Çeşitli optik mikroskopların sınıflandırılması ve kullanımına giriş
Optik mikroskopların birçok sınıflandırma yöntemi vardır: kullanılan oküler sayısına göre binoküler ve monoküler mikroskoplar olarak ikiye ayrılabilir; görüntünün stereo etkisi olup olmamasına göre stereo mikroskoplar ve stereo olmayan mikroskoplar olarak ikiye ayrılabilir; Gözlem nesnesine göre biyolojik mikroskoplara ve altın mikroskoplara ayrılabilir. mikroskop. Faz mikroskobu vb.; optik prensibe göre polarize ışık mikroskobu, faz kontrast mikroskobu ve diferansiyel girişim mikroskobu vb. olarak ayrılabilir; ışık kaynağının türüne göre sıradan ışık, floresan, ultraviyole ışık, kızılötesi ışık ve lazer mikroskobu vb. olarak ayrılabilir; Alıcının tipine göre Vizyon, dijital (kamera) mikroskobu vb. olarak ayrılabilir. Yaygın olarak kullanılan mikroskoplar arasında binoküler stereo mikroskop, metalografik mikroskop, polarize ışık mikroskobu, floresan mikroskobu vb. bulunur.
1. Binoküler Stereo Mikroskop
"Katı mikroskop" veya "diseksiyon aynası" olarak da bilinen binoküler stereo mikroskop, pozitif stereoskopik duyuya sahip görsel bir araçtır. Biyomedikal alanda dilim cerrahisinde ve mikrocerrahide yaygın olarak kullanılmaktadır; endüstride, küçük parçaların ve entegre devrelerin gözlemlenmesi, montajı ve denetimi için kullanılır. Aşağıdaki özelliklere sahiptir:
(1) Çift kanallı bir optik yol kullanarak, dürbün tüpündeki sol ve sağ ışınlar paralel değildir, ancak belirli bir açıya sahiptir - hacim görüntüleme açısı (genellikle 12 derece -15 derece), yani sol ve sağ kirişler. Her iki göz de üç boyutlu bir görüntü sağlar. Esasen yan yana yerleştirilmiş iki tek tüplü mikroskoptur. İki mercek çerçevesinin optik eksenleri tarafından oluşturulan görüş açısı, bir kişi bir nesneyi her iki gözle gözlemlediğinde oluşan görüş açısına eşdeğerdir, böylece üç boyutlu bir uzayda üç boyutlu bir görsel görüntü oluşturur.
(2) Görüntü düzdür, çalıştırması ve incelemesi kolaydır, çünkü mercek altındaki prizma görüntüyü baş aşağı yapar.
(3) Büyütme, geleneksel bir mikroskobunki kadar iyi olmasa da, uzun bir çalışma mesafesine sahiptir.
(4) Odak derinliği, incelenen nesnenin tüm katmanını gözlemlemek için uygun olan büyüktür.
(5) Görüş alanının çapı büyüktür.
Mevcut stereoskopun optik yapısı şu şekildedir: sıradan bir ana objektif merceği aracılığıyla, nesneyi görüntüledikten sonra iki ışık huzmesi, genel bir görüş açısı oluşturmak için iki ara objektif merceği-zoom merceği ile ayrılır ve daha sonra ilgili göz merceklerinden görüntülenir. , ara değiştirerek, büyütme değişimini elde etmek için ayna grupları arasındaki mesafe, bu nedenle "Zoom-stereomikroskop" olarak da adlandırılır. Uygulama gereksinimlerine göre mevcut stereoskop, floresan, fotoğraf, videografi, soğuk ışık kaynağı vb. gibi çok sayıda isteğe bağlı aksesuarla donatılabilir.
2. Metalografik mikroskop
Metalografik mikroskop, metaller ve mineraller gibi opak nesnelerin metalografik yapısını gözlemlemek için özel olarak kullanılan bir mikroskoptur. Bu opak nesneler sıradan iletilen ışık mikroskopları ile gözlemlenemez, bu nedenle metalografi ve sıradan mikroskoplar arasındaki temel fark, birincisinin yansıyan ışığı kullanması, ikincisinin aydınlatma için iletilen ışığı kullanmasıdır. Metalografik mikroskopta, aydınlatma ışını objektif merceğinin yönünden gözlenen cismin yüzeyine yayılır, cismin yüzeyinden yansıtılır ve daha sonra görüntüleme için objektif merceğine geri döner. Bu yansıtıcı aydınlatma yöntemi, entegre devre silikon yonga levhaların denetiminde de yaygın olarak kullanılmaktadır.
3. Polarize mikroskop
Polarize mikroskoplar, saydam ve opak anizotropik malzemeleri incelemek için kullanılan mikroskoplardır. Çift kırılmalı tüm maddeler polarize mikroskop altında açıkça ayırt edilebilir. Elbette bu maddeler boyama ile de gözlemlenebilir ancak bazıları mümkün değildir ve polarize mikroskoplar kullanılmalıdır.
(1) Polarize mikroskopların özellikleri
Bir maddenin mono-kırınımlı (tüm yönlerde) veya çift-kırınımlı (anizotropik) olup olmadığını belirlemek için mikroskopi için sıradan ışığı polarize ışığa dönüştürme yöntemi. Çift kırılma, kristallerin temel bir özelliğidir. Bu nedenle, polarize ışık mikroskopları mineraller, kimya ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır ve ayrıca biyoloji, botanik ve diğer alanlarda uygulamaları vardır.
(2) Polarize ışık mikroskobunun temel prensibi
Polarize ışık mikroskobu ilkesi daha karmaşıktır, bu yüzden onu burada çok fazla tanıtmayacağım. Polarizasyon mikroskobu aşağıdaki aksesuarlara sahip olmalıdır: polarizör, analizör, kompansatör veya faz plakası, özel stressiz objektif lens, döner sahne.
(3) Polarize mikroskop yöntemi
Bir tür. Ortoskop: Distorsiyonsuz mikroskop olarak da bilinir, konuyu incelemek için Bertrand lensi yerine düşük büyütmeli bir objektif lens kullanılmasıyla karakterize edilir. Polarize ışıkla doğrudan çalışma. Aynı zamanda, aydınlatma açıklığını küçültmek için kondansatörün üst merceği birbirinden ayrılır. Bir nesnenin çift kırılmasını incelemek için normal bir faz mikroskobu kullanılır.
b. Conoscope: Girişim mikroskobu olarak da bilinir, polarize ışık müdahale ettiğinde oluşan girişim modellerini inceler. Bu yöntem, bir nesnenin tek eksenliliğini veya çift eksenliliğini gözlemlemek için kullanılır. Bu yöntemde, aydınlatma için güçlü bir şekilde yakınsayan polarize bir ışık demeti kullanılır.
(4) Polarize mikroskoplar için gereklilikler
Bir tür. Işık kaynağı: Tek renkli ışık kullanmak en iyisidir, çünkü ışığın hızı, kırılma indisi ve girişim fenomeni dalga boylarına göre değişir. Genel mikroskoplar sıradan ışığı kullanabilir.
b. Göz mercekleri: Artı işaretli göz mercekleri.
C. Kondansatör: Paralel polarize ışık elde etmek için üst merceği dışarı itebilen salınımlı bir kondenser kullanılmalıdır.
d. Bertrand lens: Nesnenin neden olduğu birincil fazı ikincil faza yükselten yardımcı bir lens olan, kondansatörün optik yolundaki yardımcı bir eleman. Objektifin arka odak düzleminde oluşturulan düzlemsel bir girişim deseninin göz merceği ile gözlemlenmesini garanti eder.
(5) Polarize mikroskoplar için gereklilikler
Bir tür. Sahnenin merkezi optik eksenle eş eksenlidir.
b. Polarizör ve analizör kareleme konumlarında olmalıdır.
C. Çekim çok ince olmamalıdır.
4. Floresan Mikroskobu
Floresan mikroskopisi, uzun dalga boylu floresan oluşturmak ve uyarmak için floresan lekeli bir nesneyi ışınlamak ve ardından gözlemlemek için kısa dalga boylu ışık kullanır. Floresan mikroskopi biyoloji, tıp ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
(1) Floresan mikroskoplar genellikle iki tipe ayrılır: iletim tipi ve epi-aydınlatma tipi.
Bir tür. İletim tipi: Uyarma ışığı, incelenen nesnenin alt yüzeyinden yayılır ve yoğunlaştırıcı karanlık alan bir yoğunlaştırıcıdır, böylece uyarma ışığı objektif merceğe girmez ve floresan objektif merceğe girer. Düşük büyütmede parlak, yüksek büyütmede karanlıktır. Yağa daldırma ve nötralizasyon işlemleri zordur, özellikle düşük büyütmeli aydınlatma aralığını belirlemek zordur, ancak çok koyu arka planlar elde edilebilir. Geçirgen tip, opak inceleme nesneleri için kullanılmaz.
İletim türü şu anda neredeyse ortadan kaldırılmıştır. Çoğu yeni floresan mikroskop epitaksiyeldir. Işık kaynağı test nesnesinin üstünden gelir ve optik yolda şeffaf ve opak test nesneleri için uygun bir ışın ayırıcı vardır. Objektif lens bir kondansatör görevi gördüğünden, sadece kullanımı kolay olmakla kalmaz, aynı zamanda düşük büyütmeden yüksek büyütmeye kadar tüm görüş alanının tek tip aydınlatmasını sağlayabilir.
(2) Floresan mikroskopisi için önlemler
Bir tür. Uyarma ışığına uzun süre maruz kalmak floresan bozunmasına ve sönmesine neden olur, bu nedenle gözlem süresi mümkün olduğunca kısaltılmalıdır. .
b. Yağ görüntüleme için "floresan olmayan yağ" kullanın.
C. Floresans neredeyse her zaman zayıftır ve daha karanlık bir odada yapılmalıdır.
d. Güç kaynağına bir voltaj sabitleyici takmak en iyisidir, aksi takdirde voltaj dengesizliği yalnızca cıva lambasının ömrünü azaltmakla kalmaz, aynı zamanda mikroskobun etkisini de etkiler.
Şu anda, ortaya çıkan birçok biyolojik araştırma alanı, gen in situ hibridizasyon (FISH) gibi floresan mikroskopi tekniklerine uygulanmaktadır.
5. Faz kontrast mikroskobu
Optik mikroskobun geliştirilmesinde, faz kontrast mikroskobunun başarılı icadı, modern mikroskop teknolojisinin önemli bir başarısıdır. İnsan gözünün sadece ışık dalgalarının dalga boyunu (renk) ve genliğini (parlaklığını) ayırt edebildiğini biliyoruz. Renksiz ve şeffaf biyolojik numuneler için, ışık geçtiğinde dalga boyu ve genlik fazla değişmez, bu nedenle numuneyi parlak alanda gözlemlemek zordur. .
Faz kontrast mikroskobu, mikroskobik algılama gerçekleştirmek için incelenen nesnenin optik yol farkını kullanmaktır, yani, insan gözü tarafından ayırt edilemeyen faz farkını ayırt edilebilir bir genlik farkına bile değiştirmek için ışığın girişim fenomenini etkin bir şekilde kullanmaktır. renksiz ve şeffaf ise. Madde de açıkça görülebilir hale gelebilir. Bu, canlı hücrelerin gözlemlenmesini büyük ölçüde kolaylaştırır, bu nedenle faz kontrast mikroskobu, ters mikroskoplar için yaygın olarak kullanılır.
Faz kontrast mikroskobu, ekipmandaki aydınlık alandan farklıdır ve bazı özel gereksinimleri vardır:
a. Kondenserin altına monte edilir ve kondenser - faz kontrast kondansatörü ile birleştirilir. Bir disk üzerine monte edilmiş, dış tarafında 10X, 20X, 40X, 100X, vb. sözcükleri bulunan, karşılık gelen katlara sahip objektif lenslerle birlikte kullanılan farklı boyutlarda dairesel diyaframlardan oluşur.
b.Phaseplate: Objektif merceğin arka odak düzlemine monte edilir, iki parçaya ayrılır, biri doğrudan ışığın geçtiği kısımdır, bu yarı saydam bir halka olan eşlenik düzlem olarak adlandırılır; diğeri, kırılan ışığın "telafi ettiği" kısımdır. Faz plakalı hedeflere "faz kontrast hedefleri" denir ve genellikle kasanın üzerine "Ph" kelimesi yazılır.
Faz kontrast mikroskobu, nispeten karmaşık bir mikroskopi yöntemidir. İyi bir gözlem etkisi elde etmek için mikroskobun hata ayıklaması çok önemlidir. Ayrıca, aşağıdaki hususlara da dikkat edilmelidir:
Bir tür. Işık kaynağı güçlü olmalı ve tüm diyafram açıklıkları açık olmalıdır;
b. Işık dalgalarını neredeyse tek renkli yapmak için renk filtreleri kullanın.
6. Diferansiyel Girişim Kontrast Mikroskobu (Diffe Rent Interference Contrast DIC)
Diferansiyel girişim kontrast mikroskopisi 1960'larda ortaya çıktı. Sadece renksiz ve saydam nesneleri gözlemlemekle kalmaz, aynı zamanda güçlü stereoskopik görüntüler de sunar ve faz kontrast mikroskobunun sağlayamadığı bazı avantajlara sahiptir. , gözlem etkisi daha gerçekçi.
(1) İlkeler
Diferansiyel girişim kontrast mikroskobu, ışını kırmak için özel Wollaston prizmaları kullanır. Bölünmüş kirişlerin titreşim yönleri birbirine dik ve şiddeti eşittir. İncelenecek nesneden geçen ışının iki noktası birbirine çok yakındır ve fazlar biraz farklıdır. İki ışık demeti arasındaki ayrım mesafesi son derece küçük olduğundan, görüntünün üç boyutlu görünmesini sağlayan gölgelenme olayı yoktur.
(2) Diferansiyel girişim kontrast mikroskobu için gerekli özel parçalar:
a. polarizör
b. analizör
C. 2 Wollaston prizmaları
(3) Diferansiyel girişim kontrast mikroskobundaki önlemler
Bir tür. Diferansiyel girişimin yüksek hassasiyeti nedeniyle, plaka yüzeyinde kir ve toz olmamalıdır.
b. Çift kırılmalı maddeler, diferansiyel girişim kontrast mikroskobunun etkisini elde edemez.
C. Tersine çevrilmiş bir mikroskoba diferansiyel girişim uygulanırken plastik petri kapları kullanılamaz.
7. Ters mikroskop (Ters mikroskop)
Ters mikroskop, biyomedikal alanda doku kültürü, in vitro hücre kültürü, plankton, çevre koruma, gıda denetimi vb. mikroskobik gözlem için uygundur.
Yukarıda bahsedilen numune özelliklerinin sınırlamaları nedeniyle, incelenecek nesnenin bir petri kabına (veya kültür şişesine) yerleştirilmesi, ters çevrilmiş mikroskop hedefi ve yoğunlaştırıcının uzun bir çalışma mesafesi gerektirir ve incelenen nesne, petri kabında olabilir. doğrudan denetlenmelidir. Mikroskobik gözlem ve araştırma. Bu nedenle objektif merceğinin, yoğunlaştırıcı merceğin ve ışık kaynağının konumları tamamen terstir, bu nedenle "ters mikroskop" olarak adlandırılır.
Çalışma mesafesi sınırlamaları nedeniyle, ters çevrilmiş mikroskop hedefleri maksimum 60X büyütmeye sahiptir. Genel olarak, araştırma için ters mikroskoplar 4X, 10X, 20X ve 40X faz kontrast hedefleri ile donatılmıştır, çünkü ters mikroskoplar çoğunlukla renksiz ve şeffaf in vivo gözlem için kullanılır. Kullanıcının özel ihtiyaçları varsa, diferansiyel girişim, floresan ve basit polarize ışığın gözlemini tamamlamak için başka aksesuarlar da seçilebilir.
Ters mikroskoplar, yama kelepçesi, transgenik ICSI ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
8. Dijital Mikroskop
Dijital mikroskop, alıcı eleman olarak bir kamera (yani, bir televizyon kamerası objektifi veya şarj bağlantılı bir cihaz) kullanan bir mikroskoptur. Alıcı olarak insan gözünün yerini almak için mikroskobun gerçek görüntü yüzeyine bir kamera yerleştirilmiştir. Optoelektronik cihaz, optik görüntüyü bir elektrik sinyali görüntüsüne dönüştürür ve ardından boyut tespiti ve parçacık sayımı gerçekleştirir. Bu tür mikroskop, algılama ve bilgi işlemenin otomasyonunu kolaylaştırmak için bir bilgisayarla birlikte kullanılabilir ve çoğunlukla çok sıkıcı algılama işi gerektiren durumlarda kullanılır.
2. Çeşitli optik mikroskopların kullanımı
Floresan mikroskobu, nesneleri gözlemlemek için numune tarafından yayılan floresanı kullanır;
Stereo mikroskoplar nesnelerin üç boyutlu görüntülerini gözlemlemek için kullanılabilir;
Projeksiyon mikroskobu, birden fazla kişinin aynı anda gözlemlemesi için nesnenin görüntüsünü projeksiyon ekranına yansıtabilir;
Hücre kültürü, doku kültürü ve mikrobiyal araştırmalar için ters mikroskoplar;
Faz kontrast mikroskobu renksiz ve şeffaf numuneleri gözlemlemek için kullanılır;
Örneğin, karanlık alan mikroskobu, bakteri ve spiroketleri gözlemlemek için kullanılır. sportif.
