Introduktion till klassificering och användning av olika optiska mikroskop
Det finns många klassificeringsmetoder för optiska mikroskop: beroende på antalet okular som används kan det delas in i binokulära och monokulära mikroskop; beroende på om bilden har en stereoeffekt kan den delas in i stereomikroskop och icke-stereomikroskop; enligt observationsobjektet kan det delas in i biologiska mikroskop och guldmikroskop. mikroskop. Fasmikroskop, etc.; enligt den optiska principen kan den delas in i polariserat ljusmikroskop, faskontrastmikroskop och differentialinterferensmikroskop, etc.; beroende på typen av ljuskälla kan den delas in i vanligt ljus, fluorescens, ultraviolett ljus, infrarött ljus och lasermikroskop, etc.; beroende på typen av mottagare kan den delas in i Vision, digitalt (kamera)mikroskop, etc. Vanligt använda mikroskop inkluderar binokulärt stereomikroskop, metallografiskt mikroskop, polariserat ljusmikroskop, fluorescensmikroskop, etc.
1. Binokulärt stereomikroskop
Binokulärt stereomikroskop, även känt som "solid microscope" eller "dissecting mirror", är ett visuellt instrument med en positiv stereoskopisk känsla. Det används ofta inom skivkirurgi och mikrokirurgi inom det biomedicinska området; inom industrin används den för observation, montering och inspektion av små delar och integrerade kretsar. Den har följande egenskaper:
(1) Med hjälp av en dubbelkanalig optisk bana är de vänstra och högra strålarna i kikareröret inte parallella, utan har en viss vinkel - volymbetraktningsvinkeln (vanligtvis 12 grader -15 grader), det vill säga vänster och höger strålar. Båda ögonen ger en tredimensionell bild. Det är i huvudsak två enkelrörsmikroskop placerade sida vid sida. Betraktningsvinkeln som bildas av de två linscylindrarnas optiska axlar är ekvivalent med betraktningsvinkeln som bildas när en person observerar ett föremål med båda ögonen, och bildar därigenom en tredimensionell visuell bild i ett tredimensionellt utrymme.
(2) Bilden är rak, lätt att använda och dissekera, eftersom prismat under okularet gör bilden upp och ner.
(3) Även om förstoringen inte är lika bra som för ett traditionellt mikroskop har det ett långt arbetsavstånd.
(4) Bränndjupet är stort, vilket är bekvämt för att observera hela lagret av det inspekterade objektet.
(5) Diametern på synfältet är stor.
Den optiska strukturen hos det nuvarande stereoskopet är: genom en vanlig huvudobjektivlins separeras de två ljusstrålarna efter avbildning av objektet av två uppsättningar mellanobjektiv-zoomlinser för att bilda en övergripande betraktningsvinkel och avbildas sedan genom respektive okular. , genom att ändra den mellanliggande avståndet mellan spegelgrupperna för att få ändringen av dess förstoring, så det kallas också "Zoom-stereomikroskop". Enligt applikationskraven kan det nuvarande stereoskopet utrustas med en mängd valfria tillbehör, såsom fluorescens, fotografi, videografi, kall ljuskälla, etc.
2. Metallografiskt mikroskop
Ett metallografiskt mikroskop är ett mikroskop som används speciellt för att observera den metallografiska strukturen hos ogenomskinliga föremål som metaller och mineraler. Dessa ogenomskinliga föremål kan inte observeras med vanliga transmitterat ljusmikroskop, så den största skillnaden mellan metallografi och vanliga mikroskop är att det förra använder reflekterat ljus, medan det senare använder transmitterat ljus för belysning. I det metallografiska mikroskopet sänds belysningsstrålen ut från objektivlinsens riktning till ytan av det observerade objektet, reflekteras av objektets yta och återförs sedan till objektivlinsen för avbildning. Denna metod för reflekterande belysning används också i stor utsträckning vid inspektion av kiselskivor med integrerade kretsar.
3. Polariserande mikroskop
Polariserande mikroskop är mikroskop som används för att studera så kallade transparenta och ogenomskinliga anisotropa material. Alla ämnen med dubbelbrytning kan tydligt urskiljas under ett polariserande mikroskop. Naturligtvis kan dessa ämnen också observeras genom färgning, men vissa är inte möjliga och polariserande mikroskop måste användas.
(1) Funktioner hos polariserande mikroskop
En metod för att omvandla vanligt ljus till polariserat ljus för mikroskopi för att identifiera om ett ämne är monobrytande (i alla riktningar) eller dubbelbrytande (anisotropt). Dubbelbrytning är en grundläggande egenskap hos kristaller. Därför används polariserade ljusmikroskop i stor utsträckning inom mineraler, kemi och andra områden, och har även tillämpningar inom biologi, botanik och andra områden.
(2) Grundprincipen för polariserat ljusmikroskop
Principen för polariserad ljusmikroskopi är mer komplicerad, så jag kommer inte att introducera den för mycket här. Polarisationsmikroskopet måste ha följande tillbehör: polarisator, analysator, kompensator eller fasplatta, speciell spänningsfri objektivlins, roterande steg.
(3) Metod med polariserande mikroskop
En slags. Ortoskop: Även känt som ett distorsionsfritt mikroskop, kännetecknas det av att man använder en objektivlins med låg förstoring istället för en Bertrand-lins för att studera motivet. Direktstudie med polariserat ljus. Samtidigt, för att göra belysningsöppningen mindre, skjuts kondensorns övre lins isär. Ett normalfasmikroskop används för att undersöka ett objekts dubbelbrytning.
b. Konoskop: Även känt som ett interferensmikroskop, studerar det interferensmönster som skapas när polariserat ljus stör. Denna metod används för att observera uniaxialiteten eller biaxialiteten hos ett objekt. I denna metod används en starkt konvergerande polariserad ljusstråle för belysning.
(4) Krav på polariserande mikroskop
En slags. Ljuskälla: Det är bäst att använda monokromatiskt ljus, eftersom ljusets hastighet, brytningsindex och interferensfenomen varierar med våglängderna. Allmänna mikroskop kan använda vanligt ljus.
b. Okular: Okular med hårkors.
C. Kondensor: För att få parallellpolariserat ljus bör en utsvängbar kondensor som kan trycka ut den övre linsen användas.
d. Bertrand-lins: ett hjälpelement i kondensorns optiska väg, vilket är en hjälplins som förstärker den primära fasen som orsakas av objektet till den sekundära fasen. Den garanterar observation med okularet av ett plant interferensmönster bildat vid objektivets bakre fokalplan.
(5) Krav på polariserande mikroskop
En slags. Mitten av scenen är koaxiell med den optiska axeln.
b. Polarisatorn och analysatorn ska vara i kvadraturläge.
C. Fotografering bör inte vara för tunn.
4. Fluorescensmikroskopi
Fluorescensmikroskopi använder kortvågsljus för att bestråla ett fluoresceinfärgat föremål för att excitera och generera långvågsfluorescens och sedan observera. Fluorescensmikroskopi används ofta inom biologi, medicin och andra områden.
(1) Fluorescensmikroskop är generellt indelade i två typer: transmissionstyp och epi-belysningstyp.
En slags. Transmissionstyp: Excitationsljuset sänds ut från bottenytan av det inspekterade objektet, och kondensorn är en mörkfältskondensor, så att excitationsljuset inte kommer in i objektivlinsen och fluorescensen kommer in i objektivlinsen. Det är ljust vid låg förstoring och mörkt vid hög förstoring. Oljenedsänkning och neutraliseringsoperationer är svåra, speciellt belysningsområdet med låg förstoring är svårt att fastställa, men mycket mörka bakgrunder kan erhållas. Den transmissiva typen används inte för ogenomskinliga inspektionsobjekt.
Transmissionstyp är för närvarande nästan eliminerad. De flesta nya fluorescensmikroskop är epitaxiella. Ljuskällan kommer ovanifrån testobjektet, och det finns en stråldelare i den optiska banan, som är lämplig för transparenta och ogenomskinliga testobjekt. Eftersom objektivlinsen fungerar som en kondensator är den inte bara lätt att använda, utan den kan också uppnå enhetlig belysning av hela synfältet från låg förstoring till hög förstoring.
(2) Försiktighetsåtgärder för fluorescensmikroskopi
En slags. Långvarig exponering för excitationsljus kommer att orsaka fluorescensavklingning och släckning, så observationstiden bör förkortas så mycket som möjligt. .
b. För oljetittande, använd "icke-fluorescerande olja".
C. Fluorescens är nästan alltid svag och bör utföras i ett mörkare rum.
d. Det är bäst att installera en spänningsstabilisator i strömförsörjningen, annars kommer spänningsinstabiliteten inte bara att minska kvicksilverlampans livslängd, utan också påverka effekten av mikroskopet.
För närvarande tillämpas många framväxande biologiska forskningsfält på tekniker för fluorescensmikroskopi, såsom gen in situ hybridisering (FISH).
5. Faskontrastmikroskop
I utvecklingen av optiskt mikroskop är den framgångsrika uppfinningen av faskontrastmikroskop en viktig prestation av modern mikroskopteknologi. Vi vet att det mänskliga ögat bara kan särskilja ljusvågornas våglängd (färg) och amplitud (ljusstyrka). För färglösa och genomskinliga biologiska prover, när ljuset passerar genom, ändras våglängden och amplituden inte mycket, så det är svårt att observera provet i ljust fält. .
Faskontrastmikroskop är att använda den optiska vägskillnaden för det inspekterade objektet för att utföra mikroskopisk detektering, det vill säga att effektivt använda ljusstörningsfenomenet för att ändra fasskillnaden som inte kan särskiljas av det mänskliga ögat till en urskiljbar amplitudskillnad, till och med om den är färglös och genomskinlig. Materia kan också bli tydligt synlig. Detta underlättar i hög grad observationen av levande celler, så faskontrastmikroskopi används ofta för inverterade mikroskop.
Faskontrastmikroskopet skiljer sig från ljusfält i utrustning och har några speciella krav:
a. Installerad under kondensorn och kombinerad med kondensorn - faskontrastkondensor. Den består av ringformade membran av olika storlekar monterade på en skiva, med orden 10X, 20X, 40X, 100X etc. på utsidan, som används i samband med objektivlinser med motsvarande multiplar.
b. Fasplatta: Installerad på objektivlinsens bakre fokalplan, den är uppdelad i två delar, en är den del genom vilken det direkta ljuset passerar, vilket är en genomskinlig ring som kallas det konjugerade planet; den andra är den del genom vilken det diffrakterade ljuset "kompenserar" . Objekt med fasplattor kallas "faskontrastobjektiv", och ordet "Ph" står ofta skrivet på höljet.
Faskontrastmikroskopi är en relativt komplex mikroskopimetod. För att få en bra observationseffekt är felsökningen av mikroskopet mycket viktig. Dessutom bör följande aspekter också noteras:
En slags. Ljuskällan ska vara stark och alla bländare ska vara öppna;
b. Använd färgfilter för att göra ljusvågor nästan monokromatiska.
6. Differentialinterferenskontrastmikroskopi (Diffe Rent Interference Contrast DIC)
Differentialinterferenskontrastmikroskopi dök upp på 1960-talet. Det kan inte bara observera färglösa och genomskinliga föremål, utan också presentera starka stereoskopiska bilder och har vissa fördelar som faskontrastmikroskopi inte kan uppnå. , är observationseffekten mer realistisk.
(1) Principer
Differentialinterferenskontrastmikroskopi använder speciella Wollaston-prismor för att bryta upp strålen. Vibrationsriktningarna för de delade strålarna är vinkelräta mot varandra och intensiteten är lika. De två punkterna på strålen som passerar genom föremålet som ska inspekteras ligger mycket nära varandra, och faserna är något olika. Eftersom separationsavståndet mellan de två ljusstrålarna är extremt litet finns det inget spökfenomen, vilket gör att bilden verkar tredimensionell.
(2) Särskilda delar som krävs för differentiell interferenskontrastmikroskop:
a. Polarisator
b. Analysator
C. 2 Wollaston-prismor
(3) Försiktighetsåtgärder vid differentiell interferenskontrastmikroskopi
En slags. På grund av den höga känsligheten för differentiell interferens bör det inte finnas smuts och damm på plattans yta.
b. Ämnen med dubbelbrytning kan inte uppnå effekten av differentiell interferenskontrastmikroskopi.
C. Petriskålar av plast kan inte användas när man applicerar differentiell interferens på ett inverterat mikroskop.
7. Inverterat mikroskop (Invertedmicroscope)
Det inverterade mikroskopet är lämpligt för mikroskopisk observation av vävnadskultur, in vitro cellodling, plankton, miljöskydd, livsmedelsinspektion etc. inom det biomedicinska området.
På grund av begränsningarna av ovannämnda provegenskaper kräver att placera föremålet som ska inspekteras i en petriskål (eller odlingsflaska) ett långt arbetsavstånd mellan det inverterade mikroskopobjektivet och kondensorn, och det inspekterade föremålet i petriskålen inspekteras direkt. Mikroskopisk observation och forskning. Därför är positionerna för objektivlinsen, kondensorlinsen och ljuskällan alla omvända, så det kallas "inverterat mikroskop".
På grund av arbetsavståndsbegränsningar har inverterade mikroskopobjektiv en maximal förstoring på 60X. I allmänhet är inverterade mikroskop för forskning utrustade med 4X, 10X, 20X och 40X faskontrastobjektiv, eftersom inverterade mikroskop oftast används för färglös och transparent observation in vivo. Om användaren har speciella behov kan även andra tillbehör väljas för att slutföra observationen av differentiell interferens, fluorescens och enkelt polariserat ljus.
Inverterade mikroskop används ofta inom patchclamp, transgena ICSI och andra områden.
8. Digitalt mikroskop
Ett digitalt mikroskop är ett mikroskop som använder en kamera (dvs. ett tv-kameraobjektiv eller en laddningskopplad enhet) som mottagande element. En kamera är installerad på mikroskopets verkliga bildyta för att ersätta det mänskliga ögat som mottagare. Den optoelektroniska enheten omvandlar den optiska bilden till en elektrisk signalbild och utför sedan storleksdetektering och partikelräkning. Denna typ av mikroskop kan användas tillsammans med en dator för att underlätta automatiseringen av detektering och informationsbehandling, och används mest vid tillfällen som kräver mycket tråkigt upptäcktsarbete.
2. Användning av olika optiska mikroskop
Fluorescensmikroskopi använder den fluorescens som emitteras av provet för att observera föremål;
Stereomikroskop kan användas för att observera tredimensionella bilder av objekt;
Projektionsmikroskopet kan projicera bilden av objektet på projektionsduken för flera personer att observera samtidigt;
Inverterade mikroskop för cellodling, vävnadsodling och mikrobiell forskning;
Faskontrastmikroskop används för att observera färglösa och genomskinliga prover;
Till exempel används mörkfältsmikroskopi för att observera bakterier och spiroketer. sportig.
