Prije nego što detaljno proučimo dijelove koji čine mikroskop, važno je da znamo Što je ovaj instrument i zašto je predstavljao znanstvenu revoluciju?Mikroskop je optički instrument dizajniran za stvaranje znatno uvećanih slika izuzetno malih objekata, kao što su stanice, mikroorganizmi ili unutarnje strukture tkivakoji su praktički nevidljivi ljudskom oku. Omogućavajući promatranje tih elemenata i razlikovanje njihovih finih detalja, mikroskop je postao bitan alat za znanstvenu praksu.
Mikroskop mora biti sposoban obavljati tri osnovna zadatka: uvećaj sliku (učini ga većim), razriješiti vrlo fine detalje (razlikovati vrlo bliske točke kao odvojene elemente) i projicirati tu sliku na način da je ljudsko oko ili kamera mogu jasno vidjetiDa bi se to postiglo, kombinira niz mehaničkih i optičkih elemenata koji rade zajedno. Razumijevanje dijelova mikroskopa i njihovih funkcija ključno je za njegovu ispravnu upotrebu i izbjegavanje pogrešaka u fokusiranju, osvjetljavanju ili interpretaciji uzorka.
Malo povijesti
Izum mikroskopa ostaje neizvjestan. Međutim, unatoč spominjanju nizozemskog trgovca po imenu Anton Van Leeuwenhoek, koji je poznat kao otac mikrobiologije Iako mu se pripisuje otkriće crvenih krvnih stanica i poboljšanje mikroskopa, prvi izum zapravo je došao od nizozemskog proizvođača leća Zacchariasa Janssena i njegovog oca Hansa Janssena. To se dogodilo oko 1590. godine.
Ovi rani dizajni odgovarali su vrlo rudimentarni složeni mikroskopSastojao se od izdužene cijevi s lećama na krajevima. Bio je to složeni mikroskop s cijevi duljine približno 45 cm i promjera 5 cm, s konveksnom lećom na svakom kraju. Gledanje kroz ovaj sustav stvaralo je uvećane slike, iako s mnogim optičkim aberacijama i obojenim aureolama zbog... kromatska i sferna aberacija.
Oko 1673. Nizozemac Antoni Van Leeuwenhoek, koji je bio prodavač tkanina bez formalnog znanstvenog obrazovanjaZainteresirao se za sitne prikaze života koje je opažao promatrajući tkiva povećalima, što ga je navelo da izradi vlastite jednostavne mikroskope s jednom lećom. Zahvaljujući svojoj vještini poliranja visokokvalitetnih leća, postigao je iznenađujuća povećanja za to vrijeme, te je tako postao pravi stručnjak. lovac na mikrobe.
Neki tvrde da je izradio više od 500 leće za povećanjes kojima su mogli povećati izvornu veličinu mikroorganizama do 500 puta. Van Leeuwenhoeku se pripisuju otkrića bakterije, protozoe a prema nekim publikacijama i spermaIako su njegovi mikroskopi bili tehnički jednostavni (jedna leća), nadmašili su mnoge složene mikroskope svog vremena u kvaliteti slike upravo zato što su predstavljali manje problema s optičkim aberacijama.
U međuvremenu, drugi znanstvenici, kao što su Robert hooke Razvili su sofisticiranije složene mikroskope. Hooke je opisao strukturu pluta u jednom od svojih djela i skovao termin "ćelija" vidjevši male šupljine koje su ga podsjećale na stanice saća. Tijekom vremena, i zahvaljujući poboljšanjima u proizvodnji leća i mehanici instrumenata, mikroskopi su dobili rezoluciju, stabilnost i jednostavnost korištenja, te su na kraju postali moćan laboratorijski alat kakav danas poznajemo.
Kasniji napredak u formuliranju stakla, Korekcija kromatskih aberacija Uvođenje antirefleksnih premaza omogućilo je proizvodnju mnogo preciznijih leća i okulara. Kasnije su ugrađeni električni izvori svjetlosti, sustavi za fino fokusiranje, binokularni okulari i, u moderno doba, ... digitalni i inteligentni mikroskopi koji integriraju kamere, softver za analizu slike i automatizaciju zadataka kao što su fotomikrografija, podešavanje ekspozicije ili serijsko snimanje slika.
Klasifikacija mikroskopa
Postoji širok raspon mikroskopa, što omogućuje njihovu klasifikaciju prema nekoliko ključnih kriterija. Razumijevanje tih klasifikacija korisno je za odabir prave vrste mikroskopa ovisno o njegovoj namjeni u laboratoriju, školi ili industriji.
Osnovna klasifikacija se provodi prema broju leća, sustavu osvjetljenja, propusnosti svjetlosti, broju okulara i konfiguraciji elemenata.
- Prema broju leća: Jednostavni (jedna leća, poput povećala) i složeni (kombiniraju objektiv i okular za postizanje povećanja u dva stupnja).
- Prema sustavu osvjetljenja: Optička vidljiva svjetlost (najčešća u nastavi i laboratoriju), elektronička (kao što su transmisijski ili skenirajući elektronski mikroskop), ultraljubičasta svjetlost, polarizirana svjetlost i fluorescencija.
- Prema prijenosu svjetlosti: Propuštena svjetlost (svjetlost prolazi kroz uzorak, idealno za tanka tkiva) i reflektirana ili episkopska svjetlost (svjetlost se reflektira od površine uzorka, široko se koristi u materijalima i elektronici).
- Prema broju okulara: Monokularni (jedan okular), binokularni (dva okulara za ugodnije promatranje i prividni stereoskopski vid) i trinokularni (dva okulara za izravno promatranje i treći tubus za kameru).
- Prema konfiguraciji elemenata: Digitalni (integriraju kameru i često računalnu vezu), stereoskopski ili disekcijski (nude prividnu trodimenzionalnu sliku i mala povećanja, vrlo korisni za terenski rad ili disekciju).
Postoje i druge vrste specijaliziranih mikroskopa, kao što su: tamno polje (poboljšava kontrast lagano obojenih uzoraka), konfokalni (izrađuje slike visoke rezolucije i 3D optičke rezove) i od fazni kontrast (idealno za prozirne, neobojene žive stanice).
Osim razlikovanja tipova, pri odabiru mikroskopa preporučljivo je uzeti u obzir i parametre kao što su rezolucija (mogućnost odvajanja dvije vrlo bliske točke), korisna pojačavajuća snagakvaliteta njegovih leća i kondenzora, te dostupan proračunNeki modeli pružaju veću rezoluciju s manjim prividnim povećanjem, što može biti korisnije od pretjeranog povećanja, ali bez stvarnih detalja.
Dijelovi mikroskopa
Da bismo odredili dijelove mikroskopa, govorimo o dva glavna skupa: mehanički sustav y optički sustav.
Mehanički sustav sastoji se od svih dijelova koji osiguravaju potpora, stabilnost i kretanje optičkim elementima. Optički sustav sastoji se od leća i povezanih komponenti formiranje slike, povećanje i osvjetljenjeKombinirani rad oba sustava omogućuje jasno promatranje uzorka postavljenog na stolić.
Mnogi tekstovi također spominju tri opća strukturna dijela: glava ili tijelo (gdje je koncentrirana većina optičkih elemenata), baza (potpora i rasvjeta) i ruka (veza između baze i glave). Iako se nazivi mogu malo razlikovati, funkcija je u biti ista.
Mehanički sustav mikroskopa
Kao Mehanički sustavNosač, koji se naziva i rig, dolazi u raznim oblicima i veličinama. Postoje veliki, srednji i mali ili prijenosni modeli. Veći modeli često uključuju sve potrebne elemente za profesionalni radkao i omogućavanje razmjene dijelova i pribora za vrlo raznolika zapažanja.
Unatoč razlikama u veličini, većina složenih optičkih mikroskopa dijeli slične karakteristike i dijelove, gdje su strukturni elementi odgovorni za držite uzorke poravnatima, osigurajte stabilnost uređaja i omogućuju precizne pokrete za fokusiranje.
-
Baza ili stopalo:
Obično je to najteži dio kako bi se opskrbilo potrebna ravnoteža i stabilnost neophodan za provođenje studije. Nalazi se na dnu mikroskopa i Preostali elementi su postavljeni na njega.Obično je u obliku slova Y, potkove ili pravokutnog oblika, a unutar njega se, u većini modernih modela, nalazi iluminator ili izvor svjetlosti.
Uključuje neke na dnu neklizajući gumeni odbojnici kako bi se spriječilo klizanje mikroskopa po površini na kojoj se nalazi. Ova baza također pomaže u apsorpciji malih vibracija, što poboljšava oštrinu slike pri korištenju velikog povećanja.
-
ruka:
To je srednji dio mikroskopa koji povezuje sve njegove dijelove i čini kostur mikroskopaOdgovoran je za spajanje površine na koju se uzorak postavlja s okularom kroz koji se može promatrati. Različite leće u mikroskopu pričvršćene su na krak, i objektiv i okular.
U mnogim modelima, ruka također uključuje makrometrijski i mikrometrijski sustav fokusiranja Također služi kao ručka za siguran transport mikroskopa. Stoga se prilikom premještanja opreme preporučuje držanje za krak jednom rukom, a drugom podupiranje baze, izbjegavajući udarce i neusklađenost.
-
Valjak:
Uzorak koji se promatra postavlja se tamo. Pozornica je ravna, kruta površina, obično metalna, na koju se postavlja staklena pločica s uzorkom. Vertikalni položaj ove površine u odnos objektivnih leća Podešava se pomoću dva vijka koji se nalaze vrlo blizu baze ili na samoj ruci.
Pladanj ima središnja rupa kroz koji se uzorak osvjetljava, budući da svjetlosni snop iz žarulje ili zrcala mora proći kroz njega. Postoje i dvije stezaljke pričvršćene na ovo, nazvane kopče za ploču, koje čvrsto drže klizač.
Napredniji mikroskopi koriste mehanička pločaTo uključuje vijke ili gumbe za kontrolirano pomicanje uzorka duž osi X i Y (horizontalno i vertikalno). To omogućuje skeniranje uzorka bez dodirivanja prstima, što rezultira glatkim i preciznim pokretima tijekom promatranja.
-
Pinceta:
Pričvršćeni su na ploču i omogućuju držite uzorak u fiksnom položajuNjegova je funkcija spriječiti pomicanje dijapozitiva tijekom fokusiranja ili pri pomicanju stolića, što je posebno važno pri radu s velikim uvećanjima ili pri preciznim mjerenjima.
-
Grubi vijak:
Njegova je funkcija podešavanje vertikalnog položaja uzorka u odnosu na objektiv. Ovaj veći vijak djeluje na cijev ili stolić, omogućujući relativno veliki pomaci u vertikalnom smjeru. Koristi se za dobivanje početnog fokusa koji se zatim nadopunjuje sljedećim vijkom koji se naziva mikrometarski vijak.
Kretanje koje generira obično je slično kretanju zatvaračbrzim pomicanjem objektiva bliže ili dalje od uzorka. Stoga se mora pažljivo koristiti pri radu s objektivima velikog povećanja kako bi se izbjeglo da leća udari u predmetno staklo.
-
Mikrometrijski vijak:
Ima veću preciznost, pa se koristi za postizanje fino i precizno fokusiranje uzorka. Njegovo podešavanje mora se izvoditi polako zbog vertikalnog pomaka stolića ili cijevi. Pokreti koje proizvodi izuzetno su mali (reda veličine tisućinki milimetra), što omogućuje fino podešavanje fokusa kako bi se postigao maksimalni stupanj oštrine.
U mnogim mikroskopima, gumbi za grubo i fino podešavanje su kombinirani u jedan koaksijalni sustav (dva koncentrična kotača), što olakšava rukovanje i štedi prostor na instrumentnoj ruci.
-
Promiješati:
To je rotirajući dio na koji su montirane leće. Također je poznat kao objektivna kupola ili nosni dioVrijedi spomenuti da svaka leća ima specifične karakteristike; to jest, svaka pruža drugačije povećanje. Revolver vam omogućuje odabir najprikladnije leće za specifične potrebe studije.
Revolver vam obično omogućuje izbor između tri ili četiri različita ciljaIako neki napredni modeli mogu uključivati više. Obično uključuje sustav klika ili zaustavljanja koji pokazuje kada je leća ispravno centrirana na optičkoj osi. Ovo centriranje je bitno za oštru sliku i dobro poravnato vidno polje.
-
Cijev:
Kao što mu ime govori, to je cijev pričvršćena na krak mikroskop koji omogućuje vezu između okulara i objektiva. To je strukturna komponenta koja je bitna za održavanje ispravnog poravnanje optičkih elemenataU nekim izvedbama, cijev se može podijeliti u nekoliko segmenata, posebno kod trinokularnih mikroskopa ili onih s nagibnim glavama.
U binokularnim mikroskopima, cijev se dijeli na dvije grane kako bi smjestila dva okulara i, u mnogim slučajevima, omogućuje podešavanje interpupilarna udaljenostprilagođavajući se udaljenosti između očiju korisnika za ugodno gledanje.
Osim ovih dijelova, neki mikroskopi uključuju i graničnik kadra ili fokusa koji kontrolira koliko se stolić može podići, sprječavajući kontakt objektiva s predmetnim stakalcem i potencijalno oštećenje uzorka i optike.
Dijelovi optičkog sustava
Već smo objasnili elemente koji čine mehanički sustav mikroskopa. Sada ćemo detaljnije saznati o dijelovi optičkog sustavaOvaj sustav je odgovoran za generiranje i manipuliranje adekvatno svjetlo što je opravdano prema studiji koja će se provesti, kao i za oblikovanje i proširenje slike uzorka.
Optički dijelovi mikroskopa koriste se za vidjeti, povećati i stvoriti jasnu sliku uzorka postavljenog na predmetno staklo. Uključuju leće, dijafragme, prizme i izvor svjetlosti. Svi su oni dizajnirani kako bi se što više smanjili problemi poput izobličenje, zamućenje i aberacije boja.
-
Reflektor ili izvor svjetlosti:
To je, naravno, bitan element jer generira svjetlost usmjerenu prema uzorku. Ovisno o vrsti mikroskopa, svjetlosni snop koji emitira lampa usmjerava se prema zrcalu koje pak... vrijeme ga preusmjerava na uzorakili putuje izravno do kondenzatora koji se nalazi ispod ploče.
Izvor svjetlosti je obično halogena ili LED žarulja Integriran u bazu mikroskopa, s relativno niskim naponom kako bi se izbjeglo pregrijavanje uzorka. Neki modeli omogućuju podešavanje intenziteta svjetlosti pomoću potenciometar ili reostatšto pomaže u podešavanju kontrasta i vizualne udobnosti promatrača.
Položaj fokusa ovisit će o tome je li riječ o mikroskopu reflektirana svjetlost ili propuštena svjetlostKod propuštene svjetlosti, izvor svjetlosti nalazi se ispod stolića. Kod reflektirane svjetlosti, iluminator se nalazi iznad i svjetlost pada na površinu uzorka odozgo.
-
Kondenzator:
On je zadužen za koncentrirati i fokusirati svjetlosne zrake koje dolaze od izvora svjetlosti prema uzorku. Normalno su divergentne, pa kondenzor mijenja njihov smjer, čineći ih paralelnima ili čak konvergentnima, tako da homogeno osvjetljavaju vidno polje.
Nalazi se odmah ispod ploče i obično je popraćen mehanizam samofokusiranja (gumb za fokusiranje kondenzatora) koji vam omogućuje podizanje ili spuštanje kako biste prilagodili način na koji svjetlost pada na uzorak, što je posebno važno pri radu s većim uvećanjima (iznad 400x).
U visokokvalitetnim mikroskopima, upotreba Abbeov kondenzatorDizajniran da ponudi visoku numeričku aperturu i vrlo kontrolirano osvjetljenje, što pomaže u dobivanju jasnih i dobro kontrastnih slika čak i s objektivima s velikim uvećanjem.
-
Dijafragma:
Ovaj dio vam omogućuje regulaciju količina svjetlosti koja ulazi u uzorakOva radnja reguliranja svjetla otvara mogućnost mijenjanja kontrast s kojim se uzorak promatraDijafragma se nalazi odmah ispod stolića, povezana je s kondenzorom, a njezina optimalna postavka ovisi o vrsti uzorka koji se promatra, kao i o transparentnost istog.
Djeluje slično kao šarenica ljudskog okaOtvor blende: kada se otvori, propušta više svjetla, a kada se zatvori, smanjuje ga. Ispravno podešavanje otvora blende pomaže u izbjegavanju previše svijetlih ili previše tamnih slika i omogućuje vam isticanje detalja koji bi mogli proći nezapaženo pri nepravilnom osvjetljenju.
-
cilj:
Ovaj element je skup leća koje su najbliže uzorkuOve leće proizvode prvi stupanj uvećanja. Objektivi su montirani na revolver, što omogućuje odabir odgovarajućeg objektiva za potrebno uvećanje.
Na svojoj strani imaju napisano sljedeće: uvećanje (npr. 4x, 10x, 40x, 100x) i numeričko otvaranje što priznaju, ključni parametar za rezoluciju. Po prirodi im je žarišna duljina vrlo kratka, posebno kod leća s velikim povećanjem, što zahtijeva približavanje leće uzorku kako bi se dobila fokusirana slika.
Mnogi mikroskopi imaju barem tri cilja: jedan od malo povećanje ili skeniranje, jedan srednji i jedan od visoki porastNeki uključuju objektiv za imerziju u ulje, koji omogućuje veću razlučivost povećanjem indeksa loma između leće i uzorka.
-
Očni:
Nakon što objektiv osigura prvi stupanj uvećanja, okular, kao optički element, je ono što osigurava druga faza uvećanja slikeTo jest, također povećava sliku koja je prethodno uvećana objektivom, iako je povećanje koje pruža okular obično manje od povećanja objektiva.
Unatoč tome, upravo kroz ovaj element netko može zapravo promatrati uzorakVećina standardnih okulara nudi povećanje od 10x, iako su dostupni i okulari od 5x, 15x ili 20x, ovisno o vrsti rada. Tu dolazi do izražaja klasifikacija mikroskopa. monokulari, dalekozori, pa čak i trinokulari.
Shvativši tada da ukupno povećanje mikroskopa Uvećanje se određuje kombinacijom objektiva i okulara (množenjem obje vrijednosti). Odabir prave kombinacije ključan je za uravnoteženje uvećanja, vidnog polja i svjetline. Prekomjerno uvećanje bez dovoljne rezolucije daje samo vrlo veliku sliku, ali bez korisnih detalja.
-
Optička prizma:
Prema nekim medicinskim tekstovima, neki mikroskopi uključuju prizme sposobne za korekciju smjera svjetlostiOvaj element je bitan kod binokularnih mikroskopa, budući da prizma dijeli snop svjetlosti koji dolazi iz objektiva tako da se može usmjeriti prema dva različita okulara.
Osim što cijepaju snop, ove prizme mogu ispravna orijentacija sliketako da ono što se promatra pojavljuje se s ispravnom orijentacijom, a ne obrnuto ili preokrenuto, što olakšava interpretaciju uzorka. U trinokularnim mikroskopima, prizme također mogu usmjeriti dio svjetlosti prema trećoj cijevi, na koju je pričvršćena kamera za fotomikrografiju ili video u stvarnom vremenu.
Ostali električni i upravljački elementi
Mnogi moderni modeli uključuju unutarnji ili vanjski transformator koji prilagođava električnu struju potrebama mikroskopske lampe, budući da je snaga žarulje obično niža od one iz kućne električne mreže. Neki transformatori imaju kontrola intenziteta što vam omogućuje promjenu svjetline bez dodirivanja dijafragme, čime se postiže ugodnije osvjetljenje za duge sesije promatranja.
S obzirom na sve gore navedeno, možemo biti sigurni u elemente koji čine mikroskop, koji je bitan instrument za proučavanje mikroorganizama koji utječu na razvoj čovječanstva. biomedicinska istraživanja, u analizi materijala i u istraživanju Bolesti kao i njegova moguća rješenja. Zahvaljujući kombinaciji stabilne mehaničke strukture s preciznim optičkim sustavom i kontroliranim osvjetljenjem, ovaj instrument proširio je granice onoga što ljudsko oko može vidjeti i zauvijek promijenio način na koji razumijemo mikroskopski svijet.