Βασικές έννοιες για το μικροσκόπιο φωτός

Το μικροσκόπιο είναι ένα πολύπλοκο οπτικό όργανο, αποτελούμενο από μηχανικά και οπτικά μέρη ή φακούς και του οποίου ο κύριος στόχος είναι να είναι σε θέση να οπτικοποιήσει μικροοργανισμούς και δομές που δεν είναι ορατές με γυμνό μάτι. Ο Anton Van Leeuwenhoeck (1632-1723) είναι ο πατέρας της σύγχρονης μικροσκοπίας, ανέπτυξε το μικροσκόπιο φωτός που γνωρίζουμε σήμερα και ήταν ο πρώτος επιστήμονας που παρατήρησε βακτήρια, πρωτόζωα, σπέρμα και κυτταρικούς ιστούς.

Σε ένα οπτικό μικροσκόπιο διακρίνουμε διαφορετικά μέρη, τα οποία μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τα μέρη ή το οπτικό σύστημα και τα μέρη ή το μηχανικό σύστημα.

Το οπτικό σύστημα:

Είναι υπεύθυνος για τη διαμόρφωση και την αύξηση της εικόνας που θέλουμε να παρατηρήσουμε. Το σύστημα φακών και σωλήνων συλλαμβάνει και κατευθύνει τη δέσμη φωτός στο ανθρώπινο μάτι.

Ανθρώπινο μάτι: Η εξερχόμενη ακτίνα φωτός από το μικροσκόπιο εστιάζεται στον φακό και τον αμφιβληστροειδή του ματιού.

Eyepiece: Φακός που συλλαμβάνει και διευρύνει την εικόνα που σχηματίζεται στους φακούς. Είναι το μέρος του μικροσκοπίου που βρίσκεται πιο κοντά στο ανθρώπινο μάτι. Υπάρχουν μονοφθαλμικά, διοφθαλμικά και τρινοφθαλμικά μικροσκόπια.

Στόχος (ες): Ο φακός που βρίσκεται στο περίστροφο, καταγράφει την εικόνα στη διαφάνεια και μεγεθύνει την εικόνα σύμφωνα με τη μεγέθυνση κάθε αντικειμένου (10.40, 60, 100x) και μετά τη μεταδίδει στο προσοφθάλμιο φακό.

Συμπυκνωτής: Φακός που συμπυκνώνει τις ακτίνες φωτός και τις προβάλλει στην προετοιμασία.

Διάφραγμα: Ρυθμίζει την ποσότητα (ένταση) του φωτός που εισέρχεται στον συμπυκνωτή.

Εστίαση: Κατευθύνει τις ακτίνες φωτός προς τον συμπυκνωτή.

Το μηχανικό σύστημα:

Είναι αυτό που δίνει υποστήριξη, κίνηση και εστίαση στο δείγμα που θέλουμε να παρατηρήσουμε.

Tube: Είναι η κάμερα obscura που φέρει το προσοφθάλμιο φακό και τους στόχους. Μπορεί να στερεωθεί στον βραχίονα για να επιτρέψει την εστίαση

Περίστροφο: Είναι το κομμάτι που φέρει τους διαφορετικούς στόχους. Έχει μια περιστρεφόμενη κίνηση για να μπορεί να επιλέξει ποιος στόχος και μεγέθυνση θέλουμε για παρατήρηση.

Μακρομετρική βίδα: Μετακινεί τη σκηνή πάνω και κάτω για να μεγεθύνει το δείγμα μέσα ή έξω από το στόχο για να εστιάσει η προετοιμασία.

Μικρομετρική βίδα: Είναι το λεπτό σύστημα εστίασης του μικροσκοπίου, χρησιμεύει για την ακριβή εστίαση της προετοιμασίας.

Στάδιο: Είναι η οριζόντια πλατφόρμα όπου τοποθετούμε την προετοιμασία. Συνήθως έχει σφιγκτήρες για τη συγκράτηση του δείγματος. Το δείγμα μπορεί να είναι σταθερό ή κινητό στον άξονα Χ και Υ (μηχανικό στάδιο).

Βραχίονας: Είναι η δομή που συγκρατεί το σωλήνα, τη σκηνή και τις βίδες εστίασης.

Πόδι: Είναι το κάτω μέρος του μικροσκοπίου, το οποίο χρησιμεύει ως επιφάνεια στήριξης. Μας δίνει σταθερότητα.

Εικόνα των τμημάτων ενός οπτικού μικροσκοπίου (κάντε κλικ για προβολή)

Η συνολική ή μέγιστη μεγέθυνση ενός μικροσκοπίου θα επιτευχθεί πολλαπλασιάζοντας τη μεγέθυνση του αντικειμένου με τη μεγέθυνση του προσοφθάλμιου φακού, για παράδειγμα:

Στόχος 40Χ x Προσοφθάλμιο 10Χ = 400Χ

Η αύξηση των στόχων είναι μεταβλητή και μπορούμε να βρούμε στόχους:

4X, 10X, 20X, 40X, 60X και 100X

Η μεγέθυνση του προσοφθάλμιου φακού είναι πάντα πιο περιορισμένη και οι πιο συχνές είναι οι προσοφθάλμιοι φακοί WF μεταξύ 10 και 15Χ.

Για να παρατηρήσετε ένα τυπικό δείγμα ή μια λεπτή περικοπή θα αξίζει τον κόπο με στόχους μεταξύ 4 και 40Χ. Με αυτές τις αυξήσεις θα είμαστε σε θέση να δούμε κομμένα φύλλα, μίσχους, ιστούς και κυτταρικές δομές όπως πρωτόζωα, αμοιβάδες, βακτήρια, γύρη κ.λπ.

Οι στόχοι 60 έως 100Χ είναι στόχοι μεγάλης μεγέθυνσης για παρατήρηση κυττάρων με περισσότερες λεπτομέρειες, σε αυτές τις περιπτώσεις η απόσταση εργασίας μειώνεται πολύ και είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε λάδι εμβάπτισης για να αυξήσετε την ισχύ ανάλυσης και να μην καταστρέψετε τα οπτικά του φακού. Θα χρησιμοποιήσουμε αυτές τις αυξήσεις εάν θέλουμε να παρατηρήσουμε λεπτομερώς τα κύτταρα μέσα τους (κυτταρική δομή).

Ένα άλλο οπτικό χαρακτηριστικό που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι η δύναμη της ανάλυσης ή η ικανότητα διάκρισης δύο σημείων ή πολύ στενών αντικειμένων. Στη μικροσκοπία υπάρχει ελάχιστη χωρητικότητα ανάλυσης 0,2 μικρομέτρων.

Τέλος, η διορθωτική ισχύς των οπτικών παρεκκλίσεων που εμφανίζονται στην παρατήρηση είναι στοιχειώδης. Υπάρχουν διάφοροι τύποι φακών ανάλογα με την οπτική σας επεξεργασία:

Αχρωματικός: Με διόρθωση στο πράσινο και κίτρινο πεδίο.

Platochromatic: Achromatic με καλή διόρθωση της καμπυλότητας οπτικού πεδίου, οι άκρες φαίνονται εστιασμένες.

Apochromats: Διορθώστε όλα τα σφάλματα χρώματος

Αποχρωματικά επίπεδα: Διορθώστε τα σφάλματα χρώματος και καμπυλότητας

Μέρη και χαρακτηριστικά ενός στόχου (κάντε κλικ για προβολή)

Παράδειγμα διατομής ή κοπής μίσχου καλαμποκιού (κάντε κλικ για προβολή)

Υπάρχουν πολλές ποικιλίες μικροσκοπίων ανάλογα με τη χρήση τους. Πέρα από το απλό οπτικό μικροσκόπιο, η τεχνολογία κατά τη διάρκεια των αιώνων ΧΧ και ΧΧΙ έχει αναπτύξει έναν άπειρο αριθμό εφαρμογών για την παρατήρηση διαφόρων τύπων υλικών, κυττάρων και ιστών. Η μικροσκοπία έχει και έχει διαδραματίσει θεμελιώδη ρόλο στην πρόοδο της βιοϊατρικής και σε αυτόν τον τομέα ειδικότερα έχουν αναπτυχθεί οι μεγαλύτερες εξελίξεις σε τεχνικές όπως ο φθορισμός και η αντίθεση φάσης.

Τέλος, η ανάπτυξη ηλεκτρονικών μικροσκοπίων από το 1937 και τώρα ψηφιακά μικροσκόπια έχουν ολοκληρώσει και εκπλήξει τον κόσμο της παρακολούθησης των κυττάρων.

Επί του παρόντος βρίσκουμε όλους αυτούς τους τύπους μικροσκοπίων:

• Οπτικό μικροσκόπιο
  
• Απλό μικροσκόπιο
  
• Μικρό μικροσκόπιο
• Μικροσκόπιο υπεριώδους φωτός
  
• Μικροσκόπιο φθορισμού
  
• Πετρογραφικό μικροσκόπιο
  
• Μικροσκόπιο Darkfield
  
• Μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης
  
• Μικροσκόπιο πολωμένου φωτός
  
• Κομφικό μικροσκόπιο
  
• Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο
  
• Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης
  
• Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης
  
• Μικροσκόπιο ιόντων πεδίου
  
• Μικροσκόπιο ανιχνευτή σάρωσης
  
• Μικροσκόπιο εφέ σήραγγας
  
• Μικροσκόπιο ατομικής δύναμης
  
• Εικονικό μικροσκόπιο
  

Ένας τελευταίος τύπος μικροσκοπίου που πρέπει να επισημανθεί και ειδικής χρήσης είναι τα στερεομικροσκόπια ή οι διοφθαλμικοί φακοί. Αυτό το όργανο, με μεγέθυνση χαμηλότερη από ένα βιολογικό μικροσκόπιο (10-40X), μπορεί να είναι διοφθαλμικό ή τρινικόφθαλμο (προσαρμόζει μια κάμερα) και η χρήση του εστιάζεται στην παρατήρηση μεγαλύτερων ζωντανών ή νεκρών στοιχείων. Με αυτό, παρατηρούνται και εντοπίζονται έντομα, μύκητες, φυτά, βρύα, λειχήνες κ.λπ., καθώς επίσης χρησιμοποιούνται για την ανάλυση βιομηχανικών, κατασκευαστικών ή ηλεκτρονικών υλικών.