Деякі спеціальні оптичні мікроскопи та їх відмінності
1 темнопольний мікроскоп
Темнопольний мікроскоп не має функції спостереження за тонкою структурою всередині об’єкта, але він може розрізняти наявність і рух частинок понад 0,004 мкм. Тому його часто використовують для спостереження за структурою живих клітин і рухом внутрішньоклітинних частинок.
Основним принципом темнопольної мікроскопії є ефект Тиндаля. Коли промінь світла проходить крізь темну кімнату, у повітрі можна спостерігати яскравий пиловий «шлях» із напрямку, перпендикулярного падаючому світлу. Це явище є ефектом Тиндаля.
Після заміни мікроскопа темного поля на конденсор темного поля на звичайному оптичному мікроскопі через оклюзію внутрішньої параболічної структури конденсора світло, що випромінюється на поверхню об’єкта, що перевіряється, не може безпосередньо потрапити в лінзу об’єктива і окуляр, через який може проходити лише розсіяне світло, тому поле зору темне.
Основне використання темнопольної мікроскопії полягає в наступному:
1. Встановіть конденсор темного поля (або використовуйте щільний чорний папір, щоб зробити світлозахисний екран і помістити його під конденсор звичайного мікроскопа, щоб отримати ефект темного поля).
2. Виберіть сильне джерело світла, як правило, з мікроскопом, щоб запобігти потраплянню прямого світла в об’єктив.
3. Додайте краплю кедрової олії між конденсором і предметним склом, щоб уникнути повного відбивання освітлюючого світла на конденсорі, недосягання об’єкта, що перевіряється, і освітлення темного поля.
4. Виконайте регулювання центру, тобто перемістіть конденсор горизонтально так, щоб оптична вісь конденсора і оптична вісь мікроскопа знаходилися строго на прямій лінії. Підніміть і опустіть конденсор, вирівняйте фокусну точку конденсора (вершину конічного променя на малюнку 1-2) щодо об’єкта, який потрібно перевірити.
5. Виберіть лінзу об’єктива, що відповідає конденсору, відрегулюйте фокусну відстань і дійте за методом звичайного мікроскопа.
Стереомікроскоп
Стереомікроскопи, також відомі як твердотільні мікроскопи або розсікаючі дзеркала, відображають вертикальне тривимірне зображення простору та мають характеристики сильного стереоскопічного ефекту, чіткого та широкого зображення, великої робочої відстані (зазвичай 110 мм) і постійного збільшення перегляду. Часто використовується в біології для спостереження в реальному часі під час розтину
Джерелом світла звичайного оптичного мікроскопа є паралельне світло, тому воно формує двовимірне плоске зображення; тоді як стереомікроскоп використовує двоканальний оптичний шлях, а лівий і правий промені в бінокулярній трубі мають певний кут зору (зазвичай 12o15o), тому він може формувати стереоскопічне зображення в тривимірному просторі.
Стереомікроскопи використовуються так само, як і звичайні світлові мікроскопи, але більш зручні. Основна відмінність між ними:
1. Об’єкти контролю стереомікроскопів не потребують виготовлення предметних стекол.
2. Столика стереомікроскопа безпосередньо закріплена на основі дзеркала та оснащена чорно-білими двосторонніми панелями або скляними панелями, і оператор може вибрати відповідно до об’єкта та вимог огляду мікроскопа.
3. Зображення стереомікроскопа вертикальне, що зручно для операцій розтину.
4. Стереомікроскоп має лише один об’єктив, і його збільшення можна безперервно регулювати обертанням регулювального гвинта.
флуоресцентний мікроскоп
Флуоресцентна мікроскопія є оптичним інструментом для якісного та кількісного дослідження інтенсивності флуоресценції внутрішньоклітинних речовин.
У клітинах є два типи флуоресцентних речовин, одні можуть флуоресціювати безпосередньо після опромінення ультрафіолетовими променями, наприклад хлорофіл тощо; інші речовини не мають цієї властивості, але якщо їх забарвити специфічними флуоресцентними барвниками або флуоресцентними антитілами, вони можуть флуоресціювати ультрафіолетовими променями. Може також флуоресціювати після опромінення
Вертикальний біолюмінесцентний мікроскоп/інвертований біолюмінесцентний мікроскоп
Принцип роботи флуоресцентного мікроскопа полягає у використанні точкового джерела світла з високою світловіддачею (наприклад, ртутної лампи надвисокого тиску) для випромінювання світла певної довжини хвилі (наприклад, ультрафіолетового світла 3650λ або фіолетово-синього світла 4200λ) через систему фільтрів. як світло збудження для збудження флуоресцентних речовин у зразку. Після випромінювання флуоресценції різних кольорів вона фільтрується блокуючим (або пригнічуючим) фільтром за лінзою об’єктива, а потім спостерігається через збільшення окуляра.
Блокуючий фільтр виконує дві функції: одна полягає в поглинанні та блокуванні збуджувального світла від потрапляння в окуляр, щоб не порушити флуоресценцію та не пошкодити очі; інший — вибрати та пропустити певну флуоресценцію, показуючи певний флуоресцентний колір.
За принципом оптичного шляху люмінесцентні мікроскопи можна розділити на два види:
1. Трансмісійна флуоресцентна мікроскопія
У старих флуоресцентних мікроскопах джерело збудження світла пропускається через матеріал зразка через конденсор для збудження флуоресценції. Перевагою є те, що флуоресценція є сильною при малому збільшенні, але недоліком є те, що флуоресценція зменшується зі збільшенням збільшення. Тому він придатний лише для спостереження за більшим матеріалом зразка.
2. Епіфлуоресцентна мікроскопія
Збуджувальне світло падає від лінзи об'єктива до поверхні зразка, тобто одна і та ж лінза об'єктива використовується як освітлювальний конденсор і об'єктив для збору флуоресценції.
На оптичному шляху необхідно додати дихроїчний світлорозділювач (дихроїчне дзеркало), який утворює з оптичною віссю кут 45o. Світло збудження відбивається в лінзі об'єктива і збирається на зразку. Світло збудження, відбите поверхнею предметного скла, одночасно потрапляє в лінзу об’єктива, повертається до двоколірного розсіювача променя, відокремлює світло збудження від флуоресценції, а світло збудження, що залишилося, поглинається блокуючим фільтром. Якщо ви перейдете на комбінацію різних фільтрів збудження/двоколірних світлорозділювачів/блокувальних фільтрів, можна задовольнити потреби в різних продуктах флуоресцентної реакції.
Перевага цього типу флуоресцентного мікроскопа полягає в тому, що освітлення поля зору рівномірне, зображення чітке, і чим більше збільшення, тим сильніше флуоресценція.
фазово-контрастний мікроскоп
Фазово-контрастний мікроскоп — це мікроскоп, який може перетворювати різницю фаз (або різницю оптичного шляху), що утворюється під час проходження світла через об’єкт, у зміну амплітуди (інтенсивності світла). Він в основному використовується для спостереження за живими клітинами, незабарвленими зрізами тканин або пофарбованими зразками без контрасту.
Людське око може ідентифікувати лише зміни довжини хвилі (кольору) та амплітуди видимого світла, але не зміни фази. Однак більшість біологічних зразків дуже прозорі, і амплітуда світлової хвилі практично не змінюється після проходження, змінюється лише фаза.
Фазово-контрастний мікроскоп в основному змінює оптичну різницю ходу видимого світла, що проходить через зразок, на різницю амплітуд, тим самим покращуючи контраст між різними структурами та роблячи різні структури чітко видимими. Світло заломлюється після проходження через зразок, відхиляється від початкового оптичного шляху та одночасно затримується на 1/4λ (довжина хвилі). Якщо його збільшити або зменшити на 1/4λ, оптична різниця шляху стане 1/2λ, і два промені інтерферують після оптичної осі. Посилення, збільшення або зменшення амплітуди, покращення контрасту.
Конструктивно фазово-контрастні мікроскопи відрізняються від звичайних оптичних мікроскопів тим, що:
1. Кільцева діафрагма має діафрагму з кільцевим отвором, яка встановлена між джерелом світла і конденсором. Функція полягає в тому, щоб світло, що проходить через конденсор, утворювало порожнистий світловий конус і фокусувалося на зразку.
2. Фазова пластина Фазово-контрастний мікроскоп додає фазову пластину, покриту фторидом магнію, всередині лінзи об’єктива, щоб затримати фазу прямого або дифрагованого світла на 1/4λ. На фазовій пластині є дві області: частина, через яку проходить пряме світло, називається "сполученою поверхнею", а частина, через яку проходить дифраговане світло, називається "компенсаційною поверхнею". Фазові пластини поділяються на два види відповідно до їх робочого ефекту:
(1) Плюсова фазова пластина: пряме світло затримується на 1/4λ, і світлові хвилі накладаються після того, як дві групи світлових хвиль поєднуються, щоб збільшити амплітуду, і структура зразка яскравіша за навколишнє середовище, утворюючи яскравий контраст (або негативний контраст).
(2) B плюс фазова пластина: дифраговане світло затримується на 1/4λ, і світлові хвилі двох груп світла віднімаються після того, як вісь вирівняно, і амплітуда стає меншою. Структура зразка темніша за навколишнє середовище, утворюючи темний контраст (або позитивний контраст). Об’єктив із фазовою пластиною називається фазово-контрастним об’єктивом, який часто позначається «Ph» на корпусі об’єктива.
