20 typów mikroskopów i ich funkcje

1417
Abraham McLaughlin

Są różne rodzaje mikroskopów: optyczna, kompozytowa, stereoskopowa, petrograficzna, konfokalna, fruorescencyjna, elektroniczna, transmisyjna, skanująca, sonda skanująca, tunelowanie, pole jonowe, cyfrowa i wirtualna.

Mikroskop to narzędzie umożliwiające człowiekowi zobaczenie i obserwację rzeczy, których nie można było zobaczyć gołym okiem. Jest stosowany w różnych dziedzinach handlu i badań, od medycyny po biologię i chemię..

XVIII-wieczne mikroskopy z Musée des Arts et Métiers w Paryżu

Stworzono nawet termin określający użycie tego instrumentu do celów naukowych lub badawczych: mikroskopia..

Wynalazek i pierwsze wzmianki o użyciu najprostszego mikroskopu (działającego przez system szkła powiększającego) pochodzą z XIII wieku, z różnymi przypisaniami do tego, kto mógł być jego wynalazcą.

Natomiast szacuje się, że mikroskop złożony, bliższy modelom, które znamy dzisiaj, został po raz pierwszy użyty w Europie około 1620 roku..

Nawet wtedy było kilku, którzy chcieli ogłosić wynalazek mikroskopu i pojawiły się różne wersje, które z podobnymi komponentami były w stanie osiągnąć cel i powiększyć obraz bardzo małej próbki przed ludzkim okiem..

Do najbardziej rozpoznawalnych nazw przypisywanych wynalazkowi i wykorzystaniu ich własnych wersji mikroskopów należą Galileo Galilei i Cornelis Drebber..

Pojawienie się mikroskopu w badaniach naukowych doprowadziło do odkryć i nowych perspektyw w zakresie podstawowych elementów postępu w różnych dziedzinach nauki.

Obserwacja i klasyfikacja komórek i mikroorganizmów, takich jak bakterie, to jedno z najpopularniejszych osiągnięć, które udało się osiągnąć dzięki mikroskopowi..

Mikroskop, od czasu jego pierwszych wersji sprzed ponad 500 lat, zachowuje dziś swoją podstawową koncepcję działania, chociaż jego działanie i specjalistyczne przeznaczenie ulegają zmianom i ewolucji do dnia dzisiejszego..

Główne rodzaje mikroskopów

Mikroskop optyczny

Znany również jako mikroskop świetlny, jest to mikroskop o największej prostocie konstrukcyjnej i funkcjonalnej..

Działa poprzez szereg układów optycznych, które wraz z wejściem światła pozwalają na powiększenie obrazu dobrze zlokalizowanego w płaszczyźnie ogniskowej optyki..

Jest to najstarszy mikroskop konstrukcyjny, a jego pierwsze wersje przypisuje się Antonowi van Lewenhoekowi (XVII wiek), który zastosował prototyp pojedynczej soczewki na mechanizmie, w którym trzymano próbkę..

Mikroskop złożony

Mikroskop złożony to rodzaj mikroskopu świetlnego, który działa inaczej niż zwykły mikroskop..

Posiada jeden lub więcej niezależnych mechanizmów optycznych, które pozwalają na większe lub mniejsze powiększenie próbki. Mają zwykle znacznie bardziej solidną kompozycję i pozwalają na większą łatwość obserwacji.

Szacuje się, że jego nazwa nie jest przypisana większej liczbie mechanizmów optycznych w strukturze, ale faktowi, że powstawanie powiększonego obrazu odbywa się dwuetapowo..

Pierwszy etap, w którym próbka jest rzutowany bezpośrednio na obiektywy na niej, i drugi, w którym jest powiększany przez system okularowy, który dociera do ludzkiego oka.

Mikroskop stereoskopowy

Jest to rodzaj mikroskopu świetlnego o małym powiększeniu, który jest używany głównie do preparacji. Posiada dwa niezależne mechanizmy optyczny i wizualny; po jednym na każdy koniec próbki.

Pracuj ze światłem odbitym na próbce, a nie przez nią. Pozwala na wizualizację trójwymiarowego obrazu badanej próbki.

Mikroskop petrograficzny

Mikroskop petrograficzny, stosowany szczególnie do obserwacji i składu skał i pierwiastków mineralnych, współpracuje z podstawami optycznymi poprzednich mikroskopów, z jakością włączenia spolaryzowanego materiału do swoich obiektywów, co pozwala na zmniejszenie ilości światła i jasności, które mogą odbijać minerały..

Mikroskop petrograficzny pozwala na powiększonym obrazie ukazać pierwiastki i struktury składowe skał, minerałów i składników lądowych.

Mikroskop konfokalny

Ten mikroskop optyczny pozwala na zwiększenie rozdzielczości optycznej i kontrast obrazu dzięki urządzeniu lub przestrzennemu „otworkowi”, który eliminuje nadmiar lub nieostre światło, które odbija się przez próbkę, zwłaszcza jeśli ma większy rozmiar niż dopuszcza płaszczyzna ogniskowa.

Urządzenie lub „pinol” to mały otwór w mechanizmie optycznym, który zapobiega rozproszeniu nadmiaru światła (tego, które nie jest skupione na próbce) na próbce, zmniejszając ostrość i kontrast, jakie może ono prezentować..

Z tego powodu mikroskop konfokalny działa z dość ograniczoną głębią ostrości..

Mikroskop fluorescencyjny

Jest to inny rodzaj mikroskopu optycznego, w którym fluorescencyjne i fosforyzujące fale świetlne są wykorzystywane do dokładniejszego badania elementów organicznych lub nieorganicznych..

Wyróżniają się po prostu wykorzystaniem światła fluorescencyjnego do generowania obrazu, nie muszą całkowicie polegać na odbiciu i pochłanianiu światła widzialnego.

W przeciwieństwie do innych typów mikroskopów analogowych, mikroskop fluorescencyjny może stwarzać pewne ograniczenia ze względu na zużycie, jakie może stwarzać składnik światła fluorescencyjnego z powodu gromadzenia się pierwiastków chemicznych w wyniku uderzenia elektronów, niszczących cząsteczki fluorescencyjne..

Rozwój mikroskopu fluorescencyjnego przyniósł naukowcom Ericowi Betzigowi, Williamowi Moernerowi i Stefanowi Hellowi Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2014 r..

Mikroskop elektroniczny

Mikroskop elektronowy stanowi kategorię samą w sobie w porównaniu z poprzednimi mikroskopami, ponieważ zmienia podstawową zasadę fizyczną, która pozwoliła na wizualizację próbki: światło.

Mikroskop elektronowy zastępuje światło widzialne elektronami jako źródłem oświetlenia. Zastosowanie elektronów generuje cyfrowy obraz, który pozwala na większe powiększenie próbki niż komponenty optyczne.

Jednak duże powiększenia mogą powodować utratę wierności na przykładowym obrazie. Służy głównie do badania ultra-struktury próbek mikroorganicznych; pojemność niedostępna w konwencjonalnych mikroskopach.

Pierwszy mikroskop elektronowy został opracowany w 1926 roku przez Han Buscha.

Elektronowy mikroskop transmisyjny

Jego główną cechą jest to, że wiązka elektronów przechodzi przez próbkę, generując dwuwymiarowy obraz..

Ze względu na moc energetyczną, jaką mogą posiadać elektrony, próbka musi zostać poddana wcześniejszemu przygotowaniu przed obserwacją przez mikroskop elektronowy..

Skanowanie mikroskopu elektronowego

W przeciwieństwie do transmisyjnego mikroskopu elektronowego, w tym przypadku wiązka elektronów jest rzutowana na próbkę, generując efekt odbicia..

Pozwala to na trójwymiarową wizualizację próbki dzięki temu, że informacje są uzyskiwane na jej powierzchni.

Mikroskop z sondą skanującą

Ten typ mikroskopu elektronowego został opracowany po wynalezieniu mikroskopu tunelowego..

Charakteryzuje się użyciem probówki, która skanuje powierzchnię próbki w celu wygenerowania obrazu o wysokiej wierności.

Probówka skanuje i za pomocą wartości termicznych próbki jest w stanie wygenerować obraz do późniejszej analizy, pokazany poprzez uzyskane wartości termiczne..

Mikroskop tunelowy

Jest to instrument używany głównie do generowania obrazów na poziomie atomowym. Jego zdolność rozdzielcza może pozwolić na manipulację pojedynczymi obrazami pierwiastków atomowych, działających przez układ elektronów w procesie tunelowym, który pracuje z różnymi poziomami napięcia..

Do sesji obserwacyjnej na poziomie atomowym potrzebna jest duża kontrola środowiska, a także wykorzystanie innych pierwiastków w stanie optymalnym.

Zdarzały się jednak przypadki, w których mikroskopy tego typu były budowane i używane w warunkach domowych..

Został wynaleziony i wdrożony w 1981 roku przez Gerda Binniga i Heinricha Rohrera, którzy w 1986 roku otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki..

Mikroskop pola jonowego

To więcej niż instrument, pod tą nazwą znana jest technika zastosowana do obserwacji i badania porządku i rearanżacji na poziomie atomowym różnych pierwiastków..

Była to pierwsza technika, która pozwoliła dostrzec przestrzenne rozmieszczenie atomów w danym elemencie. W przeciwieństwie do innych mikroskopów, powiększony obraz nie jest poddawany falom energii światła przechodzącej przez niego, ale ma wyjątkową zdolność powiększania.

Został opracowany przez Erwina Müllera w XX wieku i został uznany za precedens, który umożliwił dziś lepszą i bardziej szczegółową wizualizację pierwiastków na poziomie atomowym, dzięki nowym wersjom techniki i instrumentów, które to umożliwiają..

Mikroskop cyfrowy

Mikroskop cyfrowy to instrument o charakterze głównie komercyjnym i uogólnionym. Działa za pomocą aparatu cyfrowego, którego obraz jest wyświetlany na monitorze lub komputerze.

Został uznany za funkcjonalny instrument do obserwacji objętości i kontekstu obrobionych próbek. W ten sam sposób ma fizyczną strukturę, która jest znacznie łatwiejsza do manipulowania..

Wirtualny mikroskop

Wirtualny mikroskop, coś więcej niż instrument fizyczny, to inicjatywa, która ma na celu digitalizację i archiwizację próbek, które były dotychczas realizowane w dowolnej dziedzinie nauki, aby każda zainteresowana strona mogła uzyskać dostęp do cyfrowych wersji próbek organicznych lub nieorganicznych i wchodzić z nimi w interakcję. certyfikowana platforma.

W ten sposób użycie specjalistycznych instrumentów zostałoby pominięte, a badania i rozwój byłyby promowane bez ryzyka zniszczenia lub uszkodzenia prawdziwej próbki..

Mikroskop ciemnego pola

Ta technika zastosowana w mikroskopach oświetla próbkę ukośnie. Dzięki temu promienie świetlne nie uderzają bezpośrednio w cel, ale najpierw są rozpraszane przez próbkę..

Jedną z zalet tej techniki jest to, że nie jest konieczne barwienie próbki, aby móc ją obserwować.

Prosty mikroskop

Jest to najmniej skomplikowany mikroskop, do powiększenia próbki wykorzystuje pojedynczą soczewkę. W konsekwencji możliwość zwiększania rozmiarów obiektów jest mniejsza.

Mikroskop światła ultrafioletowego

Światło, które oświetla próbkę, to światło ultrafioletowe. Ta długość fali jest krótsza niż stosowana w mikroskopach optycznych..

Największą zaletą wykorzystania światła ultrafioletowego jest uzyskanie lepszego kontrastu i wyższej rozdzielczości.

Mikroskop dwuokularowy

Mikroskopy dwuokularowe posiadają dwa okulary i pozwalają na jednoczesną obserwację próbki obojgiem oczu. Jest najczęściej używany w ośrodkach badawczych. Odległość między dwoma okularami można regulować w zależności od potrzeb użytkownika.

Mikroskop trójokularowy

Mikroskop trójokularowy ma trzy okulary, dwa do obserwacji próbki i trzeci do podłączenia kamery. Zaletą podłączenia aparatu cyfrowego jest to, że próbkę można oglądać na komputerze na żywo oraz można robić zdjęcia i przechowywać je w celu późniejszego szczegółowego zbadania..

Bibliografia

  1. (2010). Pobrane z History of the Microscope: history-of-the-microscope.org
  2. Keyence. (s.f.). Podstawy mikroskopów. Pozyskano z Keyence - Witryna mikroskopów biologicznych: keyence.com
  3. Microbehunter. (s.f.). Teoria. Uzyskane z Microbehunter - Amateur Microscopy Zasób: microbehunter.com
  4. Williams, D. B. i Carter, C. B. (b.d.). Transmisyjna mikroskopia elektronowa. Nowy Jork: Plenum Press.

Jeszcze bez komentarzy