Erinevate optiliste mikroskoopide klassifitseerimise ja kasutamise tutvustus
Optiliste mikroskoopide klassifitseerimismeetodeid on palju: kasutatavate okulaaride arvu järgi võib selle jagada binokulaarseteks ja monokulaarseteks mikroskoopideks; selle järgi, kas pildil on stereoefekt, saab selle jagada stereomikroskoopideks ja mittestereomikroskoopideks; vaatlusobjekti järgi võib selle jagada bioloogilisteks mikroskoopideks ja kuldmikroskoopideks. mikroskoop. faasimikroskoop jne; optilise põhimõtte kohaselt saab selle jagada polariseeritud valgusmikroskoobiks, faasikontrastmikroskoobiks ja diferentsiaal-interferentsmikroskoobiks jne; vastavalt valgusallika tüübile võib selle jagada tavaliseks valguseks, fluorestsentsiks, ultraviolettvalguseks, infrapunavalguseks ja lasermikroskoobiks jne; vastuvõtja tüübi järgi võib selle jagada Visioniks, digitaalseks (kaamera)mikroskoobiks jne. Üldkasutatavate mikroskoopide hulka kuuluvad binokulaarne stereomikroskoop, metallograafiline mikroskoop, polariseeritud valgusmikroskoop, fluorestsentsmikroskoop jne.
1. Binokulaarne stereomikroskoop
Binokulaarne stereomikroskoop, tuntud ka kui "tahkemikroskoop" või "lahkamispeegel", on positiivse stereoskoopilise tajuga visuaalne instrument. Seda kasutatakse laialdaselt viilukirurgia ja mikrokirurgia puhul biomeditsiini valdkonnas; tööstuses kasutatakse seda pisikeste osade ja integraallülituste vaatlemiseks, kokkupanekuks ja kontrollimiseks. Sellel on järgmised omadused:
(1) Kahekanalilist optilist rada kasutades ei ole binokulaarse toru vasak ja parem kiir paralleelsed, vaid neil on teatud nurk - helitugevuse vaatenurk (tavaliselt 12 kraadi -15 kraadi), st vasak- ja parempoolsed talad. Mõlemad silmad annavad kolmemõõtmelise pildi. Sisuliselt on tegemist kahe kõrvuti asetatud ühetorulise mikroskoobiga. Kahe läätse silindri optiliste telgede poolt moodustatud vaatenurk on võrdne vaatenurgaga, mis tekib siis, kui inimene vaatleb objekti mõlema silmaga, moodustades seeläbi kolmemõõtmelise visuaalse kujutise kolmemõõtmelises ruumis.
(2) Pilt on sirge, seda on lihtne käsitseda ja tükeldada, sest okulaari all olev prisma muudab pildi tagurpidi.
(3) Kuigi suurendus ei ole nii hea kui traditsioonilisel mikroskoobil, on selle töökaugus pikk.
(4) Fookussügavus on suur, mistõttu on mugav vaadelda kogu kontrollitava objekti kihti.
(5) Vaatevälja läbimõõt on suur.
Praeguse stereoskoobi optiline struktuur on järgmine: läbi tavalise põhiobjektiivi läätse eraldatakse kaks valguskiirt pärast objekti pildistamist kahe vaheobjektiivi-suumläätsede komplektiga, et moodustada üldine vaatenurk ja seejärel pildistatakse läbi vastavate okulaaride. , muutes vahekaugust peeglirühmade vahel, et saada selle suurenduse muutust, mistõttu seda nimetatakse ka "Suum-stereomikroskoobiks". Vastavalt rakendusnõuetele saab praeguse stereoskoobi varustada paljude valikuliste lisaseadmetega, nagu fluorestsents, fotograafia, videograafia, külm valgusallikas jne.
2. Metallograafiline mikroskoop
Metallograafiline mikroskoop on mikroskoop, mida kasutatakse spetsiaalselt läbipaistmatute objektide, näiteks metallide ja mineraalide metallograafilise struktuuri jälgimiseks. Neid läbipaistmatuid objekte ei saa tavaliste läbiva valgusega mikroskoopidega vaadelda, seega peamine erinevus metallograafia ja tavamikroskoobi vahel seisneb selles, et esimene kasutab peegeldunud valgust, teine aga läbiva valguse valgustamiseks. Metallograafilises mikroskoobis kiirgatakse valguskiir objektiiviläätse suunast vaadeldava objekti pinnale, peegeldub objekti pinnalt ja seejärel suunatakse pildistamiseks objektiivi. Seda peegeldava valgustuse meetodit kasutatakse laialdaselt ka integraallülituse räniplaatide kontrollimisel.
3. Polariseeriv mikroskoop
Polariseerivad mikroskoobid on mikroskoobid, mida kasutatakse nn läbipaistvate ja läbipaistmatute anisotroopsete materjalide uurimiseks. Polariseeriva mikroskoobi all saab selgelt eristada kõiki kaksikmurdmisega aineid. Muidugi saab neid aineid jälgida ka värvides, kuid osa pole võimalik ja tuleb kasutada polariseerivaid mikroskoope.
(1) Polariseerivate mikroskoopide omadused
Meetod tavalise valguse muutmiseks polariseeritud valguseks mikroskoopia jaoks, et teha kindlaks, kas aine on monomurdev (igas suunas) või kaksikmurdev (anisotroopne). Kahekordne murdumine on kristallide põhiomadus. Seetõttu kasutatakse polariseeritud valgusmikroskoope laialdaselt mineraalide, keemia ja muudes valdkondades ning neid saab kasutada ka bioloogias, botaanikas ja muudes valdkondades.
(2) Polariseeritud valguse mikroskoobi põhiprintsiip
Polariseeritud valguse mikroskoopia põhimõte on keerulisem, nii et ma ei hakka seda siin liiga palju tutvustama. Polariseerival mikroskoobil peavad olema järgmised tarvikud: polarisaator, analüsaator, kompensaator või faasiplaat, spetsiaalne pingevaba objektiiv, pöörlev staadium.
(3) Polariseeriva mikroskoobi meetod
Omamoodi. Ortoskoop: tuntud ka kui moonutusteta mikroskoop, mida iseloomustab see, et objekti uurimiseks kasutatakse Bertrandi objektiivi asemel väikese suurendusega objektiivi. Otsene uuring polariseeritud valgusega. Samal ajal, et valgustusava oleks väiksem, lükatakse kondensaatori ülemine lääts laiali. Objekti kaksikmurdumise uurimiseks kasutatakse normaalfaasi mikroskoopi.
b. Konoskoop: Tuntud ka kui interferentsmikroskoop, see uurib polariseeritud valguse häirimisel tekkivaid interferentsimustreid. Seda meetodit kasutatakse objekti ühe- või kaheteljelisuse jälgimiseks. Selle meetodi puhul kasutatakse valgustamiseks tugevalt koonduvat polariseeritud valguskiirt.
(4) Nõuded polariseerivatele mikroskoopidele
Omamoodi. Valgusallikas: kõige parem on kasutada monokromaatilist valgust, kuna valguse kiirus, murdumisnäitaja ja interferentsnähtused varieeruvad sõltuvalt lainepikkustest. Üldmikroskoobid võivad kasutada tavalist valgust.
b. Okulaarid: okulaarid sistikuga.
C. Kondensaator: paralleelse polariseeritud valguse saamiseks tuleks kasutada väljapööratavat kondensaatorit, mis suudab ülemise läätse välja lükata.
d. Bertrandi lääts: abielement kondensaatori optilisel teel, mis on lisalääts, mis võimendab objekti poolt tekitatud primaarfaasi sekundaarfaasiks. See tagab okulaariga tasapinnalise interferentsimustri vaatlemise, mis on moodustatud objektiivi tagumisel fookustasandil.
(5) Nõuded polariseerivatele mikroskoopidele
Omamoodi. Lava kese on optilise teljega koaksiaalne.
b. Polarisaator ja analüsaator peaksid olema kvadratuuriasendis.
C. Pildistamine ei tohiks olla liiga õhuke.
4. Fluorestsentsmikroskoopia
Fluorestsentsmikroskoopia kasutab lühikese lainepikkusega valgust fluorestseiiniga värvitud objekti kiiritamiseks, et ergutada ja tekitada pika lainepikkusega fluorestsentsi ning seejärel jälgida. Fluorestsentsmikroskoopiat kasutatakse laialdaselt bioloogias, meditsiinis ja muudes valdkondades.
(1) Fluorestsentsmikroskoobid jagunevad üldiselt kahte tüüpi: ülekandetüüp ja epilluminatsioonitüüp.
Omamoodi. Edastamise tüüp: ergastusvalgus kiirgub kontrollitava objekti alumiselt pinnalt ja kondensaator on tumeda välja kondensaator, nii et ergastusvalgus ei satuks objektiivi ja fluorestsents siseneb objektiivi. See on väikese suurenduse korral hele ja suure suurenduse korral tume. Õlikümblus- ja neutraliseerimistoimingud on keerulised, eriti väikese suurendusega valgustusvahemikku on raske kindlaks määrata, kuid väga tumedad taustad on võimalik saada. Läbipaistmatute kontrolliobjektide puhul läbilaskvat tüüpi ei kasutata.
Käigukasti tüüp on praegu peaaegu kõrvaldatud. Enamik uusi fluorestsentsmikroskoope on epitaksiaalsed. Valgusallikas tuleb katseobjekti kohalt ning optilisel teel on kiirjagur, mis sobib läbipaistvatele ja läbipaistmatutele katseobjektidele. Kuna objektiivi objektiiv toimib kondensaatorina, pole seda mitte ainult lihtne kasutada, vaid see suudab saavutada ka kogu vaatevälja ühtlase valgustuse madalast suurendusest suure suurenduseni.
(2) Ettevaatusabinõud fluorestsentsmikroskoopia jaoks
Omamoodi. Pikaajaline kokkupuude ergastusvalgusega põhjustab fluorestsentsi vähenemist ja summutamist, seega tuleks vaatlusaega võimalikult palju lühendada. .
b. Õli vaatamiseks kasutage "mittefluorestseeruvat õli".
C. Fluorestsents on peaaegu alati nõrk ja seda tuleks läbi viia pimedas ruumis.
d. Parim on paigaldada toiteallikasse pinge stabilisaator, vastasel juhul ei vähenda pinge ebastabiilsus mitte ainult elavhõbedalambi eluiga, vaid mõjutab ka mikroskoobi toimet.
Praegu kasutatakse fluorestsentsmikroskoopia tehnikate, näiteks geenide in situ hübridisatsiooni (FISH) jaoks paljusid esilekerkivaid bioloogilisi uurimisvaldkondi.
5. Faaskontrastmikroskoop
Optilise mikroskoobi väljatöötamisel on faasikontrastmikroskoobi edukas leiutamine tänapäevase mikroskoobitehnoloogia oluline saavutus. Teame, et inimsilm suudab eristada ainult valguslainete lainepikkust (värvi) ja amplituudi (heledust). Värvitute ja läbipaistvate bioloogiliste proovide puhul ei muutu valguse läbimisel lainepikkus ja amplituud kuigi palju, mistõttu on eksemplari eredal väljal raske jälgida. .
Faasikontrastmikroskoobi eesmärk on kasutada kontrollitava objekti optilise tee erinevust mikroskoopilise tuvastamise teostamiseks, st valguse interferentsi nähtuse tõhusaks kasutamiseks, et muuta inimsilm eristatav faasierinevus eristatavaks amplituudide erinevuseks, isegi kui see on värvitu ja läbipaistev. Aine võib muutuda ka selgelt nähtavaks. See hõlbustab oluliselt elusrakkude vaatlemist, nii et faasikontrastmikroskoopiat kasutatakse laialdaselt pöördmikroskoopide puhul.
Faasikontrastmikroskoop erineb seadmete eredast väljast ja sellel on mõned erinõuded:
a. Paigaldatakse kondensaatori alla ja kombineeritakse kondensaatoriga - faasikontrastkondensaator. See koosneb plaadile paigaldatud erineva suurusega rõngakujulistest diafragmatest, mille välisküljel on sõnad 10X, 20X, 40X, 100X jne, mida kasutatakse koos vastavate kordustega objektiividega.
b.Fasiplaat: paigaldatakse objektiivi tagumisele fookustasandile, see on jagatud kaheks osaks, millest üks on osa, mida läbib otsevalgus, mis on poolläbipaistev rõngas, mida nimetatakse konjugaattasandiks; teine on osa, mille kaudu hajunud valgus "kompenseerib" . Faasiplaatidega objektiive nimetatakse "faasikontrastobjektiivideks" ja korpusele on sageli kirjutatud sõna "Ph".
Faaskontrastmikroskoopia on suhteliselt keeruline mikroskoopiameetod. Hea vaatlusefekti saavutamiseks on mikroskoobi silumine väga oluline. Lisaks tuleks tähelepanu pöörata järgmistele aspektidele:
Omamoodi. Valgusallikas peab olema tugev ja kõik diafragmad avatud;
b. Kasutage värvifiltreid, et muuta valguslained peaaegu ühevärviliseks.
6. Differential Interference Contrast mikroskoopia (different Rent Interference Contrast DIC)
Diferentsiaalinterferentsi kontrastmikroskoopia ilmus 1960. aastatel. See ei saa mitte ainult vaadelda värvituid ja läbipaistvaid objekte, vaid esitada ka tugevaid stereoskoopilisi pilte ning sellel on mõned eelised, mida faasikontrastmikroskoopia abil ei saavutata. , on vaatlusefekt realistlikum.
(1) Põhimõtted
Diferentsiaalse interferentsi kontrastmikroskoopia abil kasutatakse kiire purustamiseks spetsiaalseid Wollastoni prismasid. Lõigatud talade vibratsiooni suunad on üksteisega risti ja intensiivsus on võrdne. Kontrollitavat objekti läbiva tala kaks punkti on üksteisele väga lähedal ja faasid on veidi erinevad. Kuna kahe valgusvihu vaheline kaugus on äärmiselt väike, ei esine kummitusnähtust, mis muudab pildi kolmemõõtmeliseks.
(2) Diferentsiaalinterferentsi kontrastmikroskoobi jaoks vajalikud eriosad:
a. Polarisaator
b. Analüsaator
C. 2 Wollastoni prismat
(3) Ettevaatusabinõud diferentsiaalse interferentsi kontrastmikroskoopias
Omamoodi. Diferentsiaalhäirete suure tundlikkuse tõttu ei tohiks plaadi pinnal olla mustust ja tolmu.
b. Kahe murdumisega ained ei suuda saavutada diferentsiaalse interferentsi kontrastmikroskoopia efekti.
C. Plastikust Petri tassi ei saa kasutada pöördmikroskoobi diferentsiaalinterferentsi rakendamisel.
7. Pöördmikroskoop (Invertedmicroscope)
Pöördmikroskoop sobib koekultuuri, in vitro rakukultuuri, planktoni, keskkonnakaitse, toidukontrolli jms mikroskoopiliseks vaatluseks biomeditsiini valdkonnas.
Eelnimetatud proovi omaduste piirangute tõttu nõuab kontrollitava objekti Petri tassi (või kultuuripudelisse) asetamine pöördmikroskoobi objektiivi ja kondensaatori pikka töökaugust ning Petri tassis olev kontrollitav objekt võib otse kontrollida. Mikroskoopiline vaatlus ja uurimine. Seetõttu on objektiiviläätse, kondensaatori läätse ja valgusallika asendid kõik vastupidised, nii et seda nimetatakse "pööratud mikroskoobiks".
Töökauguse piirangute tõttu on pöördmikroskoobi objektiivide maksimaalne suurendus 60X. Üldiselt on teadusuuringuteks kasutatavad pöördmikroskoobid varustatud 4X, 10X, 20X ja 40X faasikontrastsuse objektiividega, kuna pöördmikroskoope kasutatakse enamasti värvitu ja läbipaistva in vivo vaatluse jaoks. Kui kasutajal on erivajadusi, saab diferentsiaalhäirete, fluorestsentsi ja lihtsa polariseeritud valguse jälgimiseks valida ka muid tarvikuid.
Pöördmikroskoope kasutatakse laialdaselt plaastriklambris, transgeenses ICSI-s ja muudes valdkondades.
8. Digitaalne mikroskoop
Digitaalne mikroskoop on mikroskoop, mis kasutab vastuvõtuelemendina kaamerat (st telekaamera objektiivi või laenguga seotud seadet). Mikroskoobi tegelikule pildipinnale paigaldatakse kaamera, mis asendab vastuvõtjana inimsilma. Optoelektrooniline seade teisendab optilise kujutise elektrisignaali kujutiseks ning seejärel teostab suuruse tuvastamise ja osakeste loendamise. Seda tüüpi mikroskoopi saab kasutada koos arvutiga tuvastamise ja teabetöötluse automatiseerimise hõlbustamiseks ning seda kasutatakse enamasti juhtudel, mis nõuavad palju tüütut tuvastamistööd.
2. Erinevate optiliste mikroskoopide kasutamine
Fluorestsentsmikroskoopia kasutab objektide vaatlemiseks proovi kiirgavat fluorestsentsi;
Stereomikroskoope saab kasutada objektide kolmemõõtmeliste kujutiste vaatlemiseks;
Projektsioonmikroskoop suudab projitseerida objekti kujutise projektsiooniekraanile, et mitu inimest saaksid seda korraga jälgida;
Pöördmikroskoobid rakukultuuri, koekultuuri ja mikroobide uurimiseks;
Faasikontrastmikroskoopi kasutatakse värvitute ja läbipaistvate proovide vaatlemiseks;
Näiteks kasutatakse tumevälja mikroskoopiat bakterite ja spiroheetide vaatlemiseks. sportlik.
