Introduktion til klassificering og brug af forskellige optiske mikroskoper
Der er mange klassificeringsmetoder for optiske mikroskoper: i henhold til antallet af anvendte okularer kan det opdeles i kikkert- og monokulære mikroskoper; alt efter om billedet har en stereoeffekt, kan det opdeles i stereomikroskoper og ikke-stereomikroskoper; ifølge observationsobjektet kan det opdeles i biologiske mikroskoper og guldmikroskoper. mikroskop. fase mikroskop og så videre; ifølge det optiske princip kan det opdeles i polariseret lysmikroskop, fasekontrastmikroskop og differentialinterferensmikroskop osv.; i henhold til typen af lyskilde kan den opdeles i almindeligt lys, fluorescens, ultraviolet lys, infrarødt lys og lasermikroskop osv.; alt efter typen af modtager kan den opdeles i Vision, digitalt (kamera)mikroskop osv. Almindelig anvendte mikroskoper omfatter binokulært stereomikroskop, metallografisk mikroskop, polariseret lysmikroskop, fluorescensmikroskop mv.
1. Kikkert stereomikroskop
Kikkert stereomikroskop, også kendt som "fast mikroskop" eller "dissektionsspejl", er et visuelt instrument med en positiv stereoskopisk sans. Det er meget udbredt i skivekirurgi og mikrokirurgi i det biomedicinske område; i industrien bruges det til observation, samling og inspektion af små dele og integrerede kredsløb. Det har følgende egenskaber:
(1) Ved at bruge en optisk sti med to kanaler er venstre og højre stråler i kikkertrøret ikke parallelle, men har en vis vinkel - volumensynsvinklen (normalt 12 grader -15 grader), dvs. venstre og højre bjælker. Begge øjne giver et tredimensionelt billede. Det er i det væsentlige to enkeltrørsmikroskoper placeret side om side. Synsvinklen dannet af de to linseglass optiske akser svarer til synsvinklen, der dannes, når en person observerer et objekt med begge øjne og derved danner et tredimensionelt visuelt billede i et tredimensionelt rum.
(2) Billedet er lige, nemt at betjene og dissekere, fordi prismet under okularet gør billedet på hovedet.
(3) Selvom forstørrelsen ikke er så god som for et traditionelt mikroskop, har den en lang arbejdsafstand.
(4) Brænddybden er stor, hvilket er praktisk til at observere hele laget af det inspicerede objekt.
(5) Diameteren af synsfeltet er stor.
Den optiske struktur af det nuværende stereoskop er: gennem en almindelig hovedobjektivlinse adskilles de to lysstråler efter afbildning af objektet af to sæt mellemobjektivlinser-zoomlinser for at danne en samlet betragtningsvinkel og derefter afbildet gennem de respektive okularer , ved at ændre den mellemliggende afstand mellem spejlgrupperne for at opnå ændringen af dens forstørrelse, så det kaldes også "Zoom-stereomikroskop". I henhold til applikationskravene kan det nuværende stereoskop udstyres med et væld af valgfrit tilbehør, såsom fluorescens, fotografering, videografi, kold lyskilde osv.
2. Metallografisk mikroskop
Et metallografisk mikroskop er et mikroskop, der er specielt brugt til at observere den metallografiske struktur af uigennemsigtige genstande såsom metaller og mineraler. Disse uigennemsigtige objekter kan ikke observeres med almindelige transmitteret lysmikroskoper, så hovedforskellen mellem metallografi og almindelige mikroskoper er, at førstnævnte bruger reflekteret lys, mens sidstnævnte bruger transmitteret lys til belysning. I det metallografiske mikroskop udsendes belysningsstrålen fra objektivlinsens retning til overfladen af det observerede objekt, reflekteres af objektets overflade og returneres derefter til objektivlinsen til billeddannelse. Denne reflekterende belysningsmetode bruges også i vid udstrækning til inspektion af integrerede kredsløbssiliciumwafers.
3. Polariserende mikroskop
Polariserende mikroskoper er mikroskoper, der bruges til at studere såkaldte transparente og uigennemsigtige anisotrope materialer. Alle stoffer med dobbeltbrydning kan tydeligt skelnes under et polariserende mikroskop. Disse stoffer kan naturligvis også observeres ved farvning, men nogle er ikke mulige og polariserende mikroskoper skal bruges.
(1) Funktioner ved polariserende mikroskoper
En metode til at omdanne almindeligt lys til polariseret lys til mikroskopi for at identificere, om et stof er monorefringent (i alle retninger) eller dobbeltbrydende (anisotropisk). Dobbeltbrydning er en grundlæggende egenskab ved krystaller. Derfor er polariserede lysmikroskoper meget udbredt inden for mineraler, kemi og andre områder og har også anvendelser inden for biologi, botanik og andre områder.
(2) Grundprincippet for polariseret lysmikroskop
Princippet om polariseret lysmikroskopi er mere kompliceret, så jeg vil ikke introducere det for meget her. Polarisationsmikroskopet skal have følgende tilbehør: polarisator, analysator, kompensator eller faseplade, speciel spændingsfri objektivlinse, roterende trin.
(3) Polariserende mikroskopmetode
En slags. Ortoskop: Også kendt som et forvrængningsfrit mikroskop, er det kendetegnet ved at bruge en objektivlinse med lav forstørrelse i stedet for en Bertrand-linse til at studere emnet. Direkte undersøgelse med polariseret lys. Samtidig skubbes kondensatorens øverste linse fra hinanden for at gøre belysningsblænden mindre. Et normalfasemikroskop bruges til at undersøge et objekts dobbeltbrydning.
b. Konoskop: Også kendt som et interferensmikroskop studerer det interferensmønstre, der skabes, når polariseret lys interfererer. Denne metode bruges til at observere uniaksialiteten eller biaksialiteten af et objekt. I denne metode bruges en stærkt konvergerende polariseret lysstråle til belysning.
(4) Krav til polariserende mikroskoper
En slags. Lyskilde: Det er bedst at bruge monokromatisk lys, fordi lysets hastighed, brydningsindeks og interferensfænomener varierer med bølgelængder. Generelle mikroskoper kan bruge almindeligt lys.
b. Okularer: Okularer med trådkors.
C. Kondensator: For at opnå parallelt polariseret lys bør der anvendes en udsvingende kondensator, der kan skubbe den øverste linse ud.
d. Bertrand-linse: et hjælpeelement i kondensatorens optiske vej, som er en hjælpelinse, der forstærker den primære fase forårsaget af objektet til den sekundære fase. Det garanterer observation med okularet af et plant interferensmønster dannet ved objektivets bageste brændplan.
(5) Krav til polariserende mikroskoper
En slags. Scenens centrum er koaksialt med den optiske akse.
b. Polarisatoren og analysatoren skal være i kvadraturpositioner.
C. Skydning bør ikke være for tynd.
4. Fluorescensmikroskopi
Fluorescensmikroskopi bruger kortbølgelængdelys til at bestråle et fluoresceinfarvet objekt for at excitere og generere langbølgelængdefluorescens og derefter observere. Fluorescensmikroskopi er meget udbredt inden for biologi, medicin og andre områder.
(1) Fluorescensmikroskoper er generelt opdelt i to typer: transmissionstype og epi-belysningstype.
En slags. Transmissionstype: Excitationslyset udsendes fra bunden af det inspicerede objekt, og kondensatoren er en mørkfeltskondensator, således at excitationslyset ikke kommer ind i objektivlinsen, og fluorescensen kommer ind i objektivlinsen. Det er lyst ved lav forstørrelse og mørkt ved høj forstørrelse. Olienedsænkning og neutraliseringsoperationer er vanskelige, især belysningsområdet med lav forstørrelse er svært at bestemme, men meget mørke baggrunde kan opnås. Den transmissive type bruges ikke til uigennemsigtige inspektionsobjekter.
Transmissionstype er i øjeblikket næsten elimineret. De fleste nye fluorescensmikroskoper er epitaksielle. Lyskilden kommer oppe fra testobjektet, og der er en stråledeler i den optiske vej, som er velegnet til transparente og uigennemsigtige testobjekter. Da objektivlinsen fungerer som en kondensator, er den ikke kun nem at betjene, men kan også opnå ensartet belysning af hele synsfeltet fra lav forstørrelse til høj forstørrelse.
(2) Forholdsregler for fluorescensmikroskopi
En slags. Langvarig eksponering for excitationslys vil forårsage fluorescensnedbrydning og quenching, så observationstiden bør forkortes så meget som muligt. .
b. Brug "ikke-fluorescerende olie" til olievisning.
C. Fluorescens er næsten altid svag og bør udføres i et mørkere rum.
d. Det er bedst at installere en spændingsstabilisator i strømforsyningen, ellers vil spændingsustabiliteten ikke kun reducere kviksølvlampens levetid, men også påvirke effekten af mikroskopet.
På nuværende tidspunkt anvendes mange nye biologiske forskningsfelter til fluorescensmikroskopiteknikker, såsom gen in situ hybridisering (FISH).
5. Fasekontrastmikroskop
I udviklingen af optisk mikroskop er den succesrige opfindelse af fasekontrastmikroskop en vigtig præstation af moderne mikroskopteknologi. Vi ved, at det menneskelige øje kun kan skelne lysbølgernes bølgelængde (farve) og amplitude (lysstyrke). For farveløse og gennemsigtige biologiske prøver, når lyset passerer igennem, ændres bølgelængden og amplituden ikke meget, så det er svært at observere prøven i et lyst felt. .
Fasekontrastmikroskop er at bruge den optiske vejforskel af det inspicerede objekt til at udføre mikroskopisk detektion, det vil sige effektivt at bruge lysinterferensfænomenet til at ændre faseforskellen, der ikke kan skelnes af det menneskelige øje til en skelnelig amplitudeforskel, selv hvis den er farveløs og gennemsigtig. Materien kan også blive tydeligt synlig. Dette letter i høj grad observationen af levende celler, så fasekontrastmikroskopi er meget udbredt til inverterede mikroskoper.
Fasekontrastmikroskopet er forskelligt fra lysfelt i udstyr og har nogle særlige krav:
en. Installeret under kondensatoren og kombineret med kondensatoren - fasekontrastkondensator. Den består af ringformede membraner i forskellige størrelser monteret på en skive, med ordene 10X, 20X, 40X, 100X osv. på ydersiden, som bruges i forbindelse med objektivlinser med tilsvarende multipla.
b.Faseplade: Installeret på objektivlinsens bagside brændplan, den er opdelt i to dele, den ene er den del, som det direkte lys passerer igennem, som er en gennemskinnelig ring kaldet det konjugerede plan; den anden er den del, hvorigennem det diffrakterede lys "kompenserer" . Objektiver med faseplader kaldes "fasekontrastobjektiver", og ordet "Ph" er ofte skrevet på huset.
Fasekontrastmikroskopi er en relativt kompleks mikroskopimetode. For at opnå en god observationseffekt er fejlfindingen af mikroskopet meget vigtig. Derudover skal følgende aspekter også bemærkes:
En slags. Lyskilden skal være stærk, og alle blændeblænder skal være åbne;
b. Brug farvefiltre til at gøre lysbølger næsten monokromatiske.
6. Differential Interference Contrast Microscopy (Diffe Rent Interference Contrast DIC)
Differentiel interferens kontrastmikroskopi dukkede op i 1960'erne. Det kan ikke kun observere farveløse og gennemsigtige objekter, men også præsentere stærke stereoskopiske billeder og har nogle fordele, som fasekontrastmikroskopi ikke kan opnå. , er observationseffekten mere realistisk.
(1) Principper
Differentialinterferenskontrastmikroskopi bruger specielle Wollaston-prismer til at bryde strålen op. Vibrationsretningerne for de delte stråler er vinkelrette på hinanden, og intensiteten er ens. De to punkter på strålen, der passerer gennem objektet, der skal inspiceres, er meget tæt på hinanden, og faserne er lidt forskellige. Da adskillelsesafstanden mellem de to lysstråler er ekstremt lille, er der ikke noget spøgelsesfænomen, som får billedet til at fremstå tredimensionelt.
(2) Særlige dele, der kræves til differentialinterferenskontrastmikroskop:
en. Polarisator
b. Analysator
C. 2 Wollaston prismer
(3) Forholdsregler ved differentiel interferens kontrastmikroskopi
En slags. På grund af den høje følsomhed af differentiel interferens bør der ikke være snavs og støv på pladens overflade.
b. Stoffer med dobbeltbrydning kan ikke opnå effekten af differentiel interferenskontrastmikroskopi.
C. Petriskåle af plast kan ikke bruges, når der påføres differentiel interferens på et omvendt mikroskop.
7. Inverteret mikroskop (Invertedmicroscope)
Det omvendte mikroskop er velegnet til mikroskopisk observation af vævskultur, in vitro cellekultur, plankton, miljøbeskyttelse, fødevareinspektion osv. på det biomedicinske område.
På grund af begrænsningerne af de ovennævnte prøvekarakteristika kræver placering af genstanden, der skal inspiceres i en petriskål (eller kulturflaske), en lang arbejdsafstand af det omvendte mikroskopobjektiv og kondensatoren, og den inspicerede genstand i petriskålen blive direkte inspiceret. Mikroskopisk observation og forskning. Derfor er positionerne af objektivlinsen, kondensatorlinsen og lyskilden alle omvendt, så det kaldes "inverteret mikroskop".
På grund af arbejdsafstandsbegrænsninger har omvendte mikroskopobjektiver en maksimal forstørrelse på 60X. Generelt er inverterede mikroskoper til forskning udstyret med 4X, 10X, 20X og 40X fasekontrastobjektiver, fordi omvendte mikroskoper for det meste bruges til farveløs og gennemsigtig in vivo observation. Hvis brugeren har særlige behov, kan andet tilbehør også vælges for at fuldende observationen af differentiel interferens, fluorescens og simpelt polariseret lys.
Inverterede mikroskoper er meget udbredt i patch clamp, transgene ICSI og andre områder.
8. Digitalt mikroskop
Et digitalt mikroskop er et mikroskop, der bruger et kamera (dvs. et tv-kameraobjektiv eller en ladningskoblet enhed) som det modtagende element. Et kamera er installeret på den virkelige billedoverflade af mikroskopet for at erstatte det menneskelige øje som modtager. Den optoelektroniske enhed konverterer det optiske billede til et elektrisk signalbillede og udfører derefter størrelsesdetektion og partikeltælling. Denne type mikroskop kan bruges sammen med en computer for at lette automatiseringen af detektion og informationsbehandling, og den bruges mest i lejligheder, der kræver en masse kedeligt detektionsarbejde.
2. Brugen af forskellige optiske mikroskoper
Fluorescensmikroskopi bruger den fluorescens, der udsendes af prøven, til at observere objekter;
Stereomikroskoper kan bruges til at observere tredimensionelle billeder af objekter;
Projektionsmikroskopet kan projicere billedet af objektet på projektionsskærmen, så flere personer kan observere på samme tid;
Inverterede mikroskoper til cellekultur, vævskultur og mikrobiel forskning;
Fasekontrastmikroskop bruges til at observere farveløse og gennemsigtige prøver;
For eksempel bruges mørkefeltsmikroskopi til at observere bakterier og spiroketter. sporty.
