Zanim poznamy szczegółowo części składowe mikroskopu, ważne jest, abyśmy wiedzieli, Czym jest ten instrument i dlaczego był rewolucją naukową?Mikroskop to przyrząd optyczny przeznaczony do uzyskiwania obrazów o dużym powiększeniu niezwykle małych obiektów, takich jak: komórki, mikroorganizmy lub wewnętrzne struktury tkankowektóre są praktycznie niewidoczne dla ludzkiego oka. Umożliwiając obserwację tych elementów i rozróżnianie ich drobnych szczegółów, mikroskop stał się niezbędnym narzędziem w praktyce naukowej.
Mikroskop musi być w stanie wykonywać trzy podstawowe zadania: powiększ obraz (powiększyć) rozwiązywać bardzo drobne szczegóły (rozróżniać bardzo bliskie punkty jako oddzielne elementy) i rzutować obraz w taki sposób, aby ludzkie oko lub kamera mogły go wyraźnie zobaczyćAby to osiągnąć, łączy on szereg współpracujących ze sobą elementów mechanicznych i optycznych. Zrozumienie części mikroskopu i ich funkcji jest niezbędne do jego prawidłowego użytkowania i uniknięcia błędów w ustawianiu ostrości, oświetleniu lub interpretacji próbki.
Trochę de Historia
Wynalazek mikroskopu pozostaje niepewny. Jednak pomimo wzmianki o holenderskim kupcu imieniem Anton Van Leeuwenhoek, który jest znany jako ojciec mikrobiologii Choć przypisuje mu się odkrycie czerwonych krwinek i udoskonalenie mikroskopów, pierwszy wynalazek pochodził od holenderskiego wytwórcy soczewek Zachariasa Janssena i jego ojca, Hansa Janssena. Miało to miejsce około 1590 roku.
Te wczesne projekty odpowiadały bardzo prymitywny mikroskop złożonySkładał się z wydłużonej tuby z soczewkami na końcach. Był to mikroskop złożony z tubą o długości około 45 cm i średnicy 5 cm, z soczewką wypukłą na każdym końcu. Patrząc przez ten system, uzyskiwano powiększone obrazy, choć z wieloma aberracjami optycznymi i kolorowymi halo wynikającymi z… aberracja chromatyczna i sferyczna.
Około 1673 roku Holender Antoni Van Leeuwenhoek, który był sprzedawcą tkanin bez formalnego wykształcenia naukowegoZainteresował się drobnymi reprezentacjami życia, które dostrzegał obserwując tkanki przez lupy, co doprowadziło go do skonstruowania własnych, prostych mikroskopów jednosoczewkowych. Dzięki umiejętności polerowania wysokiej jakości soczewek, osiągnął zaskakujące jak na tamte czasy możliwości powiększania, stając się prawdziwym ekspertem. łowca mikrobów.
Niektórzy twierdzą, że stworzył więcej niż 500 soczewki powiększającedzięki którym mogli zwiększyć pierwotny rozmiar mikroorganizmów nawet 500-krotnie. Van Leeuwenhoekowi przypisuje się odkrycia bakterie, pierwotniaki i według niektórych publikacji także nasienieMimo że jego mikroskopy były technicznie proste (pojedyncza soczewka), przewyższały wiele złożonych mikroskopów swoich czasów jakością obrazu właśnie dlatego, że powodowały mniej problemów związanych z aberracjami optycznymi.
Tymczasem inni naukowcy, tacy jak Robert hooke Opracowali bardziej zaawansowane mikroskopy złożone. Hooke opisał strukturę korka w jednym ze swoich dzieł i ukuł termin "komórka" widząc małe wnęki, które przypominały mu komórki plastra miodu. Z czasem, dzięki ulepszeniom w produkcji soczewek i mechanice instrumentów, mikroskopy zyskały rozdzielczość, stabilność i łatwość obsługi, stając się ostatecznie potężnym narzędziem laboratoryjnym, jakie znamy dzisiaj.
Dalsze postępy w formulacji szkła, Korekcja aberracji chromatycznej Wprowadzenie powłok antyrefleksyjnych umożliwiło produkcję znacznie bardziej precyzyjnych soczewek i okularów. Później wprowadzono elektryczne źródła światła, precyzyjne systemy ogniskowania, okulary lornetkowe, a w erze nowożytnej – również te o wysokiej precyzji. mikroskopy cyfrowe i inteligentne które integrują kamery, oprogramowanie do analizy obrazu i automatyzują zadania, takie jak mikrofotografia, regulacja ekspozycji lub seryjne przechwytywanie obrazów.
Klasyfikacja mikroskopów
Istnieje szeroka gama mikroskopów, co pozwala na ich klasyfikację według kilku kluczowych kryteriów. Zrozumienie tych klasyfikacji jest przydatne dla… wybór odpowiedniego typu mikroskopu w zależności od przeznaczenia urządzenia: w laboratorium, szkole lub przemyśle.
Podstawową klasyfikację ustala się na podstawie liczby soczewek, systemu oświetlenia, transmisji światła, liczby okularów i konfiguracji elementów.
- Według liczby soczewek: Proste (pojedyncza soczewka, jak szkło powiększające) i złożone (połączenie obiektywu i okularu pozwalające uzyskać powiększenie w dwóch etapach).
- Według systemu oświetlenia: Światło widzialne (najczęściej stosowane w nauczaniu i laboratoriach), elektroniczne (takie jak transmisyjny lub skaningowy mikroskop elektronowy), światło ultrafioletowe, światło spolaryzowane i fluorescencja.
- Zgodnie z przepuszczalnością światła: Światło przechodzące (światło przechodzi przez próbkę, idealne w przypadku cienkich tkanek) i światło odbite lub episkopowe (światło odbija się od powierzchni próbki, szeroko stosowane w materiałach i elektronice).
- Według liczby okularów: Monokular (jeden okular), binokular (dwa okulary zapewniające wygodniejszą obserwację i wyraźne widzenie stereoskopowe) i trinokular (dwa okulary do bezpośredniej obserwacji i trzeci tubus do umieszczenia kamery).
- Zgodnie z konfiguracją elementów: Cyfrowe (zintegrowane z kamerą, często połączone z komputerem), stereoskopowe lub sekcyjne (oferujące pozornie trójwymiarowy obraz i niewielkie powiększenia, bardzo przydatne w pracy terenowej lub podczas sekcji).
Istnieją również inne rodzaje mikroskopów specjalistycznych, takie jak: ciemne pole (poprawia kontrast lekko barwionych próbek), konfokalny (tworzy obrazy o wysokiej rozdzielczości i trójwymiarowe przekroje optyczne) i kontrast fazowy (idealne dla przezroczystych, niebarwionych żywych komórek).
Przy wyborze mikroskopu oprócz rozróżnienia typów, warto również wziąć pod uwagę takie parametry jak: rezolucja (zdolność do oddzielenia dwóch bardzo bliskich punktów), użyteczna moc wzmacniającajakość soczewek i kondensatora oraz dostępny budżetNiektóre modele zapewniają wyższą rozdzielczość przy mniejszym widocznym powiększeniu, co może być bardziej przydatne niż przesadne powiększenie bez widocznych szczegółów.
Części mikroskopu
Aby określić części mikroskopu, mówimy o dwóch głównych zestawach: układ mechaniczny y układ optyczny.
Układ mechaniczny składa się ze wszystkich części, które zapewniają wsparcie, stabilność i ruch do elementów optycznych. Układ optyczny składa się z soczewek i powiązanych z nimi komponentów tworzenie, powiększanie i oświetlenie obrazuPołączenie pracy obu systemów pozwala na wyraźną obserwację próbki umieszczonej na scenie.
Wiele tekstów odwołuje się także do trzech ogólnych części strukturalnych: głowa lub ciało (gdzie skupia się większość elementów optycznych), baza (wsparcie i oświetlenie) i ramię (połączenie podstawy z głowicą). Chociaż nazwy mogą się nieznacznie różnić, funkcja jest zasadniczo taka sama.
Układ mechaniczny mikroskopu
Jeśli chodzi System mechanicznyUchwyt, zwany również platformą, występuje w różnych kształtach i rozmiarach. Dostępne są modele duże, średnie i małe, a także przenośne. Większe modele często zawierają… wszystkie niezbędne elementy do pracy zawodoweja także umożliwia wymianę części i akcesoriów, co pozwala na dokonywanie bardzo zróżnicowanych obserwacji.
Pomimo różnic w wielkości, większość złożonych mikroskopów optycznych ma podobne cechy i części, w których elementy strukturalne odpowiadają za utrzymuj próbki w linii, zapewnij stabilność urządzenia i umożliwiają precyzyjne ruchy w celu ustawienia ostrości.
-
Podstawa lub stopa:
Zwykle jest to najcięższa część, która dostarcza potrzebna jest równowaga i stabilność niezbędne do przeprowadzenia badania. Znajduje się na dole mikroskopu i Reszta elementów jest zamontowana na górze.Ma on zazwyczaj kształt litery Y, podkowy lub prostokąta, a w jego wnętrzu, w większości nowoczesnych modeli, znajduje się iluminator lub źródło światła.
Zawiera niektóre na dole antypoślizgowe gumowe zderzaki Aby zapobiec ślizganiu się mikroskopu po powierzchni, na której stoi. Podstawa ta pomaga również absorbować drobne drgania, co poprawia ostrość obrazu przy dużym powiększeniu.
-
Ramię:
Jest to element pośredni mikroskopu, który łączy wszystkie jego części i stanowi szkielet mikroskopuOdpowiada za połączenie powierzchni, na której umieszczona jest próbka, z okularem, przez który można ją obserwować. Do ramienia przymocowane są różne soczewki mikroskopu – zarówno obiektyw, jak i okular.
W wielu modelach ramię obejmuje również makrometryczny i mikrometryczny układ ogniskowania Służy również jako uchwyt do bezpiecznego transportu mikroskopu. Dlatego podczas przenoszenia sprzętu zaleca się trzymanie go jedną ręką za ramię, a drugą podpieranie podstawy, aby uniknąć uderzeń i niewspółosiowości.
-
Płyta dociskowa:
Próbka do obserwacji jest tam umieszczona. Scena to płaska, sztywna powierzchnia, zwykle metalowa, na którym umieszcza się szkiełko z preparatem. Pionowe położenie tej powierzchni w w stosunku do obiektywów Można ją regulować za pomocą dwóch śrub znajdujących się tuż przy podstawie lub bezpośrednio na ramieniu.
Talerz ma otwór środkowy przez które oświetlana jest próbka, ponieważ wiązka światła z żarówki lub lustra musi przez nią przejść. Istnieją również dwa zaciski przymocowane do tego, zwane klipsami płytkowymi, które mocno trzymają szkiełko.
Bardziej zaawansowane mikroskopy wykorzystują wałek mechanicznyObejmuje to śruby lub pokrętła umożliwiające kontrolowany ruch próbki wzdłuż osi X i Y (poziomej i pionowej). Pozwala to na skanowanie próbki bez dotykania jej palcami, co zapewnia płynne i precyzyjne ruchy podczas obserwacji.
-
Pinceta:
Są one przymocowane do płyty i umożliwiają utrzymywać próbkę w stałej pozycjiJej funkcją jest zapobieganie przesuwaniu się slajdu podczas ustawiania ostrości lub przesuwania stolika, co jest szczególnie ważne podczas pracy przy dużych powiększeniach lub podczas dokonywania precyzyjnych pomiarów.
-
Śruba gruboziarnista:
Jego funkcją jest regulacja położenia próbki w pionie względem obiektywu. Ta większa śruba działa na tubus lub stolik, umożliwiając stosunkowo duże przemieszczenia w kierunku pionowym. Służy do uzyskania początkowej ostrości, która jest następnie uzupełniana przez kolejną śrubę, zwaną śrubą mikrometryczną.
Ruch, który generuje, jest zwykle podobny do ruchu zamek błyskawicznypoprzez szybkie przesuwanie obiektywów bliżej lub dalej od próbki. Dlatego należy zachować ostrożność podczas pracy z obiektywami o dużym powiększeniu, aby uniknąć uderzenia soczewki w preparat.
-
Śruba mikrometryczna:
Posiada większą precyzję, dlatego jest używany do osiągnięcia precyzyjne i precyzyjne ustawianie ostrości próbki. Jego regulacja musi być przeprowadzana powoli, aby dostosować się do pionowego przemieszczenia stolika lub lampy. Ruchy, które generuje, są niezwykle małe (rzędu tysięcznych milimetra), co pozwala na precyzyjne dostrojenie ostrości w celu uzyskania maksymalnego stopnia ostrości.
W wielu mikroskopach pokrętła regulacji zgrubnej i precyzyjnej są połączone w jedno układ współosiowy (dwa współśrodkowe koła), ułatwiające obsługę i oszczędzające miejsce na ramieniu instrumentu.
-
Wymieszać:
To obrotowy element, w którym montowane są soczewki. Znany jest również jako wieżyczka obiektywu lub część nosowaWarto wspomnieć, że każda soczewka ma specyficzne właściwości, tzn. każda zapewnia inne powiększenie. Rewolwer pozwala na dobranie soczewki najbardziej odpowiedniej do konkretnych potrzeb badania.
Rewolwer zazwyczaj pozwala na wybór pomiędzy trzy lub cztery różne celeChociaż niektóre zaawansowane modele mogą zawierać więcej funkcji. Zazwyczaj jest to system „klik” lub „stop”, który wskazuje, czy obiektyw jest prawidłowo wyśrodkowany na osi optycznej. To centrowanie jest niezbędne dla uzyskania ostrego obrazu i prawidłowego wyrównania pola widzenia.
-
Tube:
Jak sama nazwa wskazuje, jest to rurka przymocowana do ramienia microscopio który umożliwia połączenie między okularem a obiektywami. Jest to element konstrukcyjny niezbędny do utrzymania prawidłowego wyrównanie elementów optycznychW niektórych konstrukcjach tubus można podzielić na kilka segmentów, zwłaszcza w mikroskopach trójokularowych lub z głowicami uchylnymi.
W mikroskopach binokularowych tubus rozdziela się na dwie gałęzie, w których mieszczą się dwa okulary, a w wielu przypadkach umożliwia to regulację odległość między źrenicamidostosowując się do odległości między oczami użytkownika, zapewniając komfortowe oglądanie.
Oprócz tych części niektóre mikroskopy zawierają: zatrzymanie klatki lub ogranicznik ostrości który kontroluje, jak wysoko może się podnieść stolik, zapobiegając w ten sposób kontaktowi obiektywu ze szkiełkiem i potencjalnemu uszkodzeniu zarówno próbki, jak i optyki.
Części układu optycznego
Wyjaśniliśmy już elementy, z których składa się układ mechaniczny mikroskopu. Teraz poznamy szczegółowo części układu optycznegoSystem ten odpowiada za generowanie i manipulowanie odpowiednie światło co jest uzasadnione ze względu na przeprowadzane badanie, a także w celu uzyskania i rozszerzenia obrazu próbki.
Części optyczne mikroskopu służą do: zobaczyć, powiększyć i uzyskać wyraźny obraz próbki umieszczonej na szkiełku. Należą do nich soczewki, przysłony, pryzmaty i źródło światła. Wszystkie zostały zaprojektowane tak, aby w jak największym stopniu ograniczyć problemy takie jak: zniekształcenia, rozmycie i aberracje kolorów.
-
Reflektor lub źródło światła:
Jest to oczywiście element niezbędny, ponieważ generuje światło skierowane na próbkę. W zależności od rodzaju mikroskopu, wiązka światła emitowana przez lampę jest kierowana na lustro, które z kolei... czas przekierowuje go na próbkęlub trafia bezpośrednio do skraplacza umieszczonego pod płytą.
Źródłem światła jest zazwyczaj lampa halogenowa lub LED Zintegrowany z podstawą mikroskopu, o stosunkowo niskim napięciu, aby uniknąć przegrzania próbki. Niektóre modele umożliwiają regulację intensywności światła za pomocą… potencjometr lub reostatco pomaga dostosować kontrast i komfort widzenia obserwatora.
Pozycja ogniska będzie zależeć od tego, czy jest to mikroskop światło odbite lub światło przechodząceW świetle przechodzącym źródło światła znajduje się poniżej sceny. W świetle odbitym oświetlacz znajduje się powyżej, a światło pada na powierzchnię próbki od góry.
-
Skraplacz:
On jest odpowiedzialny za aby skupić i skupić promienie światła które padają ze źródła światła w kierunku próbki. Zwykle są one rozbieżne, więc kondensor zmienia ich kierunek, sprawiając, że stają się równoległe lub nawet zbieżne, dzięki czemu oświetlają pole widzenia jednorodnie.
Znajduje się tuż pod talerzem i zwykle towarzyszy mu mechanizm samoczynnego ogniskowania (pokrętło ustawiania ostrości kondensora), które umożliwia jego podnoszenie lub opuszczanie w celu dostosowania sposobu, w jaki światło pada na próbkę, co jest szczególnie ważne podczas pracy z dużymi powiększeniami (powyżej 400x).
W mikroskopach wysokiej jakości stosuje się Kondensator AbbegoZaprojektowano je tak, aby zapewniały wysoką aperturę numeryczną i bardzo dokładne sterowanie oświetleniem, co pozwala na uzyskanie wyraźnych i kontrastowych obrazów nawet w przypadku obiektywów o dużym powiększeniu.
-
Membrana:
Ten element pozwala na regulację ilość światła wpadającego do próbkiTa czynność regulacji światła otwiera możliwość zmiany kontrast, z jakim obserwuje się próbkęMembrana znajduje się tuż pod stolikiem, w połączeniu z kondensatorem, a jej optymalne ustawienie zależy od rodzaju obserwowanej próbki, jak również od przejrzystość tego samego.
Działa podobnie do tęczówka oka ludzkiegoPrzysłona: otwierając się, wpuszcza więcej światła, a zamykając – zmniejsza jego ilość. Prawidłowe ustawienie przysłony pomaga uniknąć zbyt jasnych lub zbyt ciemnych zdjęć i pozwala uwydatnić szczegóły, które mogłyby pozostać niezauważone przy niewłaściwym oświetleniu.
-
Objetivo:
Ten element jest zestaw soczewek znajdujących się najbliżej próbkiSoczewki te zapewniają pierwszy stopień powiększenia. Obiektywy są montowane na rewolwerze, co pozwala na dobór odpowiedniego obiektywu do wymaganego powiększenia.
Na ich boku jest napisane: powiększenie (np. 4x, 10x, 40x, 100x) i otwarcie numeryczne Co, jak sami przyznają, jest kluczowym parametrem dla rozdzielczości. Z natury ich ogniskowa jest bardzo krótka, zwłaszcza w obiektywach o dużym powiększeniu, co wymaga zbliżenia obiektywu do próbki, aby uzyskać ostry obraz.
Wiele mikroskopów ma co najmniej trzy obiektywy: jeden z małe powiększenie lub skanowanie, One intermedio i jeden z wysoki wzrostNiektóre modele są wyposażone w obiektyw immersyjny, który pozwala uzyskać większą zdolność rozdzielczą poprzez zwiększenie współczynnika załamania światła między soczewką a próbką.
-
Okular:
Po tym, jak soczewka obiektywu zapewnia pierwszy stopień powiększenia, okular, jako element optyczny, zapewnia drugi etap powiększania obrazuOznacza to, że powiększa również obraz, który został wcześniej powiększony przez obiektyw, chociaż powiększenie zapewniane przez okular jest zwykle mniejsze od powiększenia obiektywu.
Mimo wszystko to właśnie poprzez ten element można faktycznie obserwować próbkęWiększość standardowych okularów oferuje powiększenie 10x, choć dostępne są również okulary 5x, 15x lub 20x, w zależności od rodzaju pracy. Tu właśnie pojawia się klasyfikacja mikroskopów. monokulary, lornetki, a nawet trinokulary.
Rozumiejąc wtedy, że całkowite powiększenie mikroskopu Powiększenie jest określane przez kombinację obiektywu i okularu (mnożąc obie wartości). Wybór odpowiedniej kombinacji jest kluczowy dla zrównoważenia powiększenia, pola widzenia i jasności. Nadmierne powiększenie bez wystarczającej rozdzielczości zapewnia jedynie bardzo duży obraz, ale pozbawiony użytecznych szczegółów.
-
Pryzmat optyczny:
Według niektórych tekstów medycznych niektóre mikroskopy zawierają wewnątrz pryzmaty zdolne do korygowania kierunku światłaElement ten jest niezbędny w przypadku mikroskopów binokularowych, gdyż pryzmat dzieli wiązkę światła wychodzącą z obiektywu, dzięki czemu można ją skierować w stronę dwóch różnych okularów.
Oprócz rozdzielania wiązki pryzmaty te mogą poprawna orientacja obrazuDzięki temu obserwowany obiekt pojawia się w prawidłowej orientacji, a nie w odwróceniu lub przewróceniu, co ułatwia interpretację próbki. W mikroskopach trójokularowych pryzmaty mogą również kierować część światła w stronę trzeciej tuby, do której przymocowana jest kamera do mikrofotografii lub nagrywania filmów w czasie rzeczywistym.
Inne elementy elektryczne i sterujące
Wiele nowoczesnych modeli obejmuje transformator wewnętrzny lub zewnętrzny który dostosowuje prąd elektryczny do potrzeb lampy mikroskopowej, ponieważ moc żarówki jest zazwyczaj niższa niż w domowej sieci elektrycznej. Niektóre transformatory mają kontrola intensywności która umożliwia zmianę jasności bez konieczności dotykania przysłony, dzięki czemu uzyskuje się bardziej komfortowe oświetlenie podczas długich sesji obserwacyjnych.
Mając na uwadze wszystkie powyższe informacje, możemy być pewni, z jakich elementów składa się mikroskop, który jest niezbędnym narzędziem do badania mikroorganizmów wpływających na rozwój ludzkości, badania biomedyczne, w analizie materiałów i badaniu enfermedades a także możliwe metody leczenia. Dzięki połączeniu stabilnej konstrukcji mechanicznej z precyzyjnym układem optycznym i kontrolowanym oświetleniem, instrument ten poszerzył granice możliwości ludzkiego oka i na zawsze zmienił sposób, w jaki rozumiemy świat mikroskopowy.