Pengenalan kepada klasifikasi dan penggunaan pelbagai mikroskop optik
Terdapat banyak kaedah pengelasan mikroskop optik: mengikut bilangan kanta mata yang digunakan, ia boleh dibahagikan kepada mikroskop binokular dan monokular; mengikut sama ada imej mempunyai kesan stereo, ia boleh dibahagikan kepada mikroskop stereo dan mikroskop bukan stereo; mengikut objek pemerhatian, ia boleh dibahagikan kepada mikroskop biologi dan mikroskop emas. mikroskop. Mikroskop fasa, dsb.; mengikut prinsip optik, ia boleh dibahagikan kepada mikroskop cahaya terpolarisasi, mikroskop kontras fasa dan mikroskop gangguan pembezaan, dan lain-lain; mengikut jenis sumber cahaya, ia boleh dibahagikan kepada cahaya biasa, pendarfluor, cahaya ultraviolet, cahaya inframerah dan mikroskop laser, dan lain-lain; mengikut jenis penerima, ia boleh dibahagikan kepada Penglihatan, mikroskop digital (kamera), dll. Mikroskop yang biasa digunakan termasuk mikroskop stereo binokular, mikroskop metalografi, mikroskop cahaya terpolarisasi, mikroskop pendarfluor, dll.
1. Mikroskop Stereo Binokular
Mikroskop stereo binokular, juga dikenali sebagai "mikroskop pepejal" atau "cermin membedah", ialah alat visual dengan deria stereoskopik positif. Ia digunakan secara meluas dalam pembedahan hirisan dan mikrosurgeri dalam bidang bioperubatan; dalam industri, ia digunakan untuk pemerhatian, pemasangan dan pemeriksaan bahagian kecil dan litar bersepadu. Ia mempunyai ciri-ciri berikut:
(1) Menggunakan laluan optik dwi-saluran, rasuk kiri dan kanan dalam tiub binokular tidak selari, tetapi mempunyai sudut tertentu - sudut tontonan volum (biasanya 12 darjah -15 darjah), iaitu, rasuk kiri dan kanan. Kedua-dua mata memberikan imej tiga dimensi. Ia pada asasnya adalah dua mikroskop tiub tunggal yang diletakkan bersebelahan. Sudut tontonan yang dibentuk oleh paksi optik dua tong kanta adalah bersamaan dengan sudut pandangan yang terbentuk apabila seseorang memerhati objek dengan kedua-dua mata, dengan itu membentuk imej visual tiga dimensi dalam ruang tiga dimensi.
(2) Imej lurus, mudah dikendalikan dan dibedah, kerana prisma di bawah kanta mata menjadikan imej terbalik.
(3) Walaupun pembesaran tidak sebaik mikroskop tradisional, ia mempunyai jarak kerja yang panjang.
(4) Kedalaman fokus adalah besar, yang sesuai untuk memerhatikan keseluruhan lapisan objek yang diperiksa.
(5) Diameter medan pandangan adalah besar.
Struktur optik stereoskop semasa ialah: melalui kanta objektif utama biasa, dua pancaran cahaya selepas pengimejan objek dipisahkan oleh dua set kanta objektif perantaraan-zoom kanta untuk membentuk sudut tontonan keseluruhan dan kemudian diimej melalui kanta mata masing-masing. , dengan menukar perantaraan Jarak antara kumpulan cermin untuk mendapatkan perubahan pembesarannya, jadi ia juga dipanggil "Zoom-stereomikroskop". Mengikut keperluan aplikasi, stereoskop semasa boleh dilengkapi dengan banyak aksesori pilihan, seperti pendarfluor, fotografi, videografi, sumber cahaya sejuk, dll.
2. Mikroskop metalografik
Mikroskop metalografik ialah mikroskop yang digunakan khas untuk memerhati struktur metalografi objek legap seperti logam dan mineral. Objek legap ini tidak boleh diperhatikan dengan mikroskop cahaya yang dipancarkan biasa, jadi perbezaan utama antara metalografi dan mikroskop biasa ialah yang pertama menggunakan cahaya yang dipantulkan, manakala yang kedua menggunakan cahaya yang dihantar untuk pencahayaan. Dalam mikroskop metalografi, pancaran pencahayaan dipancarkan dari arah kanta objektif ke permukaan objek yang diperhatikan, dipantulkan oleh permukaan objek, dan kemudian dikembalikan ke kanta objektif untuk pengimejan. Kaedah pencahayaan reflektif ini juga digunakan secara meluas dalam pemeriksaan wafer silikon litar bersepadu.
3. Mikroskop polarisasi
Mikroskop polarisasi ialah mikroskop yang digunakan untuk mengkaji bahan anisotropik yang telus dan legap. Semua bahan dengan birefringence boleh dibezakan dengan jelas di bawah mikroskop polarisasi. Sudah tentu, bahan-bahan ini juga boleh diperhatikan dengan pewarnaan, tetapi ada yang tidak mungkin dan mikroskop polarisasi mesti digunakan.
(1) Ciri-ciri mikroskop polarisasi
Kaedah menukar cahaya biasa kepada cahaya terkutub untuk mikroskop untuk mengenal pasti sama ada bahan adalah monorefringen (dalam semua arah) atau birefringen (anisotropik). Birefringence adalah sifat asas kristal. Oleh itu, mikroskop cahaya terpolarisasi digunakan secara meluas dalam mineral, kimia dan bidang lain, dan juga mempunyai aplikasi dalam biologi, botani dan bidang lain.
(2) Prinsip asas mikroskop cahaya terkutub
Prinsip mikroskop cahaya terpolarisasi adalah lebih rumit, jadi saya tidak akan memperkenalkannya terlalu banyak di sini. Mikroskop polarisasi mesti mempunyai aksesori berikut: polarizer, penganalisis, pemampas atau plat fasa, kanta objektif bebas tekanan khas, peringkat berputar.
(3) Kaedah mikroskop polarisasi
Semacam. Ortoskop: Juga dikenali sebagai mikroskop bebas herotan, ia dicirikan dengan menggunakan kanta objektif pembesaran rendah dan bukannya kanta Bertrand untuk mengkaji subjek. Kajian langsung dengan cahaya terkutub. Pada masa yang sama, untuk menjadikan apertur pencahayaan lebih kecil, kanta atas pemeluwap ditolak. Mikroskop fasa biasa digunakan untuk memeriksa birefringence sesuatu objek.
b. Conoscope: Juga dikenali sebagai mikroskop gangguan, ia mengkaji corak gangguan yang dicipta apabila cahaya terkutub mengganggu. Kaedah ini digunakan untuk memerhatikan uniaksial atau dwipaksi sesuatu objek. Dalam kaedah ini, pancaran cahaya terkutub yang sangat menumpu digunakan untuk pencahayaan.
(4) Keperluan untuk mikroskop polarisasi
Semacam. Sumber cahaya: Sebaik-baiknya menggunakan cahaya monokromatik, kerana kelajuan cahaya, indeks biasan dan fenomena gangguan berbeza mengikut panjang gelombang. Mikroskop am boleh menggunakan cahaya biasa.
b. Eyepieces: Eyepieces dengan silang.
C. Pemeluwap: Untuk mendapatkan cahaya terkutub selari, pemeluwap hayun keluar yang boleh menolak keluar kanta atas harus digunakan.
d. Kanta Bertrand: elemen tambahan dalam laluan optik pemeluwap, yang merupakan kanta tambahan yang menguatkan fasa primer yang disebabkan oleh objek ke dalam fasa sekunder. Ia menjamin pemerhatian dengan kanta mata corak gangguan satah yang terbentuk pada satah fokus belakang objektif.
(5) Keperluan untuk mikroskop polarisasi
Semacam. Bahagian tengah pentas adalah sepaksi dengan paksi optik.
b. Polarizer dan penganalisis harus berada dalam kedudukan kuadratur.
C. Penggambaran tidak boleh terlalu nipis.
4. Mikroskopi Pendarfluor
Mikroskopi pendarfluor menggunakan cahaya panjang gelombang pendek untuk menyinari objek bernoda pendarfluor untuk menguja dan menjana pendarfluor panjang gelombang panjang, dan kemudian memerhati. Mikroskopi pendarfluor digunakan secara meluas dalam biologi, perubatan dan bidang lain.
(1) Mikroskop pendarfluor secara amnya dibahagikan kepada dua jenis: jenis penghantaran dan jenis pencahayaan epi.
Semacam. Jenis penghantaran: Cahaya pengujaan dipancarkan dari permukaan bawah objek yang diperiksa, dan pemeluwap adalah pemeluwap medan gelap, supaya cahaya pengujaan tidak memasuki kanta objektif, dan pendarfluor memasuki kanta objektif. Ia terang pada pembesaran rendah dan gelap pada pembesaran tinggi. Operasi rendaman dan peneutralan minyak adalah sukar, terutamanya julat pencahayaan pembesaran rendah sukar ditentukan, tetapi latar belakang yang sangat gelap boleh diperolehi. Jenis transmissive tidak digunakan untuk objek pemeriksaan legap.
Jenis penghantaran kini hampir dihapuskan. Kebanyakan mikroskop pendarfluor baharu adalah epitaxial. Sumber cahaya datang dari atas objek ujian, dan terdapat pembahagi rasuk di laluan optik, yang sesuai untuk objek ujian telus dan legap. Oleh kerana kanta objektif bertindak sebagai pemeluwap, ia bukan sahaja mudah dikendalikan, tetapi juga boleh mencapai pencahayaan seragam seluruh bidang pandangan daripada pembesaran rendah kepada pembesaran tinggi.
(2) Langkah berjaga-jaga untuk mikroskop pendarfluor
Semacam. Pendedahan jangka panjang kepada cahaya pengujaan akan menyebabkan pereputan pendarfluor dan pelindapkejutan, jadi masa pemerhatian harus dipendekkan sebanyak mungkin. .
b. Untuk melihat minyak, gunakan "minyak bukan pendarfluor".
C. Pendarfluor hampir selalu lemah dan perlu dilakukan di dalam bilik yang lebih gelap.
d. Adalah lebih baik untuk memasang penstabil voltan dalam bekalan kuasa, jika tidak, ketidakstabilan voltan bukan sahaja akan mengurangkan hayat lampu merkuri, tetapi juga menjejaskan kesan mikroskop.
Pada masa ini, banyak bidang penyelidikan biologi yang baru muncul digunakan untuk teknik mikroskop pendarfluor, seperti hibridisasi gen in situ (FISH).
5. Mikroskop kontras fasa
Dalam pembangunan mikroskop optik, kejayaan penemuan mikroskop kontras fasa adalah pencapaian penting teknologi mikroskop moden. Kita tahu bahawa mata manusia hanya boleh membezakan panjang gelombang (warna) dan amplitud (kecerahan) gelombang cahaya. Untuk spesimen biologi yang tidak berwarna dan telus, apabila cahaya melaluinya, panjang gelombang dan amplitud tidak banyak berubah, jadi sukar untuk memerhatikan spesimen dalam medan terang. .
Mikroskop kontras fasa adalah menggunakan perbezaan laluan optik objek yang diperiksa untuk melakukan pengesanan mikroskopik, iaitu, untuk menggunakan fenomena gangguan cahaya secara berkesan untuk menukar perbezaan fasa yang tidak dapat dibezakan oleh mata manusia kepada perbezaan amplitud yang boleh dibezakan, walaupun jika ia tidak berwarna dan lutsinar. Jirim juga boleh menjadi jelas kelihatan. Ini sangat memudahkan pemerhatian sel hidup, jadi mikroskopi kontras fasa digunakan secara meluas untuk mikroskop terbalik.
Mikroskop kontras fasa adalah berbeza daripada medan terang dalam peralatan dan mempunyai beberapa keperluan khas:
a. Dipasang di bawah pemeluwap dan digabungkan dengan pemeluwap - pemeluwap kontras fasa. Ia terdiri daripada diafragma anulus dengan saiz berbeza yang dipasang pada cakera, dengan perkataan 10X, 20X, 40X, 100X, dsb. di luar, yang digunakan bersama dengan kanta objektif dengan gandaan sepadan.
b.Phaseplate: Dipasang pada satah fokus belakang kanta objektif, ia dibahagikan kepada dua bahagian, satu ialah bahagian yang dilalui cahaya langsung, iaitu cincin lut sinar yang dipanggil satah konjugat; yang satu lagi ialah bahagian yang melaluinya cahaya difraksi "mengimbangi" . Objektif dengan plat fasa dipanggil "objektif kontras fasa", dan perkataan "Ph" sering ditulis pada selongsong.
Mikroskopi kontras fasa ialah kaedah mikroskopi yang agak kompleks. Untuk mendapatkan kesan pemerhatian yang baik, penyahpepijatan mikroskop adalah sangat penting. Di samping itu, aspek berikut juga perlu diberi perhatian:
Semacam. Sumber cahaya hendaklah kuat dan semua diafragma apertur hendaklah terbuka;
b. Gunakan penapis warna untuk menjadikan gelombang cahaya hampir monokromatik.
6. Mikroskopi Kontras Interferensi Berbeza (Differential Interference Contrast DIC)
Mikroskopi kontras gangguan pembezaan muncul pada tahun 1960-an. Ia bukan sahaja boleh memerhati objek tidak berwarna dan lutsinar, tetapi juga mempersembahkan imej stereoskopik yang kuat, dan mempunyai beberapa kelebihan yang tidak dapat dicapai oleh mikroskop kontras fasa. , kesan pemerhatian adalah lebih realistik.
(1) Prinsip
Mikroskopi kontras gangguan pembezaan menggunakan prisma Wollaston khas untuk memecahkan rasuk. Arah getaran bagi rasuk belah adalah berserenjang antara satu sama lain dan keamatan adalah sama. Dua titik rasuk yang melalui objek yang akan diperiksa adalah sangat rapat antara satu sama lain, dan fasanya sedikit berbeza. Oleh kerana jarak pemisahan antara dua pancaran cahaya adalah sangat kecil, tiada fenomena hantu, yang menjadikan imej kelihatan tiga dimensi.
(2) Bahagian khas yang diperlukan untuk mikroskop kontras gangguan pembezaan:
a. Polarizer
b. Penganalisis
C. 2 prisma Wollaston
(3) Langkah berjaga-jaga dalam mikroskop kontras gangguan pembezaan
Semacam. Oleh kerana sensitiviti gangguan pembezaan yang tinggi, seharusnya tiada kotoran dan habuk pada permukaan plat.
b. Bahan dengan birefringence tidak boleh mencapai kesan mikroskop kontras gangguan pembezaan.
C. Piring petri plastik tidak boleh digunakan apabila menggunakan gangguan pembezaan pada mikroskop terbalik.
7. Mikroskop terbalik (Invertedmicroscope)
Mikroskop terbalik sesuai untuk pemerhatian mikroskopik kultur tisu, kultur sel in vitro, plankton, perlindungan alam sekitar, pemeriksaan makanan, dan lain-lain dalam bidang bioperubatan.
Disebabkan oleh batasan ciri sampel yang disebutkan di atas, meletakkan objek yang akan diperiksa dalam cawan petri (atau botol kultur) memerlukan jarak kerja yang panjang bagi objektif mikroskop terbalik dan pemeluwap, dan objek yang diperiksa dalam piring petri boleh diperiksa secara langsung. Pemerhatian dan penyelidikan mikroskopik. Oleh itu, kedudukan kanta objektif, kanta pemeluwap dan sumber cahaya semuanya terbalik, jadi ia dipanggil "mikroskop terbalik".
Disebabkan oleh had jarak kerja, objektif mikroskop terbalik mempunyai pembesaran maksimum 60X. Secara amnya, mikroskop terbalik untuk penyelidikan dilengkapi dengan objektif kontras fasa 4X, 10X, 20X, dan 40X, kerana mikroskop terbalik kebanyakannya digunakan untuk pemerhatian in vivo yang tidak berwarna dan telus. Jika pengguna mempunyai keperluan khas, aksesori lain juga boleh dipilih untuk melengkapkan pemerhatian gangguan pembezaan, pendarfluor dan cahaya terkutub mudah.
Mikroskop terbalik digunakan secara meluas dalam pengapit tampalan, ICSI transgenik dan bidang lain.
8. Mikroskop Digital
Mikroskop digital ialah mikroskop yang menggunakan kamera (iaitu, objektif kamera televisyen atau peranti berganding cas) sebagai elemen penerima. Kamera dipasang pada permukaan imej sebenar mikroskop untuk menggantikan mata manusia sebagai penerima. Peranti optoelektronik menukar imej optik kepada imej isyarat elektrik, dan kemudian melakukan pengesanan saiz dan pengiraan zarah. Mikroskop jenis ini boleh digunakan bersama dengan komputer untuk memudahkan automasi pengesanan dan pemprosesan maklumat, dan kebanyakannya digunakan dalam keadaan yang memerlukan banyak kerja pengesanan yang membosankan.
2. Penggunaan pelbagai mikroskop optik
Mikroskopi pendarfluor menggunakan pendarfluor yang dipancarkan oleh spesimen untuk memerhati objek;
Mikroskop stereo boleh digunakan untuk memerhati imej tiga dimensi objek;
Mikroskop unjuran boleh menayangkan imej objek ke skrin unjuran untuk diperhatikan oleh berbilang orang pada masa yang sama;
Mikroskop terbalik untuk kultur sel, kultur tisu dan penyelidikan mikrob;
Mikroskop kontras fasa digunakan untuk memerhati spesimen tidak berwarna dan lutsinar;
Sebagai contoh, mikroskop medan gelap digunakan untuk memerhati bakteria dan spirochetes. bersukan.
