Inleiding tot de classificatie en het gebruik van verschillende optische microscopen
Er zijn veel classificatiemethoden voor optische microscopen: afhankelijk van het aantal gebruikte oculairs, kan het worden onderverdeeld in binoculaire en monoculaire microscopen; afhankelijk van of het beeld een stereo-effect heeft, kan het worden onderverdeeld in stereomicroscopen en niet-stereomicroscopen; volgens het observatieobject kan het worden onderverdeeld in biologische microscopen en gouden microscopen. microscoop. Fase microscoop, enz.; volgens het optische principe kan het worden onderverdeeld in gepolariseerde lichtmicroscoop, fasecontrastmicroscoop en differentiële interferentiemicroscoop, enz .; afhankelijk van het type lichtbron kan het worden onderverdeeld in gewoon licht, fluorescentie, ultraviolet licht, infrarood licht en lasermicroscoop, enz.; afhankelijk van het type ontvanger kan het worden onderverdeeld in Vision, digitale (camera) microscoop, enz. Veelgebruikte microscopen zijn binoculaire stereomicroscoop, metallografische microscoop, gepolariseerd lichtmicroscoop, fluorescentiemicroscoop, enz.
1. Binoculaire stereomicroscoop
Binoculaire stereomicroscoop, ook bekend als "solide microscoop" of "ontleedspiegel", is een visueel instrument met een positieve stereoscopische betekenis. Het wordt veel gebruikt bij slice-chirurgie en microchirurgie op biomedisch gebied; in de industrie wordt het gebruikt voor de observatie, assemblage en inspectie van kleine onderdelen en geïntegreerde schakelingen. Het heeft de volgende kenmerken:
(1) Bij gebruik van een tweekanaals optisch pad zijn de linker- en rechterbundels in de binoculaire buis niet evenwijdig, maar hebben ze een bepaalde hoek - de kijkhoek van het volume (meestal 12 graden -15 graden), dat wil zeggen de linker en rechter balken. Beide ogen geven een driedimensionaal beeld. Het zijn in wezen twee naast elkaar geplaatste microscopen met één buis. De kijkhoek gevormd door de optische assen van de twee lenscilinders is gelijk aan de kijkhoek die wordt gevormd wanneer een persoon een object met beide ogen waarneemt, waardoor een driedimensionaal visueel beeld wordt gevormd in een driedimensionale ruimte.
(2) Het beeld is recht, eenvoudig te bedienen en te ontleden, omdat het prisma onder het oculair het beeld ondersteboven maakt.
(3) Hoewel de vergroting niet zo goed is als die van een traditionele microscoop, heeft deze een lange werkafstand.
(4) De brandpuntsdiepte is groot, wat handig is om de hele laag van het geïnspecteerde object te observeren.
(5) De diameter van het gezichtsveld is groot.
De optische structuur van de huidige stereoscoop is: via een gewone hoofdobjectieflens worden de twee lichtstralen na het afbeelden van het object gescheiden door twee sets tussenobjectieven-zoomlenzen om een algehele kijkhoek te vormen en vervolgens afgebeeld door de respectieve oculairs , door het veranderen van de tussenliggende De afstand tussen de spiegelgroepen om de verandering van de vergroting te verkrijgen, dus het wordt ook wel "Zoom-stereomicroscoop" genoemd. Volgens de toepassingsvereisten kan de huidige stereoscoop worden uitgerust met een groot aantal optionele accessoires, zoals fluorescentie, fotografie, videografie, koudlichtbron, enz.
2. Metallografische microscoop
Een metallografische microscoop is een microscoop die speciaal wordt gebruikt om de metallografische structuur van ondoorzichtige objecten zoals metalen en mineralen waar te nemen. Deze ondoorzichtige objecten kunnen niet worden waargenomen met gewone doorvallende lichtmicroscopen, dus het belangrijkste verschil tussen metallografie en gewone microscopen is dat de eerste gereflecteerd licht gebruikt, terwijl de laatste doorvallend licht gebruikt voor verlichting. In de metallografische microscoop wordt de verlichtingsbundel uitgezonden vanuit de richting van de objectieflens naar het oppervlak van het waargenomen object, gereflecteerd door het oppervlak van het object en vervolgens teruggevoerd naar de objectieflens voor beeldvorming. Deze reflectieve verlichtingsmethode wordt ook veel gebruikt bij de inspectie van siliciumwafels met geïntegreerde schakelingen.
3. Polariserende microscoop
Polarisatiemicroscopen zijn microscopen die worden gebruikt om zogenaamde transparante en ondoorzichtige anisotrope materialen te bestuderen. Onder een polariserende microscoop zijn alle stoffen met dubbele breking duidelijk te onderscheiden. Natuurlijk kunnen deze stoffen ook door kleuring worden waargenomen, maar sommige zijn niet mogelijk en er moeten polariserende microscopen worden gebruikt.
(1) Kenmerken van polariserende microscopen
Een methode om gewoon licht om te zetten in gepolariseerd licht voor microscopie om te bepalen of een stof monobrekings (in alle richtingen) of dubbelbrekend (anisotroop) is. Dubbele breking is een fundamentele eigenschap van kristallen. Daarom worden microscopen met gepolariseerd licht veel gebruikt in mineralen, chemie en andere gebieden, en hebben ze ook toepassingen in biologie, plantkunde en andere gebieden.
(2) Het basisprincipe van een gepolariseerde lichtmicroscoop:
Het principe van gepolariseerd lichtmicroscopie is ingewikkelder, dus ik zal het hier niet te veel introduceren. De polarisatiemicroscoop moet de volgende accessoires hebben: polarisator, analysator, compensator of faseplaat, speciale spanningsvrije objectieflens, draaitafel.
(3) Polariserende microscoopmethode:
Een soort van. Orthoscoop: ook bekend als een vervormingsvrije microscoop, wordt het gekenmerkt door het gebruik van een objectieflens met een lage vergroting in plaats van een Bertrand-lens om het onderwerp te bestuderen. Directe studie met gepolariseerd licht. Tegelijkertijd wordt, om de belichtingsopening kleiner te maken, de bovenste lens van de condensor uit elkaar geduwd. Een normale fasemicroscoop wordt gebruikt om de dubbele breking van een object te onderzoeken.
b. Conoscope: Ook bekend als een interferentiemicroscoop, bestudeert het de interferentiepatronen die worden gecreëerd wanneer gepolariseerd licht interfereert. Deze methode wordt gebruikt om de uniaxialiteit of biaxialiteit van een object te observeren. Bij deze methode wordt een sterk convergerende gepolariseerde lichtstraal gebruikt voor verlichting.
(4) Vereisten voor polarisatiemicroscopen
Een soort van. Lichtbron: Het is het beste om monochromatisch licht te gebruiken, omdat de lichtsnelheid, brekingsindex en interferentieverschijnselen variëren met de golflengten. Algemene microscopen kunnen gewoon licht gebruiken.
b. Oculairs: Oculairs met dradenkruis.
C. Condensor: Om parallel gepolariseerd licht te verkrijgen, moet een uitzwaaiende condensor worden gebruikt die de bovenste lens naar buiten kan duwen.
d. Bertrand-lens: een hulpelement in het optische pad van de condensor, een hulplens die de door het object veroorzaakte primaire fase versterkt naar de secundaire fase. Het garandeert observatie met het oculair van een vlak interferentiepatroon dat gevormd is in het achterste brandvlak van het objectief.
(5) Vereisten voor polarisatiemicroscopen
Een soort van. Het midden van het podium is coaxiaal met de optische as.
b. De polarisator en analysator moeten in kwadratuurposities staan.
C. Schieten mag niet te dun zijn.
4. Fluorescentiemicroscopie
Fluorescentiemicroscopie maakt gebruik van licht met een korte golflengte om een met fluoresceïne gekleurd object te bestralen om fluorescentie met een lange golflengte te exciteren en te genereren, en vervolgens te observeren. Fluorescentiemicroscopie wordt veel gebruikt in de biologie, geneeskunde en andere gebieden.
(1) Fluorescentiemicroscopen zijn over het algemeen verdeeld in twee typen: transmissietype en epi-verlichtingstype.
Een soort van. Transmissietype: het excitatielicht wordt uitgezonden vanaf het bodemoppervlak van het geïnspecteerde object en de condensor is een donkerveldcondensor, zodat het excitatielicht niet in de objectieflens komt en de fluorescentie in de objectieflens. Het is helder bij een lage vergroting en donker bij een hoge vergroting. Olie-immersie- en neutralisatiebewerkingen zijn moeilijk, vooral het verlichtingsbereik met lage vergroting is moeilijk te bepalen, maar zeer donkere achtergronden kunnen worden verkregen. Het doorlatende type wordt niet gebruikt voor ondoorzichtige inspectieobjecten.
Transmissietype is momenteel bijna geëlimineerd. De meeste nieuwe fluorescentiemicroscopen zijn epitaxiaal. De lichtbron komt van boven het testobject en er zit een bundelsplitser in het optische pad, die geschikt is voor transparante en ondoorzichtige testobjecten. Omdat de objectieflens als condensor fungeert, is deze niet alleen eenvoudig te bedienen, maar kan ook een uniforme verlichting van het gehele gezichtsveld worden bereikt, van lage vergroting tot hoge vergroting.
(2) Voorzorgsmaatregelen voor fluorescentiemicroscopie
Een soort van. Langdurige blootstelling aan excitatielicht zal fluorescentieverval en uitdoving veroorzaken, dus de observatietijd moet zo veel mogelijk worden verkort. .
b. Gebruik voor het bekijken van olie "niet-fluorescerende olie".
C. Fluorescentie is bijna altijd zwak en moet in een donkere kamer worden uitgevoerd.
d. Het is het beste om een spanningsstabilisator in de voeding te installeren, anders zal de spanningsinstabiliteit niet alleen de levensduur van de kwiklamp verkorten, maar ook het effect van de microscoop beïnvloeden.
Op dit moment worden veel opkomende biologische onderzoeksgebieden toegepast op fluorescentiemicroscopietechnieken, zoals gen in situ hybridisatie (FISH).
5. Fasecontrastmicroscoop
Bij de ontwikkeling van optische microscoop is de succesvolle uitvinding van fasecontrastmicroscoop een belangrijke prestatie van moderne microscooptechnologie. We weten dat het menselijk oog alleen de golflengte (kleur) en amplitude (helderheid) van lichtgolven kan onderscheiden. Voor kleurloze en transparante biologische specimens, wanneer het licht doorgaat, veranderen de golflengte en de omvang niet veel, zodat is het moeilijk om het specimen in helder veld te observeren. .
Fasecontrastmicroscoop is om het optische padverschil van het geïnspecteerde object te gebruiken om microscopische detectie uit te voeren, dat wil zeggen om het interferentieverschijnsel van licht effectief te gebruiken om het faseverschil dat niet door het menselijk oog kan worden onderscheiden, te veranderen in een te onderscheiden amplitudeverschil, zelfs als het kleurloos en transparant is. Materie kan ook duidelijk zichtbaar worden. Dit vergemakkelijkt de observatie van levende cellen enorm, dus fasecontrastmicroscopie wordt veel gebruikt voor omgekeerde microscopen.
De fasecontrastmicroscoop verschilt van helderveld in apparatuur en heeft enkele speciale vereisten:
a. Geïnstalleerd onder de condensor en gecombineerd met de condensor - fasecontrastcondensor. Het bestaat uit ringvormige diafragma's van verschillende afmetingen die op een schijf zijn gemonteerd, met de woorden 10X, 20X, 40X, 100X, enz. aan de buitenkant, die worden gebruikt in combinatie met objectieven met overeenkomstige veelvouden.
b.Phaseplate: geïnstalleerd op het achterste brandvlak van de objectieflens, het is verdeeld in twee delen, één is het deel waardoor het directe licht passeert, wat een doorschijnende ring is die het geconjugeerde vlak wordt genoemd; de andere is het deel waardoor het verstrooide licht "compenseert". Objectieven met faseplaten worden "fasecontrastobjectieven" genoemd en het woord "Ph" staat vaak op de behuizing.
Fasecontrastmicroscopie is een relatief complexe microscopiemethode. Om een goed observatie-effect te verkrijgen, is het debuggen van de microscoop erg belangrijk. Daarnaast moeten ook de volgende aspecten worden opgemerkt:
Een soort van. De lichtbron moet sterk zijn en alle diafragma's moeten open zijn;
b. Gebruik kleurfilters om lichtgolven bijna monochromatisch te maken.
6. Differentiële Interferentie Contrast Microscopie (Diffe Rent Interferentie Contrast DIC)
Differentiële interferentiecontrastmicroscopie verscheen in de jaren zestig. Het kan niet alleen kleurloze en transparante objecten waarnemen, maar ook sterke stereoscopische beelden presenteren, en heeft enkele voordelen die fasecontrastmicroscopie niet kan bereiken. , is het observatie-effect realistischer.
(1) Principes
Differentiële interferentiecontrastmicroscopie maakt gebruik van speciale Wollaston-prisma's om de bundel te breken. De trillingsrichtingen van de gesplitste bundels staan loodrecht op elkaar en de intensiteit is gelijk. De twee punten van de bundel die door het te inspecteren object gaan, liggen zeer dicht bij elkaar en de fasen zijn enigszins verschillend. Omdat de scheidingsafstand tussen de twee lichtbundels extreem klein is, is er geen sprake van nevenbeelden, waardoor het beeld driedimensionaal lijkt.
(2) Speciale onderdelen nodig voor differentiële interferentiecontrastmicroscoop:
a. Polarisator
b. analysator
C. 2 Wollaston-prisma's
(3) Voorzorgsmaatregelen bij differentiële interferentiecontrastmicroscopie
Een soort van. Vanwege de hoge gevoeligheid van differentiële interferentie, mag er geen vuil en stof op het oppervlak van de plaat zijn.
b. Stoffen met dubbele breking kunnen het effect van differentiële interferentiecontrastmicroscopie niet bereiken.
C. Plastic petrischalen kunnen niet worden gebruikt bij het toepassen van differentiële interferentie op een omgekeerde microscoop.
7. Omgekeerde microscoop (omgekeerde microscoop)
De omgekeerde microscoop is geschikt voor microscopische observatie van weefselkweek, in vitro celcultuur, plankton, milieubescherming, voedselinspectie, enz. op biomedisch gebied.
Vanwege de beperkingen van de bovengenoemde monsterkenmerken vereist het plaatsen van het te inspecteren object in een petrischaal (of kweekfles) een lange werkafstand van het omgekeerde microscoopobjectief en de condensor, en kan het geïnspecteerde object in de petrischaal direct worden geïnspecteerd. Microscopische observatie en onderzoek. Daarom zijn de posities van de objectieflens, condensorlens en lichtbron allemaal omgekeerd, dus het wordt "omgekeerde microscoop" genoemd.
Vanwege beperkingen op de werkafstand hebben omgekeerde microscoopobjectieven een maximale vergroting van 60X. Over het algemeen zijn omgekeerde microscopen voor onderzoek uitgerust met 4X, 10X, 20X en 40X fasecontrast objectieven, omdat omgekeerde microscopen meestal worden gebruikt voor kleurloze en transparante in vivo observatie. Als de gebruiker speciale behoeften heeft, kunnen ook andere accessoires worden geselecteerd om de waarneming van differentiële interferentie, fluorescentie en eenvoudig gepolariseerd licht te voltooien.
Omgekeerde microscopen worden veel gebruikt in patch-clamp, transgene ICSI en andere gebieden.
8. Digitale Microscoop
Een digitale microscoop is een microscoop die een camera (dwz een televisiecamera-objectief of een ladingsgekoppeld apparaat) als ontvangstelement gebruikt. Op het werkelijke beeldoppervlak van de microscoop is een camera geïnstalleerd om het menselijk oog als ontvanger te vervangen. Het opto-elektronische apparaat zet het optische beeld om in een elektrisch signaalbeeld en voert vervolgens groottedetectie en deeltjestelling uit. Dit type microscoop kan worden gebruikt in combinatie met een computer om de automatisering van detectie en informatieverwerking te vergemakkelijken, en wordt meestal gebruikt in gelegenheden die veel vervelend detectiewerk vereisen.
2. Het gebruik van verschillende optische microscopen
Fluorescentiemicroscopie gebruikt de fluorescentie die door het monster wordt uitgezonden om objecten te observeren;
Stereomicroscopen kunnen worden gebruikt om driedimensionale afbeeldingen van objecten te observeren;
De projectiemicroscoop kan het beeld van het object op het projectiescherm projecteren zodat meerdere mensen tegelijkertijd kunnen observeren;
Omgekeerde microscopen voor celkweek, weefselkweek en microbieel onderzoek;
Fasecontrastmicroscoop wordt gebruikt om kleurloze en transparante monsters te observeren;
Zo wordt donkerveldmicroscopie gebruikt om bacteriën en spirocheten te observeren. sportief.
