Sebelum mempelajari secara terperinci tentang bahagian-bahagian yang membentuk mikroskop, adalah penting untuk kita mengetahui Apakah instrumen ini dan mengapa ia mewakili revolusi saintifik?Mikroskop ialah alat optik yang direka untuk menghasilkan imej yang diperbesarkan dengan ketara bagi objek yang sangat kecil, seperti sel, mikroorganisma atau struktur tisu dalamanyang boleh dikatakan tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Dengan membolehkan pemerhatian unsur-unsur ini dan perbezaan perinciannya yang halus, mikroskop menjadi alat penting untuk amalan saintifik.
Mikroskop mesti berupaya melaksanakan tiga tugas asas: besarkan imej (jadikannya lebih besar), selesaikan butiran yang sangat halus (membezakan titik yang sangat dekat sebagai elemen yang berasingan) dan untuk memproyeksikan imej itu sedemikian rupa sehingga mata manusia atau kamera dapat melihatnya dengan jelasUntuk mencapai matlamat ini, ia menggabungkan beberapa elemen mekanikal dan optik yang berfungsi bersama. Memahami bahagian-bahagian mikroskop dan fungsinya adalah penting untuk menggunakannya dengan betul dan mengelakkan ralat dalam pemfokusan, pencahayaan atau tafsiran sampel.
Sedikit sejarah
Penemuan mikroskop masih belum dapat dipastikan. Namun, di sebalik sebutan seorang pedagang Belanda bernama Anton Van Leeuwenhoek, yang dikenali sebagai bapa mikrobiologi Walaupun beliau dikreditkan dengan penemuan sel darah merah dan peningkatan mikroskop, ciptaan pertama sebenarnya datang daripada pembuat kanta Belanda bernama Zacharias Janssen dan bapanya, Hans Janssen. Ini berlaku sekitar tahun 1590.
Reka bentuk awal ini sepadan dengan a mikroskop majmuk yang sangat asasIa terdiri daripada tiub memanjang dengan kanta di hujungnya. Ia merupakan mikroskop majmuk dengan tiub kira-kira 45 cm panjang dan 5 cm diameter, dengan kanta cembung di setiap hujungnya. Melihat melalui sistem ini menghasilkan imej yang diperbesarkan, walaupun dengan banyak penyimpangan optik dan halo berwarna disebabkan oleh penyimpangan kromatik dan sfera.
Sekitar tahun 1673, orang Belanda Antoni Van Leeuwenhoek, yang merupakan seorang jurujual fabrik tanpa pendidikan formal dalam sainsDia menjadi berminat dengan gambaran kehidupan yang terperinci yang dilihatnya ketika memerhati tisu dengan kanta pembesar, yang mendorongnya untuk menghasilkan mikroskop kanta tunggalnya sendiri yang ringkas. Berkat kemahirannya dalam menggilap kanta berkualiti tinggi, dia mencapai kuasa pembesaran yang mengejutkan pada masa itu, sekali gus menjadi pakar sejati. pemburu mikrob.
Ada yang mendakwa bahawa dia mencipta lebih daripada 500 kanta pembesaryang mana mereka boleh meningkatkan saiz asal mikroorganisma sehingga 500 kali ganda. Van Leeuwenhoek dikreditkan dengan penemuan bakteria, protozoa dan, menurut beberapa penerbitan, juga spermaWalaupun mikroskop beliau secara teknikalnya mudah (kanta tunggal), ia mengatasi banyak mikroskop majmuk pada zaman mereka dari segi kualiti imej kerana ia menunjukkan lebih sedikit masalah penyimpangan optik.
Sementara itu, saintis lain seperti Robert Hooke Mereka membangunkan mikroskop majmuk yang lebih canggih. Hooke menggambarkan struktur gabus dalam salah satu karyanya dan mencipta istilah itu "sel" setelah melihat rongga kecil yang mengingatkannya pada sel-sel sarang lebah. Lama-kelamaan, dan hasil daripada peningkatan dalam pembuatan kanta dan mekanik instrumen, mikroskop memperoleh resolusi, kestabilan dan kemudahan penggunaan, akhirnya menjadi alat makmal berkuasa yang kita kenali hari ini.
Kemajuan seterusnya dalam formulasi kaca, Pembetulan penyimpangan kromatik Pengenalan salutan anti-pantulan membolehkan penghasilan kanta dan kanta mata yang jauh lebih tepat. Kemudian, sumber cahaya elektrik, sistem pemfokusan halus, kanta mata binokular, dan, pada era moden, telah digabungkan. mikroskop digital dan pintar yang mengintegrasikan kamera, perisian analisis imej dan automasi tugas seperti fotomikrografi, pelarasan pendedahan atau penangkapan imej bersiri.
Pengelasan mikroskop
Terdapat pelbagai jenis mikroskop, yang membolehkannya dikelaskan mengikut beberapa kriteria utama. Memahami pengelasan ini berguna untuk memilih jenis mikroskop yang betul bergantung pada tujuan penggunaannya di makmal, sekolah atau industri.
Pengelasan asas dibuat mengikut bilangan kanta, sistem pencahayaan, penghantaran cahaya, bilangan kanta mata dan konfigurasi elemennya.
- Mengikut bilangan lensa: Mudah (kanta tunggal, seperti kaca pembesar) dan majmuk (gabungkan objektif dan kanta mata untuk mencapai pembesaran dalam dua peringkat).
- Menurut sistem pencahayaan: Cahaya optik nampak (yang paling biasa dalam pengajaran dan makmal), elektronik (seperti mikroskop elektron penghantaran atau pengimbasan), cahaya ultraungu, cahaya terkutub dan pendarfluor.
- Menurut transmisi cahaya: Cahaya yang dipancarkan (cahaya melalui sampel, sesuai untuk tisu nipis) dan cahaya yang dipantulkan atau episkopik (cahaya dipantulkan dari permukaan sampel, digunakan secara meluas dalam bahan dan elektronik).
- Mengikut bilangan eyepieces: Monokular (satu kanta mata), binokular (dua kanta mata untuk pemerhatian yang lebih selesa dan penglihatan stereoskopik yang jelas) dan trinokular (dua kanta mata untuk pemerhatian langsung dan tiub ketiga untuk kamera).
- Menurut konfigurasi elemen: Digital (mengintegrasikan kamera dan selalunya sambungan komputer), stereoskopik atau pembedahan (menawarkan imej tiga dimensi yang jelas dan pembesaran rendah, sangat berguna untuk kerja lapangan atau pembedahan).
Terdapat juga jenis mikroskop khusus lain, seperti: padang gelap (memperbaiki kontras sampel yang berwarna ringan), confocal (menghasilkan imej beresolusi tinggi dan potongan optik 3D) dan kontras fasa (sesuai untuk sel hidup yang lutsinar dan tidak berwarna).
Selain membezakan antara jenis, apabila memilih mikroskop, adalah dinasihatkan untuk mempertimbangkan parameter seperti resolusi (keupayaan untuk memisahkan dua titik yang sangat dekat), yang kuasa penggalak yang bergunakualiti kanta dan kondensernya, dan belanjawan adaSesetengah model memberikan resolusi yang lebih tinggi dengan pembesaran yang kurang ketara, yang boleh menjadi lebih berguna daripada pembesaran yang berlebihan tetapi tiada perincian sebenar.
Bahagian mikroskop
Untuk menentukan bahagian-bahagian mikroskop, kita bercakap tentang dua set utama: sistem mekanikal y sistem optik.
Sistem mekanikal terdiri daripada semua bahagian yang menyediakan sokongan, kestabilan dan pergerakan kepada elemen optik. Sistem optik terdiri daripada kanta dan komponen berkaitan pembentukan imej, pembesaran dan pencahayaanGabungan kerja kedua-dua sistem inilah yang membolehkan sampel yang diletakkan di atas pentas diperhatikan dengan jelas.
Banyak teks juga merujuk kepada tiga bahagian struktur umum: kepala atau badan (di mana kebanyakan elemen optik tertumpu), asas (sokongan dan pencahayaan) dan lengan (hubungan antara tapak dan kepala). Walaupun namanya mungkin sedikit berbeza, fungsinya pada asasnya adalah sama.
Sistem mekanikal mikroskop
Untuk Sistem mekanikDudukan ini, juga dipanggil rig, didatangkan dalam pelbagai bentuk dan saiz. Terdapat model besar, sederhana dan kecil atau mudah alih. Model yang lebih besar selalunya menggabungkan semua elemen yang diperlukan untuk kerja profesionalserta membolehkan pertukaran alat ganti dan aksesori untuk membuat pemerhatian yang sangat pelbagai.
Walaupun terdapat perbezaan saiz, kebanyakan mikroskop optik majmuk berkongsi ciri dan bahagian yang serupa, di mana elemen struktur bertanggungjawab untuk pastikan sampel sejajar, pastikan kestabilan peranti dan membenarkan pergerakan yang tepat untuk pemfokusan.
-
Pangkalan atau kaki:
Ia biasanya merupakan bahagian yang paling berat untuk membekalkan keseimbangan dan kestabilan diperlukan penting untuk menjalankan kajian. Ia terletak di bahagian bawah mikroskop dan Selebihnya elemen dipasang di atasnya.Ia biasanya berbentuk Y, berbentuk ladam kuda, atau segi empat tepat, dan di dalamnya menempatkan, dalam kebanyakan model moden, penerang atau sumber cahaya.
Ia merangkumi beberapa di bahagian bawah bumper getah anti-gelincir untuk mengelakkan mikroskop daripada tergelincir pada permukaan tempat ia diletakkan. Tapak ini juga membantu menyerap getaran kecil, yang meningkatkan ketajaman imej apabila menggunakan pembesaran tinggi.
-
Lengan:
Ia merupakan bahagian perantaraan mikroskop yang menghubungkan semua bahagiannya dan membentuk rangka mikroskopIa bertanggungjawab untuk menyambungkan permukaan tempat sampel diletakkan ke kanta mata yang melaluinya ia boleh diperhatikan. Kanta yang berbeza dalam mikroskop dipasang pada lengan, kedua-dua kanta objektif dan kanta kanta mata.
Dalam banyak model, lengan juga merangkumi sistem pemfokusan makrometrik dan mikrometrik Ia juga bertindak sebagai pemegang untuk mengangkut mikroskop dengan selamat. Oleh itu, semasa menggerakkan peralatan, adalah disyorkan untuk memegangnya pada lengan dengan sebelah tangan dan menyokong tapaknya dengan tangan yang lain, bagi mengelakkan bonggol dan ketidaksejajaran.
-
Platen:
Sampel yang akan diperhatikan diletakkan di sana. Pentas tersebut merupakan permukaan rata dan tegar, biasanya logam, di mana slaid kaca dengan spesimen diletakkan. Kedudukan menegak permukaan ini dalam hubungan dengan lensa objektif Ia boleh laras melalui dua skru yang terletak sangat dekat dengan tapak atau pada lengan itu sendiri.
Pinggan itu mempunyai lubang tengah melalui mana sampel diterangi, kerana pancaran cahaya dari mentol atau cermin mesti melaluinya. Terdapat juga dua pengapit yang dipasang pada ini, dipanggil klip platen, yang memegang slaid dengan kuat.
Mikroskop yang lebih canggih menggunakan plat mekanikalIni termasuk skru atau tombol untuk pergerakan sampel yang terkawal di sepanjang paksi X dan Y (mendatar dan menegak). Ini membolehkan pengimbasan spesimen tanpa menyentuhnya dengan jari anda, menghasilkan pergerakan yang lancar dan tepat semasa pemerhatian.
-
Pinset:
Ia dipasang pada plat dan membenarkan pastikan sampel berada dalam kedudukan tetapFungsinya adalah untuk menghalang slaid daripada bergerak semasa pemfokusan atau semasa menggerakkan pentas, yang amat penting apabila bekerja pada pembesaran tinggi atau semasa membuat ukuran yang tepat.
-
Skru kasar:
Fungsinya adalah untuk melaraskan kedudukan menegak sampel relatif kepada kanta objektif. Skru yang lebih besar ini bertindak pada tiub atau pentas, membolehkan anjakan yang agak besar dalam arah menegak. Ia digunakan untuk mendapatkan fokus awal yang kemudiannya dilengkapkan dengan skru seterusnya yang dipanggil skru mikrometer.
Pergerakan yang dihasilkannya biasanya serupa dengan pergerakan zipdengan menggerakkan objektif dengan pantas lebih dekat atau lebih jauh dari sampel. Oleh itu, ia mesti digunakan dengan berhati-hati semasa bekerja dengan objektif pembesaran tinggi untuk mengelakkan kanta daripada terkena slaid.
-
Skru mikrometer:
Ia mempunyai ketepatan yang lebih tinggi, jadi ia digunakan untuk mencapai fokus yang teliti dan tepat sampel. Pelarasannya mesti dilakukan secara perlahan untuk anjakan menegak pentas atau tiub. Pergerakan yang dihasilkannya adalah sangat kecil (pada peringkat perseribu milimeter), yang membolehkan penalaan halus fokus untuk mendapatkan tahap ketajaman maksimum.
Dalam kebanyakan mikroskop, tombol pelarasan kasar dan halus digabungkan menjadi satu sistem sepaksi (dua roda sepusat), memudahkan pengendalian dan menjimatkan ruang pada lengan instrumen.
-
Kacau:
Ia adalah bahagian berputar di mana kanta dipasang. Ia juga dikenali sebagai turet objektif atau bahagian hidungPerlu dinyatakan bahawa setiap kanta mempunyai ciri-ciri khusus; iaitu, setiap satu memberikan pembesaran yang berbeza. Revolver ini membolehkan anda memilih kanta yang paling sesuai untuk keperluan khusus kajian ini.
Revolver biasanya membolehkan anda memilih antara tiga atau empat objektif yang berbezaWalaupun sesetengah model canggih mungkin menggabungkan lebih banyak lagi. Ia biasanya merangkumi sistem klik atau henti untuk menunjukkan bila kanta berpusat dengan betul pada paksi optik. Pemusatan ini adalah penting untuk imej yang tajam dan medan pandangan yang sejajar dengan baik.
-
Tiub:
Seperti namanya, ia merupakan tiub yang dipasang pada lengan mikroskop yang membolehkan sambungan antara kanta mata dan objektif. Ia merupakan komponen struktur yang penting untuk mengekalkan ketepatan penjajaran elemen optikDalam sesetengah reka bentuk, tiub boleh dibahagikan kepada beberapa segmen, terutamanya dalam mikroskop trinokular atau yang mempunyai kepala boleh condong.
Dalam mikroskop binokular, tiub berpecah kepada dua cabang untuk menempatkan dua kanta mata dan, dalam banyak kes, membolehkan pelarasan jarak antara muridmenyesuaikan diri dengan jarak antara mata pengguna untuk tontonan yang selesa.
Selain bahagian-bahagian ini, beberapa mikroskop termasuk a penghenti bingkai atau pengehad fokus yang mengawal sejauh mana pentas boleh naik, menghalang kanta objektif daripada bersentuhan dengan slaid dan berpotensi merosakkan kedua-dua sampel dan optik.
Bahagian sistem optik
Kita telah menjelaskan elemen-elemen yang membentuk sistem mekanikal mikroskop. Sekarang kita akan mempelajari secara terperinci tentang bahagian sistem optikSistem ini bertanggungjawab untuk menjana dan memanipulasi cahaya yang mencukupi yang diperlukan mengikut kajian yang akan dijalankan, serta untuk membentuk dan mengembangkan imej sampel.
Bahagian optik mikroskop digunakan untuk melihat, membesarkan dan menghasilkan imej yang jelas sampel yang diletakkan pada slaid. Ia merangkumi kanta, diafragma, prisma dan sumber cahaya. Kesemuanya direka bentuk untuk mengurangkan, sebanyak mungkin, masalah seperti herotan, kabur dan penyimpangan warna.
-
Lampu sorot atau sumber cahaya:
Sudah tentu, ia merupakan elemen penting kerana ia menghasilkan cahaya yang dihalakan ke arah sampel. Bergantung pada jenis mikroskop, pancaran cahaya yang dipancarkan oleh lampu dihalakan ke arah cermin yang seterusnya... masa mengalihkannya ke sampel, atau ia bergerak terus ke kondenser yang terletak di bawah plat.
Sumber cahaya biasanya merupakan lampu halogen atau LED Diintegrasikan ke dalam tapak mikroskop, dengan voltan yang agak rendah untuk mengelakkan sampel terlalu panas. Sesetengah model membenarkan keamatan cahaya dilaraskan menggunakan potensiometer atau reostatyang membantu melaraskan kontras dan keselesaan visual pemerhati.
Kedudukan fokus bergantung kepada sama ada ia merupakan mikroskop atau cahaya yang dipantulkan atau cahaya yang dihantarDalam cahaya yang dipancarkan, sumber cahaya berada di bawah pentas. Dalam cahaya yang dipantulkan, pencahayaan terletak di atas dan cahaya mengenai permukaan sampel dari atas.
-
Pemeluwap:
Dia bertanggungjawab untuk menumpukan dan memfokuskan sinaran cahaya yang datang dari sumber cahaya ke arah sampel. Biasanya ini adalah berbeza, jadi kondenser mengubah arahnya, menjadikannya selari atau bahkan menumpu, supaya ia menerangi medan pandangan secara homogen.
Ia terletak betul-betul di bawah plat dan biasanya disertai dengan mekanisme fokus kendiri (tombol pemfokusan kondenser) yang membolehkan anda menaikkan atau menurunkannya untuk melaraskan cara cahaya mengenai sampel, sesuatu yang amat penting apabila bekerja dengan pembesaran yang lebih tinggi (melebihi 400x).
Dalam mikroskop berkualiti tinggi, penggunaan a Pemeluwap AbbeDireka untuk menawarkan apertur berangka yang tinggi dan pencahayaan yang sangat terkawal, yang membantu mendapatkan imej yang jelas dan berkontras dengan baik walaupun dengan kanta pembesaran tinggi.
-
Diafragma:
Bahagian ini membolehkan anda mengawal selia jumlah cahaya yang memasuki sampelTindakan mengawal cahaya ini membuka pilihan untuk mengubah kontras dengan sampel yang diperhatikanDiafragma terletak betul-betul di bawah pentas, berkaitan dengan kondenser, dan tetapan optimumnya bergantung pada jenis sampel yang diperhatikan serta ketelusan yang sama.
Ia berfungsi sama seperti iris mata manusiaApertur: apabila ia dibuka, ia membenarkan lebih banyak cahaya masuk, dan apabila ia ditutup, ia mengecilkannya. Melaraskan apertur dengan betul membantu mengelakkan imej yang terlalu terang atau terlalu gelap, dan membolehkan anda menyerlahkan butiran yang mungkin tidak disedari dengan pencahayaan yang salah.
-
Objektif:
Unsur ini adalah set kanta yang paling dekat dengan sampelKanta-kanta ini menghasilkan peringkat pertama pembesaran. Objektif dipasang pada revolver, membolehkan pemilihan objektif yang sesuai untuk pembesaran yang diperlukan.
Mereka mempunyai tulisan berikut di sisi mereka: pembesaran (cth., 4x, 10x, 40x, 100x) dan pembukaan berangka yang mereka akui, merupakan parameter utama untuk resolusi. Secara semula jadinya, panjang fokusnya sangat pendek, terutamanya dalam kanta pembesaran tinggi, yang memerlukan kanta didekatkan dengan sampel untuk mendapatkan imej yang terfokus.
Banyak mikroskop mempunyai sekurang-kurangnya tiga objektif: salah satunya pembesaran atau pengimbasan rendah, Satu pertengahan dan salah satu peningkatan yang tinggiAda yang merangkumi objektif rendaman minyak, yang membolehkan kuasa penyelesaian yang lebih besar dengan meningkatkan indeks biasan antara kanta dan sampel.
-
Mata:
Selepas kanta objektif memberikan peringkat pembesaran pertama, kanta mata, yang merupakan elemen optik, adalah yang menyediakan peringkat kedua pembesaran imejIaitu, ia juga membesarkan imej yang sebelum ini telah dibesarkan oleh kanta objektif, walaupun pembesaran yang diberikan oleh kanta mata biasanya kurang daripada kanta objektif.
Walaupun begitu, melalui elemen inilah seseorang dapat sebenarnya memerhatikan sampelKebanyakan kanta mata standard menawarkan pembesaran 10x, walaupun kanta mata 5x, 15x atau 20x juga tersedia bergantung pada jenis kerja. Di sinilah klasifikasi mikroskop memainkan peranan. monokular, teropong, dan juga trinokular.
Memahami kemudian bahawa pembesaran penuh mikroskop Pembesaran ditentukan oleh gabungan kanta objektif dan kanta mata (mendarabkan kedua-dua nilai). Memilih kombinasi yang betul adalah kunci untuk mengimbangi pembesaran, medan pandangan dan kecerahan. Pembesaran yang berlebihan tanpa resolusi yang mencukupi hanya memberikan imej yang sangat besar tetapi kekurangan perincian yang berguna.
-
Prisma optik:
Menurut beberapa teks perubatan, beberapa mikroskop termasuk di dalamnya prisma yang mampu membetulkan arah cahayaUnsur ini penting dalam kes mikroskop binokular, kerana prisma membahagikan pancaran cahaya yang datang dari objektif supaya ia boleh dihalakan ke arah dua kanta mata yang berbeza.
Selain membelah rasuk, prisma ini boleh orientasi imej yang betulsupaya apa yang diperhatikan muncul dengan orientasi yang betul dan tidak terbalik atau terbalik, memudahkan tafsiran sampel. Dalam mikroskop trinokular, prisma juga boleh mengarahkan sebahagian cahaya ke arah tiub ketiga, yang mana kamera dipasang untuk fotomikrografi atau video masa nyata.
Elemen elektrik dan kawalan lain
Banyak model moden merangkumi transformer dalaman atau luaran yang menyesuaikan arus elektrik dengan keperluan lampu mikroskop, memandangkan watt mentol biasanya lebih rendah daripada kuasa utama domestik. Sesetengah transformer mempunyai kawalan keamatan yang membolehkan anda mengubah suai kecerahan tanpa perlu menyentuh diafragma, sekali gus mencapai pencahayaan yang lebih selesa untuk sesi pemerhatian yang panjang.
Dengan semua yang diterangkan di atas, kita boleh yakin tentang unsur-unsur yang membentuk mikroskop, yang merupakan instrumen penting untuk mengkaji mikroorganisma yang mempengaruhi perkembangan manusia, dalam penyelidikan bioperubatan, dalam analisis bahan dan dalam penyiasatan enfermedades serta kemungkinan penawarnya. Hasil gabungan struktur mekanikal yang stabil dengan sistem optik yang tepat dan pencahayaan terkawal, instrumen ini telah meluaskan batasan apa yang dapat dilihat oleh mata manusia dan telah mengubah cara kita memahami dunia mikroskopik selama-lamanya.