Ievads dažādu optisko mikroskopu klasifikācijā un lietošanā
Ir daudz optisko mikroskopu klasifikācijas metožu: pēc izmantoto okulāru skaita to var iedalīt binokulārajos un monokulārajos mikroskopos; pēc tā, vai attēlam ir stereo efekts, to var iedalīt stereomikroskopos un nestereo mikroskopos; pēc novērošanas objekta to var iedalīt bioloģiskajos mikroskopos un zelta mikroskopos. mikroskopu. Fāzes mikroskops utt.; pēc optiskā principa to var iedalīt polarizētās gaismas mikroskopā, fāzes kontrasta mikroskopā un diferenciālo traucējumu mikroskopā utt.; atkarībā no gaismas avota veida to var iedalīt parastajā gaismā, fluorescencē, ultravioletajā gaismā, infrasarkanajā gaismā un lāzera mikroskopā utt.; pēc uztvērēja veida to var iedalīt Vision, digitālajā (kameras) mikroskopā u.c.. Parasti izmantotie mikroskopi ietver binokulāro stereomikroskopu, metalogrāfisko mikroskopu, polarizētās gaismas mikroskopu, fluorescences mikroskopu utt.
1. Binokulārais stereomikroskops
Binokulārais stereomikroskops, pazīstams arī kā "cietais mikroskops" vai "preparēšanas spogulis", ir vizuāls instruments ar pozitīvu stereoskopisku sajūtu. To plaši izmanto griezumu ķirurģijā un mikroķirurģijā biomedicīnas jomā; rūpniecībā to izmanto sīku detaļu un integrālo shēmu novērošanai, montāžai un pārbaudei. Tam ir šādas īpašības:
(1) Izmantojot divkanālu optisko ceļu, kreisais un labais stars binokulārajā caurulē nav paralēls, bet tiem ir noteikts leņķis - skaļuma skata leņķis (parasti 12 grādi -15 grādi), tas ir, kreisās un labās sijas. Abas acis nodrošina trīsdimensiju attēlu. Būtībā tie ir divi vienas caurules mikroskopi, kas novietoti blakus. Skata leņķis, ko veido abu lēcu cilindru optiskās ass, ir līdzvērtīgs skata leņķim, kas veidojas, cilvēkam novērojot objektu ar abām acīm, tādējādi veidojot trīsdimensiju vizuālo attēlu trīsdimensiju telpā.
(2) Attēls ir taisns, viegli darbināms un sadalāms, jo prizma zem okulāra padara attēlu otrādi.
(3) Lai gan palielinājums nav tik labs kā tradicionālajam mikroskopam, tam ir liels darbības attālums.
(4) Fokusa dziļums ir liels, kas ir ērti, lai novērotu visu pārbaudāmā objekta slāni.
(5) Redzes lauka diametrs ir liels.
Pašreizējā stereoskopa optiskā struktūra ir šāda: izmantojot parastu galveno objektīvu, divi gaismas stari pēc objekta attēlveidošanas tiek atdalīti ar diviem starpposma objektīvu lēcām — tālummaiņas lēcām, lai izveidotu kopējo skata leņķi, un pēc tam tiek attēlots caur attiecīgajiem okulāriem. , mainot starpposmu Attālums starp spoguļu grupām, lai iegūtu tā palielinājuma izmaiņas, tāpēc to sauc arī par "Zoom-stereomikroskopu". Saskaņā ar lietojuma prasībām pašreizējo stereoskopu var aprīkot ar daudziem papildu piederumiem, piemēram, fluorescenci, fotografēšanu, videogrāfiju, aukstās gaismas avotu utt.
2. Metalogrāfiskais mikroskops
Metalogrāfiskais mikroskops ir mikroskops, ko īpaši izmanto, lai novērotu necaurspīdīgu objektu, piemēram, metālu un minerālu, metalogrāfisko struktūru. Šos necaurspīdīgos objektus nevar novērot ar parastajiem caurlaidīgās gaismas mikroskopiem, tāpēc galvenā atšķirība starp metalogrāfiju un parastajiem mikroskopiem ir tāda, ka pirmais izmanto atstaroto gaismu, bet otrs izmanto caurlaidīgo gaismu. Metalogrāfiskajā mikroskopā apgaismojuma stars tiek izstarots no objektīva lēcas virziena uz novērotā objekta virsmu, atspoguļots objekta virsmā un pēc tam atgriezts objektīva lēcā attēlveidošanai. Šī atstarojošā apgaismojuma metode tiek plaši izmantota arī integrālās shēmas silīcija plātņu pārbaudē.
3. Polarizējošais mikroskops
Polarizējošie mikroskopi ir mikroskopi, ko izmanto, lai pētītu tā sauktos caurspīdīgos un necaurspīdīgos anizotropos materiālus. Visas vielas ar divkāršu lūzumu var skaidri atšķirt zem polarizējošā mikroskopa. Protams, šīs vielas var novērot arī krāsojot, bet dažas nav iespējamas un jāizmanto polarizējošie mikroskopi.
(1) Polarizējošo mikroskopu īpašības
Metode parastās gaismas pārvēršanai polarizētā gaismā mikroskopijai, lai noteiktu, vai viela ir monorefrengenta (visos virzienos) vai divkāršā (anizotropa). Divkāršā laušana ir kristālu pamatīpašība. Tāpēc polarizētās gaismas mikroskopus plaši izmanto minerālu, ķīmijas un citās jomās, un tos var izmantot arī bioloģijā, botānikā un citās jomās.
(2) Polarizētās gaismas mikroskopa pamatprincips
Polarizētās gaismas mikroskopijas princips ir sarežģītāks, tāpēc šeit pārāk neieviesīšu. Polarizējošajam mikroskopam jābūt ar šādiem piederumiem: polarizators, analizators, kompensators vai fāzes plāksne, īpaša bezsprieguma objektīva lēca, rotējoša stadija.
(3) Polarizējošā mikroskopa metode
Sava veida. Ortoskops: pazīstams arī kā mikroskops bez kropļojumiem, un tam ir raksturīga zema palielinājuma objektīva izmantošana Bertrāna objektīva vietā, lai pētītu objektu. Tieša izpēte ar polarizētu gaismu. Tajā pašā laikā, lai samazinātu apgaismojuma apertūru, kondensatora augšējā lēca tiek nobīdīta atsevišķi. Parastās fāzes mikroskops tiek izmantots, lai pārbaudītu objekta divreizējo lūzumu.
b. Konoskops: pazīstams arī kā traucējumu mikroskops, tas pēta traucējumu modeļus, kas rodas, polarizētajai gaismai traucējot. Šo metodi izmanto, lai novērotu objekta vienpusību vai biaksialitāti. Šajā metodē apgaismošanai tiek izmantots stipri saplūstošs polarizēts gaismas stars.
(4) Prasības polarizējošajiem mikroskopiem
Sava veida. Gaismas avots: Vislabāk ir izmantot monohromatisku gaismu, jo gaismas ātrums, laušanas koeficients un traucējumu parādības atšķiras atkarībā no viļņu garuma. Vispārējos mikroskopos var izmantot parasto gaismu.
b. Okulāri: okulāri ar krustpunktu.
C. Kondensators: lai iegūtu paralēlu polarizētu gaismu, jāizmanto izbīdāms kondensators, kas var izspiest augšējo objektīvu.
d. Bertrāna lēca: palīgelements kondensatora optiskajā ceļā, kas ir papildu lēca, kas pastiprina objekta izraisīto primāro fāzi sekundārajā fāzē. Ar okulāru tas garantē plakanu traucējumu modeli, kas veidojas objektīva aizmugurējā fokusa plaknē.
(5) Prasības polarizējošajiem mikroskopiem
Sava veida. Skatuves centrs ir koaksiāls ar optisko asi.
b. Polarizatoram un analizatoram jāatrodas kvadrātveida pozīcijās.
C. Šaušana nedrīkst būt pārāk plāna.
4. Fluorescences mikroskopija
Fluorescences mikroskopija izmanto īsa viļņa garuma gaismu, lai apstarotu ar fluoresceīnu krāsotu objektu, lai ierosinātu un radītu gara viļņa garuma fluorescenci, un pēc tam novērotu. Fluorescences mikroskopija tiek plaši izmantota bioloģijā, medicīnā un citās jomās.
(1) Fluorescences mikroskopus parasti iedala divos veidos: pārraides veids un epi-apgaismojuma tips.
Sava veida. Raidīšanas veids: ierosmes gaisma tiek izstarota no pārbaudāmā objekta apakšējās virsmas, un kondensators ir tumšā lauka kondensators, lai ierosmes gaisma neietilpst objektīva objektīvā un fluorescence nonāk objektīva lēcā. Tas ir gaišs zemā palielinājumā un tumšs ar lielu palielinājumu. Eļļas iegremdēšanas un neitralizācijas darbības ir sarežģītas, jo īpaši zemā palielinājuma apgaismojuma diapazonu ir grūti noteikt, taču var iegūt ļoti tumšus fonus. Transmisīvo tipu neizmanto necaurspīdīgiem pārbaudes objektiem.
Transmisijas veids pašlaik ir gandrīz likvidēts. Lielākā daļa jauno fluorescences mikroskopu ir epitaksiāli. Gaismas avots nāk no augšpus testa objekta, un optiskajā ceļā ir staru sadalītājs, kas piemērots caurspīdīgiem un necaurspīdīgiem testa objektiem. Tā kā objektīvs darbojas kā kondensators, tas ir ne tikai viegli lietojams, bet arī var nodrošināt vienmērīgu visa redzes lauka apgaismojumu no maza palielinājuma līdz lielam palielinājumam.
(2) Piesardzības pasākumi fluorescences mikroskopijai
Sava veida. Ilgstoša ierosmes gaismas iedarbība izraisīs fluorescences samazināšanos un dzēšanu, tāpēc novērošanas laiks ir pēc iespējas jāsaīsina. .
b. Eļļas apskatei izmantojiet "nefluorescējošu eļļu".
C. Fluorescence gandrīz vienmēr ir vāja, un tā jāveic tumšākā telpā.
d. Vislabāk ir uzstādīt barošanas blokā sprieguma stabilizatoru, pretējā gadījumā sprieguma nestabilitāte ne tikai samazinās dzīvsudraba lampas kalpošanas laiku, bet arī ietekmēs mikroskopa darbību.
Pašlaik daudzas jaunas bioloģiskās pētniecības jomas tiek izmantotas fluorescences mikroskopijas metodēm, piemēram, gēnu in situ hibridizācijai (FISH).
5. Fāzes kontrasta mikroskops
Optiskā mikroskopa izstrādē veiksmīgais fāzu kontrasta mikroskopa izgudrojums ir nozīmīgs mūsdienu mikroskopa tehnoloģiju sasniegums. Mēs zinām, ka cilvēka acs spēj atšķirt tikai gaismas viļņu viļņa garumu (krāsu) un amplitūdu (spilgtumu). Bezkrāsainiem un caurspīdīgiem bioloģiskiem paraugiem, gaismai ejot cauri, viļņa garums un amplitūda īpaši nemainās, tāpēc paraugu ir grūti novērot spilgtā laukā. .
Fāzes kontrasta mikroskops ir paredzēts, lai izmantotu pārbaudītā objekta optiskā ceļa starpību, lai veiktu mikroskopisku noteikšanu, tas ir, lai efektīvi izmantotu gaismas traucējumu fenomenu, lai mainītu fāzes atšķirību, ko cilvēka acs nevar atšķirt, par atšķiramu amplitūdas starpību, pat ja tas ir bezkrāsains un caurspīdīgs. Matērija var kļūt arī skaidri redzama. Tas ievērojami atvieglo dzīvo šūnu novērošanu, tāpēc fāzes kontrasta mikroskopija tiek plaši izmantota apgrieztajiem mikroskopiem.
Fāzes kontrasta mikroskops atšķiras no aprīkojuma gaišā lauka, un tam ir dažas īpašas prasības:
a. Uzstādīts zem kondensatora un apvienots ar kondensatoru - fāzes kontrasta kondensators. Tas sastāv no dažāda izmēra gredzenveida diafragmām, kas uzmontētas uz diska, ar uzrakstu 10X, 20X, 40X, 100X utt., kas tiek lietotas kopā ar objektīviem ar atbilstošiem reizinātājiem.
b.Fāzes plāksne: uzstādīta objektīva objektīva aizmugurējā fokusa plaknē, tā ir sadalīta divās daļās, viena ir daļa, caur kuru iet tiešā gaisma, kas ir caurspīdīgs gredzens, ko sauc par konjugēto plakni; otra ir daļa, caur kuru izkliedētā gaisma "kompensē" . Objektīvus ar fāzes plāksnēm sauc par "fāzes kontrasta objektīviem", un uz korpusa bieži tiek uzrakstīts vārds "Ph".
Fāzes kontrasta mikroskopija ir salīdzinoši sarežģīta mikroskopijas metode. Lai iegūtu labu novērošanas efektu, ļoti svarīga ir mikroskopa atkļūdošana. Turklāt jāņem vērā arī šādi aspekti:
Sava veida. Gaismas avotam jābūt spēcīgam un visām diafragmas diafragmām jābūt atvērtām;
b. Izmantojiet krāsu filtrus, lai padarītu gaismas viļņus gandrīz vienkrāsainus.
6. Differential Interference Contrast Microscopy (Diffe Rent Interference Contrast DIC)
Diferenciālo traucējumu kontrasta mikroskopija parādījās 1960. gados. Tas var ne tikai novērot bezkrāsainus un caurspīdīgus objektus, bet arī parādīt spēcīgus stereoskopiskus attēlus, un tam ir dažas priekšrocības, kuras nevar sasniegt ar fāzes kontrasta mikroskopiju. , novērošanas efekts ir reālāks.
(1) Principi
Diferenciālā interferences kontrasta mikroskopija izmanto īpašas Wollaston prizmas, lai sadalītu staru. Sadalīto staru vibrācijas virzieni ir perpendikulāri viens otram un intensitāte ir vienāda. Abi staru kūļa punkti, kas iet caur pārbaudāmo objektu, atrodas ļoti tuvu viens otram, un fāzes ir nedaudz atšķirīgas. Tā kā atstatuma attālums starp diviem gaismas stariem ir ārkārtīgi mazs, nepastāv dubļu parādība, kas attēlam liek izskatīties trīsdimensiju.
(2) Īpašas detaļas, kas nepieciešamas diferenciālo traucējumu kontrasta mikroskopam:
a. Polarizators
b. Analizators
C. 2 Volastona prizmas
(3) Piesardzības pasākumi diferenciālo traucējumu kontrasta mikroskopijā
Sava veida. Diferenciālo traucējumu augstās jutības dēļ uz plāksnes virsmas nedrīkst būt netīrumi un putekļi.
b. Vielas ar divkāršu laušanu nevar sasniegt diferenciālās interferences kontrasta mikroskopijas efektu.
C. Plastmasas Petri trauciņus nevar izmantot, ja apgrieztam mikroskopam piemēro diferencētus traucējumus.
7. Apgrieztais mikroskops (Invertedmicroscope)
Apgrieztais mikroskops ir piemērots audu kultūras mikroskopiskai novērošanai, in vitro šūnu kultūrai, planktonam, vides aizsardzībai, pārtikas pārbaudei u.c. biomedicīnas jomā.
Iepriekš minēto parauga īpašību ierobežojumu dēļ pārbaudāmā objekta ievietošanai Petri trauciņā (vai kultūras pudelē) ir nepieciešams liels apgrieztā mikroskopa objektīva un kondensatora darbības attālums, un pārbaudāmais objekts Petri trauciņā var jāpārbauda tieši. Mikroskopiskā novērošana un izpēte. Tāpēc objektīva lēcas, kondensatora lēcas un gaismas avota pozīcijas ir apgrieztas, tāpēc to sauc par "apgriezto mikroskopu".
Darba attāluma ierobežojumu dēļ apgriezto mikroskopa objektīvu maksimālais palielinājums ir 60X. Parasti apgrieztie mikroskopi pētniecībai ir aprīkoti ar 4X, 10X, 20X un 40X fāzes kontrasta objektīviem, jo apgrieztos mikroskopus galvenokārt izmanto bezkrāsainiem un caurspīdīgiem in vivo novērojumiem. Ja lietotājam ir īpašas vajadzības, var izvēlēties arī citus piederumus, lai pabeigtu diferenciālo traucējumu, fluorescences un vienkāršas polarizētas gaismas novērošanu.
Apgrieztie mikroskopi tiek plaši izmantoti plākstera skavās, transgēnās ICSI un citās jomās.
8. Digitālais mikroskops
Digitālais mikroskops ir mikroskops, kurā kā uztveršanas elements tiek izmantota kamera (ti, televīzijas kameras objektīvs vai ar uzlādi savienota ierīce). Uz mikroskopa reālās attēla virsmas ir uzstādīta kamera, lai aizstātu cilvēka aci kā uztvērēju. Optoelektroniskā ierīce pārveido optisko attēlu elektriskā signāla attēlā un pēc tam veic izmēra noteikšanu un daļiņu skaitīšanu. Šāda veida mikroskopus var izmantot kopā ar datoru, lai atvieglotu atklāšanas un informācijas apstrādes automatizāciju, un to galvenokārt izmanto gadījumos, kad nepieciešams daudz nogurdinoša noteikšanas darba.
2. Dažādu optisko mikroskopu izmantošana
Fluorescences mikroskopija objektu novērošanai izmanto parauga izstaroto fluorescenci;
Stereo mikroskopus var izmantot, lai novērotu objektu trīsdimensiju attēlus;
Projekcijas mikroskops var projicēt objekta attēlu uz projekcijas ekrāna, lai vairāki cilvēki varētu to novērot vienlaikus;
Apgrieztie mikroskopi šūnu kultūrai, audu kultūrai un mikrobu izpētei;
Fāzes kontrasta mikroskopu izmanto, lai novērotu bezkrāsainus un caurspīdīgus paraugus;
Piemēram, tumšā lauka mikroskopiju izmanto baktēriju un spirohetu novērošanai. sportisks.
