Optoelektronski uređaj pretvara optičku sliku u sliku električnog signala, a zatim vrši detekciju veličine i brojanje čestica. Ovaj tip mikroskopa se može koristiti u kombinaciji s kompjuterom kako bi se olakšala automatizacija detekcije i obrade informacija, a uglavnom se koristi u prilikama koje zahtijevaju dosta zamornog rada na detekciji.
2. Upotreba različitih optičkih mikroskopa
Fluorescentna mikroskopija koristi fluorescenciju koju emituje uzorak za posmatranje objekata;
Stereo mikroskopi se mogu koristiti za posmatranje trodimenzionalnih slika objekata;
Projekcioni mikroskop može projicirati sliku objekta na projekcijsko platno kako bi ga više ljudi moglo promatrati u isto vrijeme;
Obrnuti mikroskopi za staničnu kulturu, kulturu tkiva i mikrobiološka istraživanja;
Fazni kontrastni mikroskop se koristi za posmatranje bezbojnih i prozirnih uzoraka;
Na primjer, mikroskopija tamnog polja koristi se za promatranje bakterija i spiroheta. sportski.
