Πολλά ειδικά οπτικά μικροσκόπια και οι διαφορές τους
1 μικροσκόπιο σκοτεινού πεδίου
Το μικροσκόπιο σκοτεινού πεδίου δεν έχει τη λειτουργία της παρατήρησης της λεπτής δομής μέσα στο αντικείμενο, αλλά μπορεί να διακρίνει την ύπαρξη και την κίνηση σωματιδίων πάνω από 0,004 μm. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται συχνά για την παρατήρηση της δομής των ζωντανών κυττάρων και της κίνησης των ενδοκυτταρικών σωματιδίων.
Η βασική αρχή της μικροσκοπίας σκοτεινού πεδίου είναι το φαινόμενο Tyndall. Όταν μια δέσμη φωτός περνά μέσα από ένα σκοτεινό δωμάτιο, μπορεί να παρατηρηθεί ένα φωτεινό «μονοπάτι» σκόνης στον αέρα από κατεύθυνση κάθετη προς το προσπίπτον φως. Αυτό το φαινόμενο είναι το φαινόμενο Tyndall.
Αφού αντικατασταθεί το μικροσκόπιο σκοτεινού πεδίου με συμπυκνωτή σκοτεινού πεδίου σε ένα συνηθισμένο οπτικό μικροσκόπιο, λόγω της απόφραξης της εσωτερικής παραβολικής δομής του συμπυκνωτή, το φως που ακτινοβολείται στην επιφάνεια του προς επιθεώρηση αντικειμένου δεν μπορεί να εισέλθει απευθείας στον αντικειμενικό φακό και προσοφθάλμιο, και μόνο διάσπαρτο φως μπορεί να περάσει μέσα, έτσι το οπτικό πεδίο είναι σκοτεινό.
Η βασική χρήση της μικροσκοπίας σκοτεινού πεδίου είναι η εξής:
1. Εγκαταστήστε έναν συμπυκνωτή σκοτεινού πεδίου (ή χρησιμοποιήστε ένα χοντρό μαύρο χαρτί για να φτιάξετε μια φωτεινή ασπίδα και τοποθετήστε το κάτω από τον συμπυκνωτή ενός συνηθισμένου μικροσκοπίου για να αποκτήσετε εφέ σκοτεινού πεδίου).
2. Επιλέξτε μια ισχυρή πηγή φωτός, συνήθως με φως μικροσκοπίου για να αποτρέψετε την είσοδο του άμεσου φωτός στον αντικειμενικό φακό.
3. Προσθέστε μια σταγόνα λαδιού κέδρου μεταξύ του συμπυκνωτή και της γυάλινης πλάκας για να αποφύγετε την πλήρη ανάκλαση του φωτιστικού φωτός στον συμπυκνωτή, μη φθάνοντας στο αντικείμενο που πρόκειται να επιθεωρηθεί και φωτισμό σκοτεινού πεδίου.
4. Πραγματοποιήστε κεντρική ρύθμιση, δηλαδή μετακινήστε τον συμπυκνωτή οριζόντια έτσι ώστε ο οπτικός άξονας του συμπυκνωτή και ο οπτικός άξονας του μικροσκοπίου να είναι αυστηρά σε ευθεία γραμμή. Σηκώστε και χαμηλώστε τον συμπυκνωτή, ευθυγραμμίστε το εστιακό σημείο του συμπυκνωτή (την κορυφή της κωνικής δέσμης στο Σχήμα 1-2) με το αντικείμενο που πρόκειται να δοκιμαστεί.
5. Επιλέξτε τον αντικειμενικό φακό που αντιστοιχεί στον συμπυκνωτή, ρυθμίστε την εστιακή απόσταση και λειτουργήστε σύμφωνα με τη μέθοδο του συνηθισμένου μικροσκοπίου.
Στερεομικροσκόπιο
Τα στερεοσκοπικά μικροσκόπια, γνωστά και ως συμπαγή μικροσκόπια ή καθρέφτες ανατομής, απεικονίζουν μια όρθια τρισδιάστατη διαστημική εικόνα και έχουν τα χαρακτηριστικά του ισχυρού στερεοσκοπικού εφέ, της καθαρής και ευρείας απεικόνισης, της μεγάλης απόστασης εργασίας (συνήθως 110 mm) και της συνεχούς μεγέθυνσης προβολής. Συχνά χρησιμοποιείται στη βιολογία για παρατήρηση σε πραγματικό χρόνο κατά τη διάρκεια της ανατομής
Η πηγή φωτός ενός συνηθισμένου οπτικού μικροσκοπίου είναι το παράλληλο φως, επομένως σχηματίζει μια δισδιάστατη επίπεδη εικόνα. ενώ ένα στερεοσκοπικό μικροσκόπιο υιοθετεί μια οπτική διαδρομή διπλού καναλιού, και η αριστερή και η δεξιά δέσμη στον διόφθαλμο σωλήνα έχουν μια συγκεκριμένη γωνία θέασης (γενικά 12o15o), οπότε μπορεί να σχηματιστεί μια στερεοσκοπική εικόνα σε τρισδιάστατο χώρο.
Τα στερεοσκοπικά μικροσκόπια χρησιμοποιούνται με παρόμοιο τρόπο με τα συνηθισμένα μικροσκόπια φωτός, αλλά είναι πιο βολικά. Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο είναι:
1. Τα αντικείμενα επιθεώρησης των στερεοσκοπικών μικροσκοπίων δεν χρειάζεται να γίνουν διαφάνειες.
2. Το στάδιο του στερεοσκοπικού μικροσκοπίου στερεώνεται απευθείας στη βάση του καθρέφτη και είναι εξοπλισμένο με ασπρόμαυρα πάνελ διπλής όψης ή γυάλινα πάνελ και ο χειριστής μπορεί να επιλέξει σύμφωνα με το αντικείμενο και τις απαιτήσεις της επιθεώρησης μικροσκοπίου.
3. Η απεικόνιση του στερεοσκοπικού μικροσκοπίου είναι όρθια, κάτι που είναι βολικό για εργασίες ανατομής.
4. Το στερεοσκοπικό μικροσκόπιο έχει μόνο έναν αντικειμενικό φακό και η μεγέθυνσή του μπορεί να ρυθμιστεί συνεχώς περιστρέφοντας τη βίδα ρύθμισης.
μικροσκόπιο φθορισμού
Το μικροσκόπιο φθορισμού είναι ένα οπτικό εργαλείο για ποιοτική και ποσοτική έρευνα σχετικά με την ένταση του φθορισμού που εκπέμπεται από ενδοκυτταρικές ουσίες.
Υπάρχουν δύο τύποι φθοριζουσών ουσιών στα κύτταρα, μπορεί κανείς να φθορίσει απευθείας αφού ακτινοβοληθεί από υπεριώδεις ακτίνες, όπως η χλωροφύλλη κ.λπ. άλλες ουσίες δεν έχουν αυτή την ιδιότητα, αλλά εάν χρωματιστούν με συγκεκριμένες φθορίζουσες βαφές ή φθορίζοντα αντισώματα, μπορούν να φθοριστούν από τις υπεριώδεις ακτίνες. Μπορεί επίσης να φθορίσει μετά από ακτινοβόληση
Όρθιο μικροσκόπιο βιοφωταύγειας/Μικροσκόπιο ανεστραμμένης βιοφωταύγειας
Η αρχή του μικροσκοπίου φθορισμού είναι να χρησιμοποιεί μια σημειακή πηγή φωτός με υψηλή φωτεινή απόδοση (όπως λάμπα υδραργύρου υπερυψηλής πίεσης) για να εκπέμπει φως συγκεκριμένου μήκους κύματος (όπως υπεριώδες φως 3650λ ή μωβ-μπλε φως 4200λ) μέσω του συστήματος φίλτρου ως φως διέγερσης για να διεγείρει φθορίζουσες ουσίες στο δείγμα. Αφού εκπέμπεται ο φθορισμός διαφόρων χρωμάτων, φιλτράρεται από το φίλτρο μπλοκαρίσματος (ή καταστολής) πίσω από τον αντικειμενικό φακό και στη συνέχεια παρατηρείται μέσω της μεγέθυνσης του προσοφθάλμιου φακού.
Το φίλτρο μπλοκαρίσματος έχει δύο λειτουργίες: η μία είναι να απορροφά και να εμποδίζει το φως διέγερσης να εισέλθει στον προσοφθάλμιο φακό, ώστε να μην διαταράξει τον φθορισμό και να βλάψει τα μάτια. το άλλο είναι να επιλέξετε και να αφήσετε έναν συγκεκριμένο φθορισμό να περάσει, δείχνοντας ένα συγκεκριμένο χρώμα φθορισμού.
Τα μικροσκόπια φθορισμού μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους σύμφωνα με την αρχή της οπτικής διαδρομής:
1. Μικροσκοπία φθορισμού μετάδοσης
Σε παλαιότερα μικροσκόπια φθορισμού, η πηγή φωτός διέγερσης διέρχεται μέσω του υλικού του δείγματος μέσω ενός συμπυκνωτή για να διεγείρει τον φθορισμό. Το πλεονέκτημα είναι ότι ο φθορισμός είναι ισχυρός σε χαμηλή μεγέθυνση, αλλά το μειονέκτημα είναι ότι ο φθορισμός μειώνεται με την αύξηση της μεγέθυνσης. Έτσι είναι κατάλληλο μόνο για την παρατήρηση μεγαλύτερου υλικού δείγματος.
2. Μικροσκόπηση επιφθορισμού
Το φως διέγερσης πέφτει από τον αντικειμενικό φακό προς τα κάτω στην επιφάνεια του δείγματος, δηλαδή, ο ίδιος αντικειμενικός φακός χρησιμοποιείται με τον συμπυκνωτή φωτισμού και τον αντικειμενικό φακό για τη συλλογή του φθορισμού.
Στην οπτική διαδρομή χρειάζεται να προστεθεί διχρωμικός διαχωριστής δέσμης (διχρωμικός καθρέφτης), ο οποίος σχηματίζει γωνία 45ο με τον οπτικό άξονα. Το φως διέγερσης ανακλάται στον αντικειμενικό φακό και συλλέγεται στο δείγμα. Το φως διέγερσης που ανακλάται από την επιφάνεια ολίσθησης εισέρχεται στον αντικειμενικό φακό ταυτόχρονα, επιστρέφει στον διαχωριστή δέσμης δύο χρωμάτων, διαχωρίζει το φως διέγερσης από τον φθορισμό και το υπόλοιπο φως διέγερσης απορροφάται από το φίλτρο μπλοκαρίσματος. Εάν αλλάξετε σε συνδυασμό διαφορετικών φίλτρων διέγερσης/διχρωματικών διαχωριστών δέσμης/φίλτρων μπλοκαρίσματος, μπορούν να καλυφθούν οι ανάγκες διαφορετικών προϊόντων αντίδρασης φθορισμού.
Το πλεονέκτημα αυτού του είδους μικροσκοπίου φθορισμού είναι ότι ο φωτισμός του οπτικού πεδίου είναι ομοιόμορφος, η απεικόνιση είναι καθαρή και όσο μεγαλύτερη είναι η μεγέθυνση, τόσο ισχυρότερος είναι ο φθορισμός.
μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης
Ένα μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης είναι ένα μικροσκόπιο που μπορεί να μετατρέψει τη διαφορά φάσης (ή διαφορά οπτικής διαδρομής) που δημιουργείται όταν το φως περνά μέσα από ένα αντικείμενο σε μια αλλαγή στο πλάτος (ένταση φωτός). Χρησιμοποιείται κυρίως για την παρατήρηση ζωντανών κυττάρων, μη χρωματισμένων τομών ιστού ή χρωματισμένων δειγμάτων που δεν έχουν αντίθεση.
Το ανθρώπινο μάτι μπορεί να αναγνωρίσει μόνο αλλαγές στο μήκος κύματος (χρώμα) και το πλάτος του ορατού φωτός, αλλά όχι αλλαγές φάσης. Ωστόσο, τα περισσότερα βιολογικά δείγματα είναι εξαιρετικά διαφανή και το πλάτος του φωτεινού κύματος είναι βασικά αμετάβλητο μετά τη διέλευση και μόνο η φάση αλλάζει.
Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης αλλάζει βασικά τη διαφορά οπτικής διαδρομής του ορατού φωτός που διέρχεται από το δείγμα σε διαφορά πλάτους, βελτιώνοντας έτσι την αντίθεση μεταξύ των διαφόρων δομών και καθιστώντας τις διάφορες δομές σαφώς ορατές. Το φως διαθλάται αφού περάσει μέσα από το δείγμα, αποκλίνει από την αρχική οπτική διαδρομή και καθυστερεί κατά 1/4λ (μήκος κύματος) ταυτόχρονα. Εάν αυξηθεί ή μειωθεί κατά 1/4λ, η διαφορά οπτικής διαδρομής γίνεται 1/2λ και οι δύο δέσμες παρεμβάλλονται μετά τον οπτικό άξονα Ενίσχυση, αύξηση ή μείωση του πλάτους, βελτίωση της αντίθεσης.
Δομικά, τα μικροσκόπια αντίθεσης φάσης διαφέρουν από τα συνηθισμένα οπτικά μικροσκόπια στο ότι:
1. Το δακτυλιοειδές διάφραγμα έχει διάφραγμα με άνοιγμα δακτυλίου, το οποίο τοποθετείται μεταξύ της πηγής φωτός και του συμπυκνωτή. Η λειτουργία είναι να κάνει το φως που διέρχεται από τον συμπυκνωτή να σχηματίζει έναν κοίλο φωτεινό κώνο και να εστιάζεται στο δείγμα.
2. Πλάκα φάσης Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης προσθέτει μια πλάκα φάσης επικαλυμμένη με φθοριούχο μαγνήσιο μέσα στον αντικειμενικό φακό για να καθυστερήσει τη φάση του άμεσου φωτός ή του φωτός με διάθλαση κατά 1/4λ. Υπάρχουν δύο περιοχές στην πλάκα φάσης, το τμήμα από το οποίο διέρχεται το άμεσο φως ονομάζεται "συζευγμένη επιφάνεια" και το τμήμα από το οποίο διέρχεται το περιθλαμένο φως ονομάζεται "επιφάνεια αντιστάθμισης". Οι πλάκες φάσης χωρίζονται σε δύο τύπους ανάλογα με τα αποτελέσματα λειτουργίας τους:
(1) Πλάκα συν φάσης: το άμεσο φως καθυστερεί κατά 1/4λ και τα κύματα φωτός υπερτίθενται αφού τα δύο σύνολα κυμάτων φωτός συνδυαστούν για να αυξήσουν το πλάτος και η δομή του δείγματος είναι φωτεινότερη από το περιβάλλον μέσο, σχηματίζοντας ένα φωτεινή αντίθεση (ή αρνητική αντίθεση).
(2) Πλάκα Β συν φάσης: Το περιθλαμένο φως καθυστερεί κατά 1/4λ και τα φωτεινά κύματα των δύο ομάδων φωτός αφαιρούνται αφού ευθυγραμμιστεί ο άξονας και το πλάτος γίνεται μικρότερο. Η δομή του δείγματος είναι πιο σκούρα από το περιβάλλον μέσο, σχηματίζοντας μια σκοτεινή αντίθεση (ή θετική αντίθεση). Ο αντικειμενικός φακός με πλάκα φάσης ονομάζεται αντικειμενικός φακός αντίθεσης φάσης, ο οποίος συχνά σημειώνεται με "Ph" στο περίβλημα του αντικειμενικού φακού.
