Mai multe microscoape optice speciale și diferențele lor
1 microscop cu câmp întunecat
Microscopul cu câmp întunecat nu are funcția de a observa structura fină din interiorul obiectului, dar poate distinge existența și mișcarea particulelor peste 0.004 μm. Prin urmare, este adesea folosit pentru a observa structura celulelor vii și mișcarea particulelor intracelulare.
Principiul de bază al microscopiei în câmp întunecat este efectul Tyndall. Când un fascicul de lumină trece printr-o cameră întunecată, o „cale” strălucitoare a prafului în aer poate fi observată dintr-o direcție perpendiculară pe lumina incidentă. Acest fenomen este efectul Tyndall.
După ce microscopul de câmp întunecat este înlocuit cu un condensator de câmp întunecat pe un microscop optic obișnuit, din cauza ocluziei structurii parabolice interne a condensatorului, lumina iradiată pe suprafața obiectului care trebuie inspectat nu poate pătrunde direct în lentila obiectivului și ocular și numai lumina împrăștiată poate trece, astfel încât câmpul vizual este întunecat.
Utilizarea de bază a microscopiei în câmp întunecat este următoarea:
1. Instalați un condensator de câmp întunecat (sau utilizați o hârtie neagră groasă pentru a face un scut de lumină și plasați-l sub condensatorul unui microscop obișnuit pentru a obține efecte de câmp întunecat).
2. Alegeți o sursă de lumină puternică, de obicei cu o lumină de microscop pentru a preveni intrarea luminii directe în lentila obiectivului.
3. Adăugați o picătură de ulei de cedru între condensator și lama de sticlă pentru a evita reflectarea totală a luminii de iluminare asupra condensatorului, nereușind să ajungă la obiectul de inspectat și iluminarea câmpului întunecat.
4. Efectuați reglarea centrului, adică mutați condensatorul pe orizontală, astfel încât axa optică a condensatorului și axa optică a microscopului să fie strict pe o linie dreaptă. Ridicați și coborâți condensatorul, aliniați punctul focal al condensatorului (apexul fasciculului conic din figura 1-2) la obiectul de testat.
5. Selectați lentila obiectiv corespunzătoare condensatorului, reglați distanța focală și operați conform metodei microscopului obișnuit.
Stereomicroscop
Microscoapele stereo, cunoscute și ca microscoape solide sau oglinzi de disecție, imaginează o imagine spațială tridimensională verticală și au caracteristicile unui efect stereoscopic puternic, imagini clare și largi, distanță lungă de lucru (de obicei 110 mm) și vizualizare cu mărire continuă. Adesea folosit în biologie pentru observarea în timp real în timpul disecției
Sursa de lumină a unui microscop optic obișnuit este lumina paralelă, deci formează o imagine plană bidimensională; în timp ce un stereomicroscop adoptă o cale optică cu două canale, iar fasciculele din stânga și dreapta din tubul binocular au un anumit unghi de vedere (în general 12o15o), astfel încât se formează o imagine stereoscopică în spațiul tridimensional.
Microscoapele stereo sunt utilizate într-un mod similar cu microscoapele obișnuite, dar sunt mai convenabile. Principala diferență între cele două este:
1. Obiectele de inspecție ale microscoapelor stereo nu trebuie să fie transformate în lame.
2. Etapa stereomicroscopului este fixată direct pe baza oglinzii și este echipată cu panouri alb-negru cu două fețe sau panouri de sticlă, iar operatorul poate alege în funcție de obiectul și cerințele inspecției microscopului.
3. Imagistica stereomicroscopului este verticală, ceea ce este convenabil pentru operațiile de disecție.
4. Microscopul stereo are un singur obiectiv, iar mărirea acestuia poate fi ajustată continuu prin rotirea șurubului de reglare.
microscop cu fluorescență
Microscopia cu fluorescență este un instrument optic pentru cercetarea calitativă și cantitativă a intensității fluorescenței emise de substanțele intracelulare.
Există două tipuri de substanțe fluorescente în celule, una poate fi fluorescentă direct după ce a fost iradiată de razele ultraviolete, precum clorofila etc.; alte substanțe nu au această proprietate, dar dacă sunt colorate cu coloranți fluorescenți specifici sau cu anticorpi fluorescenți, pot fi fluorescente de razele ultraviolete. Poate fi fluorescent și după iradiere
Microscop cu bioluminiscență vertical/Microscop cu bioluminiscență inversată
Principiul microscopului cu fluorescență este de a utiliza o sursă de lumină punctuală cu eficiență luminoasă ridicată (cum ar fi o lampă cu mercur de ultra-înaltă presiune) pentru a emite lumină cu o anumită lungime de undă (cum ar fi lumina ultravioletă 3650λ sau lumină violet-albastru 4200λ) prin sistemul de filtrare. ca lumină de excitație pentru a excita substanțele fluorescente din specimen. După ce este emisă fluorescența diferitelor culori, aceasta este filtrată de filtrul de blocare (sau suprimare) din spatele lentilei obiectivului și apoi observată prin mărirea ocularului.
Filtrul de blocare are două funcții: una este de a absorbi și de a bloca intrarea luminii de excitație în ocular pentru a nu perturba fluorescența și a deteriora ochii; celălalt este să selectați și să lăsați o anumită fluorescență să treacă, arătând o anumită culoare fluorescentă.
Microscoapele cu fluorescență pot fi împărțite în două tipuri în funcție de principiul căii optice:
1. Microscopia cu fluorescență cu transmisie
La microscoapele cu fluorescență mai vechi, sursa de lumină de excitație este trecută prin materialul eșantionului printr-un condensator pentru a excita fluorescența. Avantajul este că fluorescența este puternică la mărire scăzută, dar dezavantajul este că fluorescența scade odată cu creșterea măririi. Deci este potrivit doar pentru observarea materialului specimen mai mare.
2. Microscopie cu epifluorescență
Lumina de excitație cade de la lentila obiectivului până la suprafața specimenului, adică aceeași lentilă obiectiv este utilizată ca condensatorul de iluminare și lentila obiectiv pentru colectarea fluorescenței.
Un separator de fascicul dicroic (oglindă dicroică) trebuie adăugat în calea optică, care formează un unghi de 45o cu axa optică. Lumina de excitație este reflectată în lentila obiectivului și colectată pe probă. Lumina de excitație reflectată de suprafața de diapozitiv intră în lentila obiectivului în același timp, revine la divizorul de fascicul cu două culori, separă lumina de excitare de fluorescență, iar lumina de excitare rămasă este absorbită de filtrul de blocare. Dacă treceți la o combinație de filtre de excitație diferite/divizoare de fascicul cu două culori/filtre de blocare, nevoile diferitelor produse de reacție fluorescente pot fi îndeplinite.
Avantajul acestui tip de microscop cu fluorescență este că iluminarea câmpului vizual este uniformă, imaginea este clară și cu cât mărirea este mai mare, cu atât fluorescența este mai puternică.
microscop cu contrast de fază
Un microscop cu contrast de fază este un microscop care poate converti diferența de fază (sau diferența de cale optică) generată atunci când lumina trece printr-un obiect într-o schimbare a amplitudinii (intensitatea luminii). Este folosit în principal pentru a observa celule vii, secțiuni de țesut necolorate sau specimene colorate lipsite de contrast.
Ochiul uman poate identifica doar schimbările în lungimea de undă (culoarea) și amplitudinea luminii vizibile, dar nu și schimbările de fază. Cu toate acestea, majoritatea specimenelor biologice sunt foarte transparente, iar amplitudinea undei luminoase este practic neschimbată după trecere și doar faza se schimbă.
Microscopul cu contrast de fază schimbă practic diferența de cale optică a luminii vizibile care trece prin specimen într-o diferență de amplitudine, îmbunătățind astfel contrastul dintre diferite structuri și făcând diferite structuri clar vizibile. Lumina este refractată după trecerea prin eșantion, se abate de la calea optică inițială și este întârziată cu 1/4λ (lungime de undă) în același timp. Dacă este mărită sau micșorată cu 1/4λ, diferența de cale optică devine 1/2λ, iar cele două fascicule interferează după axa optică. Întărește, mărește sau micșorează amplitudinea, îmbunătățește contrastul.
Din punct de vedere structural, microscoapele cu contrast de fază sunt diferite de microscoapele optice obișnuite prin faptul că:
1. Diafragma inelară are o diafragmă cu deschidere inelă, care este instalată între sursa de lumină și condensator. Funcția este de a face lumina care trece prin condensator să formeze un con de lumină gol și să se concentreze asupra specimenului.
2. Placă de fază Microscopul de contrast de fază adaugă o placă de fază acoperită cu fluorură de magneziu în interiorul lentilei obiectivului pentru a întârzia faza luminii directe sau a luminii difractate cu 1/4λ. Pe placa de fază există două regiuni, partea prin care trece lumina directă se numește „suprafață conjugată”, iar partea prin care trece lumina difractată se numește „suprafață de compensare”. Plăcile de fază sunt împărțite în două tipuri în funcție de efectele lor de lucru:
(1) O placă de fază plus: lumina directă este întârziată cu 1/4λ, iar undele luminoase sunt suprapuse după ce cele două seturi de unde luminoase se combină pentru a crește amplitudinea, iar structura specimenului este mai strălucitoare decât mediul înconjurător, formând un contrast luminos (sau contrast negativ).
(2) B plus placa de fază: lumina difractată este întârziată cu 1/4λ, iar undele luminoase ale celor două grupuri de lumină sunt scăzute după ce axa este aliniată, iar amplitudinea devine mai mică. Structura specimenului este mai întunecată decât mediul înconjurător, formând un contrast întunecat (sau contrast pozitiv). Lentila obiectiv cu o placă de fază se numește lentilă obiectiv cu contrast de fază, care este adesea marcată cu „Ph” pe carcasa obiectivului.
