آشنایی کامل با انواع میکروسکوپ

فهرست مطالب نمایش

آشنایی کامل با انواع میکروسکوپ‌ ها

قدرت بزرگنمایی میکروسکوپ عبارت است از تعداد دفعاتی که جسم مورد بررسی بزرگ شده است. این حالت معمولاً به شکل 10× بیان می شود (برای تصاویری که 10 برابر بزرگ شده اند.) وضوح میکروسکوپ به توانایی این دستگاه در تمایز کوچکترین جزئیات جسمی است که می توان با آن مشاهده کرد. وضوح تصویر معمولاً با واحد میکرومتر (μm) بیان می شود.

پرکاربرد ترین نوع میکروسکوپ، میکروسکوپ نوری است که در آن از لنزهای شیشه ای برای تشکیل تصویر استفاده می شود. میکروسکوپ‌های نوری می توانند ساده، متشکل از یک لنز یا مرکب باشند که از چندین جزء نوری تشکیل شده است.

ذره بین دستی می تواند حدود 3 تا 20 برابر بزرگنمایی داشته باشد. میکروسکوپ‌های تک لنز می توانند تا 300 برابر بزرگنمایی کنند – و توانایی نشان دادن باکتری ها را دارند – در حالی که میکروسکوپ‌های مرکب می توانند تا 2000 برابر تصویر را بزرگ کنند. یک میکروسکوپ نوری ساده می تواند از جسمی به ابعاد 1 میکرومتر نیز تصویر تشکیل دهد و این ابعاد برای میکروسکوپ مرکب 0.2 میکرومتر است.

اساس میکروسکوپ‌ها

لنز

میکروسکوپ ساده از یک لنز تشکیل شده است که لوپ نامیده می شود. نام آشنا ترین مثال آن ذره بین است. امروزه لنزهایی با بزرگنمایی بالاتر اغلب با دو لنز شیشه ای ساخته می شوند که تصویر رنگی تصحیح شده تولید می کنند.

بدون لنز، بالاترین بزرگنمایی ممکن زمانی است که جسم به نزدیکترین موقعیتی که در آن تصویر مجازی واضح مشاهده می شود، برسد. برای بسیاری از افراد، این فاصله تصویر حدود 25 سانتی متر (10 اینچ) است. با افزایش سن، نزدیکترین نقطه بینایی مجزا در عقب می رود و به همین دلیل این افراد برای دید بهتر از ذره بین استفاده می کنند.

میزان انحراف

انحرافات مختلف بر وضوح یا کیفیت تصویر تأثیر می گذارد. انحراف لنزها با افزایش دیافراگم نسبی لنز (یعنی فاصله ی سطح نمونه تا لنز عدسی تقسیم بر فاصله کانونی) افزایش می یابد. بنابراین، انحراف لنزهایی که قطر آن دو برابر فاصله کانونی است، از لنزهایی که قطر آن ها از فاصله کانونی کمتر است، بیشتر خواهد بود. بنابراین بین یک فاصله کانونی کوتاه، اجازه می دهد یک قدرت بزرگنمایی زیاد و یک میدان دید کوچک ایجاد شود، و یک فاصله کانونی طولانی تر، قدرت بزرگنمایی کمتر اما یک میدان دید بزرگتر خطی را فراهم می کند.

انواع میکروسکوپ

میکروسکوپ نوری

میکروسکوپ نوری از متداول ترین وسایل موجود در آزمایشگاه است که از نور قابل مرئی برای روشنایی و بزرگ نمایی یک شی استفاده می کنند و امکان مشاهده یک ارگانیسم کامل را فراهم می کند و جزئیات را با بزرگنمایی 100x تا 150x نشان می دهد.

میکروسکوپ نوری مرکب، برای مشاهده ی جزئیات بیشتر سلولی استفاده می شود و حاوی دو نوع عدسی است که عملکرد آن ها برای بزرگنمایی موجودات تک سلولی 1000 تا 1500 برابر است.

میکروسکوپ‌های زمینه تاریک و فاز کنتراست تخصصی ترند و نور را پراکنده می کنند تا نه تنها سلول های زنده، بلکه حتی قسمت های داخلی سلول مانند میتوکندری را نیز نمایان کنند.

میکروسکوپ فلورسنت

میکروسکوپ فلورسنت یا کانفوکال از نور ماورا بنفش به عنوان منبع نوری خود استفاده می کند.

هنگامی که نور ماورا بنفش به جسمی برخورد می کند، الکترون های جسم را برانگیخته و نوری در رنگ های مختلف منتشر می کند که می تواند به شناسایی باکتری های موجود در ارگانیسم کمک کند.

میکروسکوپ های فلورسنت، جسم را از طریق یک سوراخ کوچک نشان می دهند، بنابراین تصویر کاملی از نمونه نشان داده نمی شود.

میکروسکوپ استریو

میکروسکوپ استریو، بزرگنمایی تا 300 برابر را فراهم می کند.

از این میکروسکوپ‌های دو چشمی برای مشاهده اجسام مات یا اشیا بسیار بزرگ استفاده می شود که با میکروسکوپ مرکب نمی توان آنها را مشاهده کرد، زیرا نیازی به آماده سازی اسلاید ندارند.

اگرچه بزرگنمایی آنها نسبتاً کم است، اما هنوز هم مفید هستند.

آنها نمای نزدیک و 3 بعدی از بافت سطح اشیا را ارائه می دهند و به اپراتورها امکان می دهد تا هنگام مشاهده شی را دستکاری کنند.

میکروسکوپ‌های استریو در برنامه های کاربردی علوم بیولوژیکی و پزشکی و همچنین در صنایع الکترونیک مانند کسانی که تخته مدار یا ساعت درست می کنند استفاده می شود.

میکروسکوپ کانفوکال

بر خلاف میکروسکوپ های استریو و مرکب که از نور منظم برای تشکیل تصویر استفاده می کنند، میکروسکوپ کانفوکال از یک نور لیزر برای اسکن نمونه های رنگ شده استفاده می کند. این نمونه ها روی اسلایدها تهیه شده و درج می شوند. سپس، با کمک یک آینه دو رنگ، دستگاه یک تصویر بزرگنمایی شده را روی صفحه رایانه تولید می کند.

اپراتورها همچنین می توانند با جمع آوری اسکن های متعدد، تصاویر 3 بعدی ایجاد کنند. مانند میکروسکوپ مرکب، این میکروسکوپ ها نیز از بزرگنمایی بالایی برخوردار هستند، اما وضوح آن ها بسیار بهتر است. آن ها معمولاً در زیست شناسی سلولی و کاربردهای پزشکی استفاده می شوند.

میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)

میکروسکوپ الکترونی روبشی یا SEM از الکترون برای ایجاد تصویر از الکترون استفاده می کند. نمونه ها در شرایط خلا یا نزدیک به خلا اسکن می شوند، بنابراین باید بطور خاص آبگیری شوند و سپس با یک لایه نازک از یک ماده رسانا مانند طلا پوشانده شوند.

پس از تهیه و قرار دادن نمونه در محفظه SEM یک تصویر 3 بعدی، سیاه و سفید روی صفحه رایانه تولید می کند. محققان علوم فیزیکی، پزشکی و بیولوژیکی برای کنترل طیف وسیعی از نمونه ها از حشرات تا استخوان ها استفاده می کنند.

میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)

مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) از الکترون ها در ایجاد یک تصویر بزرگنمایی شده استفاده می کند و نمونه ها در خلاa اسکن می شوند بنابراین باید به طور ویژه تهیه شوند.

برخلاف SEM، با این وجود، TEM از یک اسلاید برای تهیه نمای 2 بعدی از نمونه ها استفاده می کند، بنابراین بیشتر برای مشاهده اشیا با درجه ای از شفافیت مناسب است.

TEM درجه بالایی از بزرگنمایی و تفکیک پذیری را ارائه می دهد، و آن را در علوم فیزیکی و بیولوژیکی، متالورژی، فناوری نانو و تجزیه و تحلیل پزشکی قانونی مفید می کند.

همچنین بخوانید: