Turli optik mikroskoplarning tasnifi va ishlatilishi bilan tanishtirish
Optik mikroskoplarni tasniflash usullari ko'p: ishlatiladigan okulyarlar soniga ko'ra uni binokulyar va monokulyar mikroskoplarga bo'lish mumkin; tasvirning stereo effektga ega yoki yo'qligiga ko'ra, uni stereo mikroskoplarga va stereo bo'lmagan mikroskoplarga bo'lish mumkin; kuzatish ob'ektiga ko'ra, uni biologik mikroskoplar va oltin mikroskoplarga bo'lish mumkin. mikroskop. Fazali mikroskop va boshqalar; optik printsipga ko'ra, uni polarizatsiyalangan yorug'lik mikroskopiga, fazali kontrastli mikroskopga va differentsial shovqin mikroskopiga va boshqalarga bo'lish mumkin; yorug'lik manbasining turiga ko'ra, uni oddiy yorug'lik, floresan, ultrabinafsha nurlar, infraqizil nurlar va lazer mikroskoplari va boshqalarga bo'lish mumkin; qabul qiluvchi turiga koʻra, u Vision, raqamli (kamera) mikroskop va boshqalarga boʻlinishi mumkin.Koʻp qoʻllaniladigan mikroskoplarga binokulyar stereo mikroskop, metallografik mikroskop, qutblangan yorugʻlik mikroskopi, floresan mikroskop va boshqalar kiradi.
1. Binokulyar stereo mikroskop
Binokulyar stereo mikroskop, shuningdek, "qattiq mikroskop" yoki "ajraladigan oyna" sifatida ham tanilgan, ijobiy stereoskopik tuyg'uga ega vizual asbobdir. U biotibbiyot sohasida tilim jarrohligi va mikroxirurgiyada keng qo'llaniladi; sanoatda u mayda qismlar va integral mikrosxemalarni kuzatish, yig'ish va tekshirish uchun ishlatiladi. U quyidagi xususiyatlarga ega:
(1) Ikki kanalli optik yo'ldan foydalangan holda, durbin trubkasidagi chap va o'ng nurlar parallel emas, balki ma'lum bir burchakka ega - ovoz balandligini ko'rish burchagi (odatda 12 daraja -15 daraja), ya'ni chap va o'ng nurlar. Ikkala ko'z ham uch o'lchamli tasvirni beradi. Bu asosan yonma-yon joylashtirilgan ikkita bitta naychali mikroskopdir. Ikki linzali bochkaning optik o'qlari tomonidan yaratilgan ko'rish burchagi, odam ikkala ko'z bilan ob'ektni kuzatganda hosil bo'lgan ko'rish burchagiga teng bo'lib, shu bilan uch o'lchovli makonda uch o'lchovli vizual tasvirni hosil qiladi.
(2) Tasvir to'g'ri, ishlatish va ajratish oson, chunki okulyar ostidagi prizma tasvirni teskari qiladi.
(3) Kattalashtirish an'anaviy mikroskop kabi yaxshi bo'lmasa-da, u uzoq ish masofasiga ega.
(4) Fokus chuqurligi katta, bu tekshirilayotgan ob'ektning butun qatlamini kuzatish uchun qulay.
(5) Ko'rish maydonining diametri katta.
Joriy stereoskopning optik tuzilishi: oddiy asosiy ob'ektiv linzalar orqali, ob'ektni tasvirlashdan keyin ikkita yorug'lik nurlari umumiy ko'rish burchagini hosil qilish uchun ikkita oraliq ob'ektiv linzalar - masshtabli linzalar bilan ajratiladi va keyin tegishli ko'zoynaklar orqali tasvirlanadi. , oraliq o'zgartirish orqali oyna guruhlari orasidagi masofa uning kattalashtirish o'zgarishini olish uchun, shuning uchun u ham deyiladi "Zoom-stereomikroskop". Ilova talablariga muvofiq, joriy stereoskop floresan, fotografiya, videografiya, sovuq yorug'lik manbai va boshqalar kabi ko'plab qo'shimcha aksessuarlar bilan jihozlanishi mumkin.
2. Metallografik mikroskop
Metalografik mikroskop - bu metallar va minerallar kabi shaffof bo'lmagan narsalarning metallografik tuzilishini kuzatish uchun maxsus ishlatiladigan mikroskop. Bu noaniq ob'ektlarni oddiy o'tadigan yorug'lik mikroskoplari bilan kuzatish mumkin emas, shuning uchun metallografiyaning oddiy mikroskoplardan asosiy farqi shundaki, birinchisi aks ettirilgan yorug'likdan foydalanadi, ikkinchisi esa yorug'lik uchun o'tadigan yorug'likdan foydalanadi. Metalografik mikroskopda yorug'lik nuri ob'ektiv linzalari yo'nalishidan kuzatilgan ob'ekt yuzasiga chiqariladi, ob'ekt yuzasida aks ettiriladi va keyin tasvirlash uchun ob'ektiv linzaga qaytariladi. Ushbu aks ettiruvchi yoritish usuli, shuningdek, integral mikrosxemalar silikon gofretlarni tekshirishda keng qo'llaniladi.
3. Polarizatsiya qiluvchi mikroskop
Polarizatsiya qiluvchi mikroskoplar shaffof va shaffof bo'lmagan anizotrop materiallarni o'rganish uchun ishlatiladigan mikroskoplardir. Ikki sinishi bo'lgan barcha moddalarni polarizatsiya qiluvchi mikroskop ostida aniq ajratish mumkin. Albatta, bu moddalarni bo'yash orqali ham kuzatish mumkin, ammo ba'zilari mumkin emas va polarizatsiya qiluvchi mikroskoplardan foydalanish kerak.
(1) Polarizatsiya qiluvchi mikroskoplarning xususiyatlari
Moddaning mono refringent (barcha yo'nalishda) yoki ikki tomonlama (anizotrop) ekanligini aniqlash uchun mikroskopiya uchun oddiy yorug'likni qutblangan nurga aylantirish usuli. Ikki sinishi kristallarning asosiy xususiyatidir. Shuning uchun polarizatsiyalangan yorug'lik mikroskoplari minerallar, kimyo va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi, shuningdek, biologiya, botanika va boshqa sohalarda qo'llaniladi.
(2) Polarizatsiyalangan yorug'lik mikroskopining asosiy printsipi
Polarizatsiyalangan yorug'lik mikroskopining printsipi ancha murakkab, shuning uchun men bu erda uni juda ko'p kiritmayman. Polarizatsiya qiluvchi mikroskop quyidagi aksessuarlarga ega bo'lishi kerak: polarizator, analizator, kompensator yoki fazali plastinka, maxsus stresssiz ob'ektiv linzalari, aylanuvchi bosqich.
(3) Polarizatsiya qiluvchi mikroskop usuli
Bir turdagi. Ortoskop: Buzilishsiz mikroskop sifatida ham tanilgan, u mavzuni o'rganish uchun Bertrand linzalari o'rniga past kattalashtiruvchi ob'ektiv linzalardan foydalanish bilan tavsiflanadi. Polarizatsiyalangan yorug'lik bilan bevosita o'rganish. Shu bilan birga, yorug'lik diafragmasini kichikroq qilish uchun kondensatorning yuqori linzalari bir-biridan itariladi. Ob'ektning ikki sinuvchanligini tekshirish uchun oddiy fazali mikroskopdan foydalaniladi.
b. Konoskop: Interferentsiyali mikroskop sifatida ham tanilgan, u qutblangan yorug'lik xalaqit berganda hosil bo'lgan shovqin naqshlarini o'rganadi. Bu usul ob'ektning bir o'qli yoki ikki o'qliligini kuzatish uchun ishlatiladi. Bu usulda yorug'lik uchun kuchli konversion qutblangan yorug'lik nuri ishlatiladi.
(4) Polarizatsiya qiluvchi mikroskoplarga qo'yiladigan talablar
Bir turdagi. Yorug'lik manbai: monoxromatik yorug'likdan foydalanish yaxshidir, chunki yorug'lik tezligi, sinishi indeksi va interferentsiya hodisalari to'lqin uzunliklariga qarab o'zgaradi. Umumiy mikroskoplar oddiy yorug'likdan foydalanishi mumkin.
b. Ko'zoynaklar: ko'ndalang chiziqli ko'zoynaklar.
C. Kondensator: Parallel qutblangan yorug'likni olish uchun yuqori linzani tashqariga chiqarishi mumkin bo'lgan tebranish kondensatoridan foydalanish kerak.
d. Bertrand linzalari: kondanserning optik yo'lidagi yordamchi element bo'lib, u ob'ekt tomonidan yuzaga kelgan birlamchi fazani ikkilamchi fazaga kuchaytiradigan yordamchi linzadir. Ob'ektivning orqa fokus tekisligida hosil bo'lgan planar interferentsiya naqshini okulyar bilan kuzatishni kafolatlaydi.
(5) Polarizatsiya qiluvchi mikroskoplarga qo'yiladigan talablar
Bir turdagi. Sahna markazi optik o'q bilan koaksiyaldir.
b. Polarizator va analizator to'rtburchak holatda bo'lishi kerak.
C. Otish juda nozik bo'lmasligi kerak.
4. Floresan mikroskopiyasi
Floresan mikroskopiyasi uzoq to'lqinli floresansni qo'zg'atish va hosil qilish uchun flüoresan bilan bo'yalgan ob'ektni nurlantirish uchun qisqa to'lqinli yorug'likdan foydalanadi va keyin kuzatadi. Floresan mikroskopiya biologiya, tibbiyot va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi.
(1) Floresan mikroskoplari odatda ikki turga bo'linadi: uzatish turi va epi-yoritilish turi.
Bir turdagi. Etkazish turi: qo'zg'atuvchi yorug'lik tekshirilayotgan ob'ektning pastki yuzasidan chiqariladi va kondensator qorong'u maydon kondensatoridir, shuning uchun qo'zg'atuvchi yorug'lik ob'ektiv linzaga kirmaydi va flüoresans ob'ektiv linzaga kiradi. Bu past kattalashtirishda yorqin va yuqori kattalashtirishda qorong'i. Yog 'yog'iga botirish va neytrallash operatsiyalari qiyin, ayniqsa past kattalashtirish yorug'lik diapazonini aniqlash qiyin, lekin juda qorong'i fonlarni olish mumkin. Transmissiv turi shaffof bo'lmagan tekshirish ob'ektlari uchun ishlatilmaydi.
Transmissiya turi hozirda deyarli yo'q qilingan. Ko'pgina yangi floresan mikroskoplar epitaksialdir. Yorug'lik manbai sinov ob'ektining yuqorisidan keladi va optik yo'lda shaffof va shaffof bo'lmagan sinov ob'ektlari uchun mos keladigan nurni ajratuvchi mavjud. Ob'ektiv linza kondensator rolini o'ynaganligi sababli, u nafaqat oson ishlaydi, balki butun ko'rish maydonini past kattalashtirishdan yuqori kattalashtirishgacha bir xilda yoritilishiga erisha oladi.
(2) Floresan mikroskopiya uchun ehtiyot choralari
Bir turdagi. Qo'zg'atuvchi nurning uzoq muddatli ta'siri floresan parchalanishiga va söndürülmesine olib keladi, shuning uchun kuzatish vaqtini iloji boricha qisqartirish kerak. .
b. Yog 'ko'rish uchun "lyuminestsent bo'lmagan moy" dan foydalaning.
C. Floresan deyarli har doim zaif va qorong'i xonada bajarilishi kerak.
d. Elektr ta'minotida kuchlanish stabilizatorini o'rnatish eng yaxshisidir, aks holda kuchlanishning beqarorligi nafaqat simob chiroqning ishlash muddatini qisqartiradi, balki mikroskopning ta'siriga ham ta'sir qiladi.
Hozirgi vaqtda ko'plab biologik tadqiqot sohalari floresan mikroskopiya usullariga, masalan, gen in situ gibridizatsiyasi (FISH) uchun qo'llaniladi.
5. Fazali kontrastli mikroskop
Optik mikroskopni ishlab chiqishda fazali kontrastli mikroskopning muvaffaqiyatli ixtirosi zamonaviy mikroskop texnologiyasining muhim yutug'idir. Biz bilamizki, inson ko'zi faqat yorug'lik to'lqinlarining to'lqin uzunligini (rangini) va amplitudasini (yorqinligini) ajrata oladi. Rangsiz va shaffof biologik namunalar uchun yorug'lik o'tganda to'lqin uzunligi va amplitudasi unchalik o'zgarmaydi, shuning uchun yorqin maydonda namunani kuzatish qiyin. .
Fazali kontrastli mikroskop - bu mikroskopik aniqlashni amalga oshirish uchun tekshirilayotgan ob'ektning optik yo'l farqidan foydalanish, ya'ni inson ko'zi bilan ajratib bo'lmaydigan fazalar farqini, hatto farqlanadigan amplituda farqiga o'zgartirish uchun yorug'likning interferentsiya fenomenidan samarali foydalanish. agar u rangsiz va shaffof bo'lsa. Materiya ham aniq ko'rinadigan bo'lishi mumkin. Bu tirik hujayralarni kuzatishni sezilarli darajada osonlashtiradi, shuning uchun fazali kontrastli mikroskop teskari mikroskoplar uchun keng qo'llaniladi.
Fazali kontrastli mikroskop uskunadagi yorqin maydondan farq qiladi va ba'zi maxsus talablarga ega:
a. Kondensator ostida o'rnatilgan va kondansatör bilan birlashtirilgan - fazali kontrastli kondansatör. U diskda o'rnatilgan turli o'lchamdagi halqa diafragmalaridan iborat bo'lib, tashqi tomonida 10X, 20X, 40X, 100X va hokazo so'zlar mavjud bo'lib, ular mos keladigan ko'paytmali ob'ektiv linzalar bilan birgalikda ishlatiladi.
b.Phaseplate: Ob'ektiv linzalarning orqa markazlashtirilgan tekisligiga o'rnatilgan, u ikki qismga bo'linadi, biri to'g'ridan-to'g'ri yorug'lik o'tadigan qismdir, bu konjugat tekislik deb ataladigan shaffof halqadir; ikkinchisi difraksiyalangan yorug'lik "kompensatsiya qiladigan" qismdir. Fazali plitalari bo'lgan maqsadlar "faza kontrasti maqsadlari" deb ataladi va "Ph" so'zi ko'pincha korpusda yoziladi.
Fazali kontrastli mikroskopiya nisbatan murakkab mikroskopiya usuli hisoblanadi. Yaxshi kuzatish effektini olish uchun mikroskopni disk raskadrovka qilish juda muhimdir. Bundan tashqari, quyidagi jihatlarni ham ta'kidlash kerak:
Bir turdagi. Yorug'lik manbai kuchli bo'lishi kerak va barcha diafragma diafragmalari ochiq bo'lishi kerak;
b. Yorug'lik to'lqinlarini deyarli monoxromatik qilish uchun rangli filtrlardan foydalaning.
6. Differensial interferentsiyali kontrastli mikroskopiya (Diffe Rent Interference Contrast DIC)
Differensial interferentsiyali kontrastli mikroskop 1960-yillarda paydo bo'lgan. U nafaqat rangsiz va shaffof ob'ektlarni kuzatishi, balki kuchli stereoskopik tasvirlarni ham taqdim eta oladi va fazali kontrastli mikroskopga erisha olmaydigan ba'zi afzalliklarga ega. , kuzatish effekti yanada realdir.
(1) Printsiplar
Differensial interferentsiyali kontrastli mikroskop nurni parchalash uchun maxsus Wollaston prizmalaridan foydalanadi. Ajratilgan nurlarning tebranish yo'nalishlari bir-biriga perpendikulyar va intensivligi tengdir. Tekshiriladigan ob'ektdan o'tadigan nurning ikkita nuqtasi bir-biriga juda yaqin va fazalari bir oz farq qiladi. Ikki yorug'lik nurlari orasidagi masofa juda kichik bo'lganligi sababli, tasvirni uch o'lchamli ko'rinishga olib keladigan hech qanday sharpa hodisasi yo'q.
(2) Differensial interferentsiyali kontrastli mikroskop uchun zarur bo'lgan maxsus qismlar:
a. Polarizator
b. Analizator
C. 2 Vollaston prizmasi
(3) Differensial interferentsiyali kontrastli mikroskopda ehtiyot choralari
Bir turdagi. Differensial shovqinning yuqori sezuvchanligi tufayli plastinka yuzasida axloqsizlik va chang bo'lmasligi kerak.
b. Ikki sinishi bo'lgan moddalar differensial interferentsiyali kontrastli mikroskopning ta'siriga erisha olmaydi.
C. Invert mikroskopga differensial interferensiya qo‘llashda plastik petri idishlaridan foydalanish mumkin emas.
7. Invert mikroskop (Invertedmicroscope)
Invertli mikroskop biotibbiyot sohasida to'qimalar madaniyatini, in vitro hujayra madaniyatini, planktonni, atrof-muhitni muhofaza qilishni, oziq-ovqat mahsulotlarini tekshirishni va hokazolarni mikroskopik kuzatish uchun javob beradi.
Yuqorida aytib o'tilgan namunaviy xususiyatlarning cheklanganligi sababli, tekshiriladigan ob'ektni petri idishiga (yoki kultura shishasiga) joylashtirish teskari mikroskop ob'ektivi va kondensatorning uzoq ish masofasini talab qiladi va tekshirilayotgan ob'ektni petri idishida saqlash mumkin. bevosita tekshiriladi. Mikroskopik kuzatish va tadqiqot. Shuning uchun, ob'ektiv linzalari, kondensator linzalari va yorug'lik manbalarining pozitsiyalari teskari bo'ladi, shuning uchun u "teskari mikroskop" deb ataladi.
Ish masofasi cheklovlari tufayli teskari mikroskop ob'ektivlari maksimal 60X kattalashtirishga ega. Odatda, tadqiqot uchun teskari mikroskoplar 4X, 10X, 20X va 40X fazali kontrastli maqsadlar bilan jihozlangan, chunki teskari mikroskoplar asosan rangsiz va shaffof in vivo kuzatish uchun ishlatiladi. Agar foydalanuvchining maxsus ehtiyojlari bo'lsa, differentsial shovqin, floresans va oddiy polarizatsiyalangan yorug'likni kuzatishni yakunlash uchun boshqa aksessuarlar ham tanlanishi mumkin.
Invertli mikroskoplar yamoq qisqichi, transgenik ICSI va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi.
8. Raqamli mikroskop
Raqamli mikroskop - bu qabul qiluvchi element sifatida kameradan (ya'ni, televizor kamerasi ob'ektivi yoki zaryad bilan bog'langan qurilma) foydalanadigan mikroskop. Mikroskopning haqiqiy tasvir yuzasiga qabul qiluvchi sifatida inson ko'zini almashtirish uchun kamera o'rnatilgan. Optoelektron qurilma optik tasvirni elektr signali tasviriga aylantiradi, so'ngra o'lchamlarni aniqlash va zarrachalarni hisoblashni amalga oshiradi. Ushbu turdagi mikroskoplar aniqlash va ma'lumotlarni qayta ishlashni avtomatlashtirishni osonlashtirish uchun kompyuter bilan birgalikda ishlatilishi mumkin va asosan ko'p zerikarli aniqlash ishlarini talab qiladigan holatlarda qo'llaniladi.
2. Turli optik mikroskoplardan foydalanish
Floresan mikroskopida ob'ektlarni kuzatish uchun namuna tomonidan chiqarilgan floresans ishlatiladi;
Stereo mikroskoplar ob'ektlarning uch o'lchovli tasvirlarini kuzatish uchun ishlatilishi mumkin;
Proyeksiyalovchi mikroskop ob'ekt tasvirini bir vaqtning o'zida bir nechta odam kuzatishi uchun proyeksiya ekraniga proyeksiya qilishi mumkin;
Hujayra madaniyati, to'qima madaniyati va mikrobial tadqiqotlar uchun teskari mikroskoplar;
Fazali kontrastli mikroskop rangsiz va shaffof namunalarni kuzatish uchun ishlatiladi;
Masalan, qorong'u maydon mikroskopiyasi bakteriyalar va spiroketlarni kuzatish uchun ishlatiladi. sportga xos.
