Mikroskop. Princip rada mikroskopa je konstrukcija slike. Mikroskop i mikroskopske metode istraživanja

Mikroskop(od grčkog. mikros- mali i skopeo- pogledaj) - optički instrument za dobivanje uvećane slike malih predmeta i njihovih detalja, nevidljivih golim okom.

Prvi poznati mikroskop stvoren je 1590. godine u Nizozemskoj od strane nasljednih optičara Zachary i Hans Jansenami koji je montirao dvije konveksne leće unutar jedne cijevi. Kasnije Descartes u svojoj knjizi "Dioptrika" (1637.) opisao je složeniji mikroskop, sastavljen od dvije leće - plankonkavne (okular) i bikonveksne (objektiv). Dopušteno je daljnje poboljšanje optike Anthony van Leeuwenhoek 1674. za izradu leća s povećanjem dovoljnim za izvođenje jednostavnih znanstvena opažanja a prvi put 1683. za opisivanje mikroorganizama.

Suvremeni mikroskop (slika 1) sastoji se od tri glavna dijela: optičkog, osvjetljenog i mehaničkog.

Glavni detalji optički dio mikroskop su dva sustava povećala: okular okrenut prema oku istraživača i leća prema preparatu. Okulari Imaju dvije leće od kojih se gornja naziva glavna, a donja skupna. Na okviru okulara označite što proizvode povećati(×5,×7,×10,×15). Broj okulara u mikroskopu može biti različit, pa se stoga razlikuju monokularan i dalekozor mikroskopi (namijenjeni promatranju predmeta s jednim ili dva oka), kao i trogled , što vam omogućuje spajanje na dokumentacijske sustave mikroskopa (foto i video kamere).

Leće Oni su sustav leća zatvorenih u metalni okvir, od kojih prednja (frontalna) leća proizvodi povećanje, a korektivne leće koje leže iza nje uklanjaju nesavršenosti optičke slike. Na okviru leća brojevi također označavaju što proizvode. povećati (×8,×10,×40,×100). Većina modela dizajniranih za mikrobiološka istraživanja opremljena je s nekoliko leća s različitim povećanjima i rotacijskim mehanizmom dizajniranim za brzu promjenu - kupola , često se naziva " kupola ».

rasvjetni dio dizajniran je za stvaranje svjetlosnog toka koji vam omogućuje osvjetljavanje objekta na takav način da optički dio mikroskopa obavlja svoje funkcije s najvećom točnošću. Dio za osvjetljavanje u mikroskopu s izravnom propuštenom svjetlošću nalazi se iza predmeta ispod leće i uključuje Izvor svjetlosti (svjetiljka i napajanje električnom energijom) i opto- mehanički sustav (kondenzator, dijafragme s podešavanjem polja i otvora blende). Kondenzator sastoji se od sustava leća koje su dizajnirane za prikupljanje zraka koje dolaze iz izvora svjetlosti u jednoj točki - usredotočenost , koji mora biti u ravnini predmeta koji se razmatra. Sa svoje strane d dijafragma smješten ispod kondenzatora i dizajniran da regulira (poveća ili smanji) protok zraka koji prolaze iz izvora svjetlosti.

Mehanički Mikroskop sadrži dijelove koji kombiniraju gore opisane optičke i osvjetljavajuće dijelove, a također vam omogućuju postavljanje i pomicanje uzorka koji proučavate. Prema tome, mehanički dio se sastoji od osnove mikroskop i držač , na čiji vrh su pričvršćeni cijev - šuplja cijev namijenjena za smještaj leće, kao i gore spomenutog kupola. Ispod je stol predmeta na koje se stavljaju stakalca s uzorcima za ispitivanje. Pozorište se može pomicati u vodoravnoj ravnini pomoću odgovarajućeg uređaja, kao i gore i dolje, što vam omogućuje podešavanje oštrine slike pomoću grubo (makrometrijski) i precizni (mikrometrijski) vijci.

Povećati, koji daje mikroskop određuje se umnoškom povećanja objektiva i povećanja okulara. Uz mikroskopiju svjetlosnog polja, u posebnim metodama istraživanja široko se koriste: tamnopoljska, faznokontrastna, luminiscentna (fluorescentna) i elektronska mikroskopija.

Primarni(vlastiti) fluorescencija javlja se bez posebnog liječenja lijekovima i svojstveno je nizu biološki aktivnih tvari, kao što su aromatske aminokiseline, porfirini, klorofil, vitamini A, B2, B1, neki antibiotici (tetraciklin) i kemoterapeutske tvari (akrihin, rivanol). Sekundarna (inducirano) fluorescencija nastaje kao rezultat obrade mikroskopskih predmeta fluorescentnim bojama – fluorokromima. Neka od tih bojila su difuzno raspoređena u stanicama, dok se druga selektivno vežu za određene stanične strukture ili čak za određene kemikalije.

Za ovu vrstu mikroskopije, poseban fluorescentni (fluorescentni) mikroskopi , koji se razlikuju od konvencionalnog svjetlosnog mikroskopa po prisutnosti snažnog izvor svjetlosti (Živina-kvarcna žarulja ultravisokog tlaka ili halogena kvarcna žarulja sa žarnom niti), koja emitira pretežno u dugovalnom ultraljubičastom ili kratkovalnom (plavo-ljubičastom) području vidljivog spektra.

Ovaj izvor se koristi za pobuđivanje fluorescencije prije nego što emitirana svjetlost prođe kroz poseban uzbudljiv (plavo-ljubičasta) svjetlosni filter i odraženo smetnje cijepanje snopa tanjur , koji gotovo potpuno prekidaju zračenje dužih valnih duljina i propuštaju samo onaj dio spektra koji pobuđuje fluorescenciju. U isto vrijeme, u moderni modeli Kod fluorescentnih mikroskopa ekscitacijsko zračenje ulazi u preparat kroz objektiv (!) zaključavanje (žuta boja) svjetlosni filter , koji prekida kratkovalno uzbudljivo zračenje i prenosi luminescentno svjetlo od preparata do oka promatrača.

Zbog korištenja takvog sustava svjetlosnih filtara intenzitet luminiscencije promatranog objekta obično je nizak, pa se luminiscentna mikroskopija treba provoditi u posebnim zamračene prostorije .

Važan uvjet kod izvođenja ove vrste mikroskopije također je korištenje nefluorescentno uranjanje i ograničavajući medij . Konkretno, kako bi se ugasila intrinzična fluorescencija cedra ili drugog ulja za uranjanje, u njega se dodaju male količine nitrobenzena (od 2 do 10 kapi po 1 g). S druge strane, puferska otopina glicerola, kao i nefluorescentni polimeri (polistiren, polivinil alkohol) mogu se koristiti kao završni medij za pripravke. Inače, pri provođenju luminiscentne mikroskopije koriste se konvencionalna predmetna i pokrovna stakla koja propuštaju zračenje u korištenom dijelu spektra i nemaju vlastitu luminescenciju.

Sukladno tome, važne prednosti fluorescentne mikroskopije su:

1) slika u boji;

2) visok stupanj kontrasta samosvjetlećih objekata na crnoj pozadini;

3) mogućnost proučavanja staničnih struktura koje selektivno apsorbiraju različite fluorokrome, koji su specifični citokemijski indikatori;

4) mogućnost utvrđivanja funkcionalnih i morfoloških promjena u stanicama u dinamici njihova razvoja;

5) mogućnost specifičnog bojenja mikroorganizama (pomoću imunofluorescencije).

elektronska mikroskopija

Postavljeni su teorijski temelji za korištenje elektrona za promatranje mikroskopskih objekata W. Hamilton , koji je uspostavio analogiju između prolaska svjetlosnih zraka u optički nehomogenim medijima i putanje čestica u poljima sila, a također de Broglie , koji je iznio hipotezu da elektron ima i korpuskularna i valna svojstva.

Istodobno, zbog izrazito kratke valne duljine elektrona, koja se smanjuje izravno proporcionalno primijenjenom ubrzavajućem naponu, teoretski izračunata granica rezolucije , koji karakterizira sposobnost uređaja da zasebno prikaže male, što bliže detalje objekta, za elektronski mikroskop je 2-3 Å ( angstrom , gdje je 1Å=10 -10 m), što je nekoliko tisuća puta više od one kod optičkog mikroskopa. Prva slika objekta formiranog snopom elektrona dobivena je 1931. godine. njemački znanstvenici M. Knolem i E. Ruska .

U dizajnu modernih elektronskih mikroskopa, izvor elektrona je metal (obično volfram), iz kojeg, nakon zagrijavanja na 2500 ºS, kao rezultat termoemisija emitiraju se elektroni. Uz pomoć električnih i magnetskih polja nastaju protok elektrona možete ubrzati i usporiti, kao i skrenuti u bilo kojem smjeru i fokusirati se. Dakle, uloga leća u elektronski mikroskop igra skup odgovarajuće izračunatih magnetskih, elektrostatičkih i kombiniranih uređaja, nazvanih " elektronske leće" .

Nužan uvjet za kretanje elektrona u obliku snopa na velika udaljenost također je kreacija na putu vakuum , budući da će u ovom slučaju srednji slobodni put elektrona između sudara s molekulama plina znatno premašiti udaljenost preko koje se moraju kretati. U tu svrhu dovoljno je održavati podtlak od približno 10 -4 Pa u radnoj komori.

Po prirodi proučavanja objekata, elektronski mikroskopi se dijele na proziran, reflektirajući, emitivan, raster, sjena i zrcaliti , među kojima su prva dva najčešće korištena.

Optički dizajn prijenosni (transmisioni) elektronski mikroskop potpuno je ekvivalentan odgovarajućem dizajnu optičkog mikroskopa, u kojem je svjetlosna zraka zamijenjena elektronskom zrakom, a sustavi staklenih leća zamijenjeni su elektroničkim sustavima leća. Sukladno tome, prijenosni elektronski mikroskop sastoji se od sljedećih glavnih komponenti: sustav osvjetljenja, objektna kamera, sustav fokusiranja i jedinica registracije konačne slike koji se sastoji od kamere i fluorescentnog ekrana.

Svi ovi čvorovi međusobno su povezani, tvoreći takozvani "stupac mikroskopa", unutar kojeg se održava vakuum. Drugi važan zahtjev za predmet koji se proučava je njegova debljina manja od 0,1 µm. Konačna slika objekta nastaje nakon odgovarajućeg fokusiranja snopa elektrona koji kroz njega prolazi fotografski film ili fluorescentni ekran , obložen posebnom tvari - fosforom (slično ekranu u TV kineskopu) i pretvara elektroničku sliku u vidljivu.

U ovom slučaju, formiranje slike u transmisijskom elektronskom mikroskopu uglavnom je povezano s različitim stupnjem raspršenja elektrona različitim dijelovima uzorka koji se proučava i, u manjoj mjeri, s razlikom u apsorpciji elektrona tim dijelovima. . Kontrast se također pojačava primjenom " elektronske boje (osmijev tetroksid, uran, itd.), selektivno se vežu za neke dijelove objekta. Uređeno Na sličan način Moderni prijenosni elektronski mikroskopi omogućuju maksimalno korisno povećanje do 400 000 puta, što odgovara rezolucija na 5,0 Å. Fina struktura bakterijskih stanica otkrivena transmisijskom elektronskom mikroskopijom naziva se ultrastruktura .

NA reflektivni (pretražni) elektronski mikroskop Sliku stvaraju elektroni koji se reflektiraju (raspršuju) od površinskog sloja objekta kada se ozrači pod malim kutom (otprilike nekoliko stupnjeva) u odnosu na površinu. Prema tome, formiranje slike nastaje zbog razlike u raspršenju elektrona na različitim točkama predmeta, ovisno o mikroreljefu njegove površine, a sam rezultat takvog mikroskopiranja pojavljuje se kao struktura površine promatranog predmeta. Kontrast se može pojačati prskanjem metalnih čestica na površinu predmeta. Postignuta razlučivost mikroskopa ove vrste je oko 100 Å.

optički mikroskop - uređaj za dobivanje uvećanih slika predmeta (ili detalja njihove strukture), nevidljiv golim okom. (s drugog grčkog. μικρός "mali" i σκοπέω "Ja ispitujem") - optički uređaj za dobivanje uvećanih slika objekata (ili detalja njihove strukture) nevidljivih golim okom. Izvor: Wikipedia.

Područja primjene mikroskopa

Optički mikroskopi razlikuju se po vrstama i modifikacijama za različite primjene.

Metode mikroskopiranja u moderni svijet koristi se u gotovo svim područjima ljudska aktivnost: "popis područja upotrebe"

Posljednjih desetljeća poseban optički softver naširoko se koristi za mikroskopske studije. Pomoću računalni programi postiže se kontinuirano promatranje objekata istraživanja, što je posebno važno za proučavanje bioloških objekata.

Zahvaljujući modernim algoritmima koji se koriste u optičkom softveru, troškovi rada značajno su smanjeni

Principi uređaja

Glavne komponente mikroskopa su:

Sustav optičkog mikroskopa uključuje niz komponenti, od kojih je glavna leća.

Optika mikroskopa sastoji se od dva elementa - okulara i objektiva, koji su učvršćeni u pomičnoj cijevi, smještenoj na metalnoj podlozi s postoljem. Povećanje mikroskopa bez dodatnih leća između okulara i objektiva jednako je umnošku njihovih povećanja

Danas mikroskop gotovo uvijek ima sustav osvjetljenja te mikro i makro vijke za podešavanje oštrine.

Ovisno o namjeni, na istraživački mikroskop mogu se priključiti dodatni sustavi i uređaji, npr

objektivi povećane rezolucije 40, otvora blende 0,65, korekcije za debljinu pokrovnog stakalca 0,17 mm i beskonačne duljine cijevi

Objektivi optičkog mikroskopa jedan su od glavnih dijelova i složeni su mehanizam za povećanje slike predmeta koji se proučava. Slika predmeta uvećana optičkom lećom gleda se kroz okular, koji zauzvrat također može stvoriti povećanje. Ako leća mikroskopa na neki način iskrivi sliku, tada će to izobličenje biti pojačano okularom. Objektiv mikroskopa složen je optički sustav koji povećava sliku predmeta. To je najodgovorniji i glavni dio istraživačke opreme. Kroz okular možete vidjeti sliku koju stvara leća.

Objektivi istraživačkih i drugih mikroskopa, uključujući i stereoskopske, uglavnom su međusobno zamjenjivi i unificirani. Na zamjenjivost prvenstveno utječu parametri montaže objektiva.

Predmet mikroskopskog istraživanja mogu biti bilo koji organski i neorganski objekti, živa i neživa tkiva, cijeli biološki organizmi ili njihovi zasebni dijelovi.

Mikroskop ima kao iluminator optički sustav halogena svjetiljka ili LED sustav. Prednost LED-a je izuzetno dugo vrijeme rada u usporedbi s konvencionalnim halogenim žaruljama (100 ili više puta duže od ovog pokazatelja); niska potrošnja energije (koja čini od 1/3 do 1/10 potrošnje energije konvencionalne svjetiljke); spektralna "čistoća" itd.

Kondenzatori

Kondenzatori optičkog mikroskopa glavni su element sustava i najvećim dijelom su zasebna, češće - uklonjiva jedinica. Kondenzatori su montirani neposredno uz pozornicu objekta i osvjetljavaju objekt. Sastavni dio kondenzora je irisna dijafragma otvora.

Dijafragma je dizajnirana da ograniči količinu svjetla samo na onaj dio preparata koji se proučava ovaj trenutak vrijeme. Ovo je posebno korisno pri radu pri velikim povećanjima, kada je potrebno osvijetliti samo malu površinu uzorka.

Dijafragma otvorenog polja povećava širinu svjetlosnog snopa. Ova se postavka koristi pri radu s malim uvećanjima (veće vidno polje)

Zatvaranjem otvora blende sužava se snop svjetlosti

Stalak mikroskopa

Sastavni dio dizajna koji mikroskop ima je stol predmeta, što je površina na koju se postavlja lijek za istraživanje. Predmetni stolovi se dijele na pokretne i fiksne. Stolovi s fiksnim objektima montirani su na najjednostavniju i najjeftiniju opremu koja se koristi za podučavanje djece u školama.

Čak i najjednostavnije postolje mikroskopa omogućuje kretanje u dvoje koordinatne ravnine, a složeniji omogućuju kretanje duž tri osi i rotaciju pod određenim kutom.

Primjenjive leće i njihove glavne karakteristike

Kao što je ranije spomenuto, optički mikroskopi čiji su leće jedan od najvažnijih dijelova. Ovo je vrlo složen optički dizajn koji integrira prednju leću i kombinaciju unutarnjih leća. Ovisno o razini dodijeljenih zadataka, objektiv može imati do četrnaest različitih objektiva.

Glavni podaci obično su naznačeni na tijelu optičke leće.

Mikroskop može imati sljedeće ciljeve:

• Akromati (akromatski);
• Planpokromatski
• Planakromatski
• Planfluorati

Bezbojan leće ispravljaju aberaciju crvenog i ljubičastog spektra. Također smanjuju sfernu aberaciju, sferokromatsku aberaciju.

Planakromatski leće gotovo potpuno eliminiraju sfernu aberaciju. Za razliku od akromatskih leća, apokromatske gotovo ne iskrivljuju prirodnu boju objekta.

Glavna prednost planpokromatski optičkih leća je mogućnost da se pomoću njih dobije oštra i neizobličena slika u cijelom polju. Osim toga, neke modifikacije leća ravnog polja ispravljaju kromatske aberacije.

Stupanj povećanja slike predmeta koji se proučava jedan je od glavnih parametara optičkih leća. Prema stupnju povećanja leće se dijele na:

• malo povećanje - do 10x;
• srednje povećanje - od 10x do 50x;
• veliko povećanje - od 50x do 100x;

Sljedeći važna karakteristika objektiva je njihova numerička apertura, koja pokazuje rezoluciju optičkog sustava mikroskopa i određena je vrijednošću minimalne udaljenosti na kojoj leća može razlikovati dvije susjedne točke.

Objektivi su klasificirani prema veličini otvora.

• leće s malim otvorom - do 0,25;
• s prosječnim otvorom blende - do 0,65;
• s velikim otvorom - više od 0,65.

Nikon mikroskopi

markirani mikroskopi Nikon zauzimaju najviši rang. Riječ je o suvremenim mikroskopima u koje su dizajneri integrirali najnovija i najinovativnija tehnička rješenja te mogućnosti svjetske znanosti i tehnologije.

Po području primjene mikroskopi poduzeća Nikon dijele se u sljedeće grupe:

• biološki mikroskop;
• stereomikroskopi.

Biomedicinski ili biološki mikroskopi Nikon koriste se za suvremena biološka i medicinska istraživanja živih organizama i objekata, kao i za automatizirane i višenamjenske laboratorijske analize.

Među biomedicinskim Nikon razlikuju se sljedeće linije modela:

• Mikroskop Nikon Eclipse E;
• Mikroskop Nikon Eclipse Ci;
• Nikon mikroskop Ni;
• Nikon mikroskop Ti.

Stereomikroskopi Nikon omogućuju operateru promatranje trodimenzionalnog predmeta proučavanja uz mogućnost dobivanja potpuno prirodne slike.

Među Nikon stereomikroskopima ističu se sljedeće serije modela:

• Mikroskop Nikon SMZ1270/1270i;
• Mikroskop Nikon SMZ800N;
• Mikroskop Nikon SMZ25/SMZ18;
• Mikroskop Nikon SMZ745/745T;
• Nikon SMZ 660;
• Nikon SMZ 445/460.

Slikovna dokumentacija.

Integracija modernih mikroskopa Nikon s digitalnim fotoaparatima omogućuje vam kontinuirano praćenje objekata koji se razmatraju uz istovremeno snimanje i snimanje njihovih slika. Digitalni fotoaparati danas imaju široku primjenu za promatranje živih organizama, ali iu drugim granama znanosti i tehnologije.

Nikon proizvodi sljedeće digitalne fotoaparate:

Nikon DS-Fi2 Nikon DS-Qi1 Nikon DS-Vi1 Nikon DS-Fi1c Nikon DS-Ri1

• Digitalna kamera NikonDS-Fi2;
• Digitalna kamera NikonDS-Qi1;
• Digitalna kamera NikonDS-Vi1;
• Digitalna kamera NikonDS-Fi1c;
• Digitalna kamera NikonD.S.- Ri1 .

Katalog mikroskopa

Klasifikacija prema principu slikanja

U laboratorijskim mikroskopima promatrač ne vidi uvijek reflektirano ili propušteno svjetlo kao da gleda golim okom. Snop svjetlosti može biti podložan promjenama, kako u obliku tako iu valnoj duljini ili drugim svojstvima. U tom smislu postoji nekoliko vrsta laboratorijskih mikroskopa prema principu snimanja:

• metoda svijetlog polja. Za obična osoba ovo je najprikladniji oblik percepcije objekta: svijetla pozadina i tamna slika. Koristi se u mikroskopima propuštene svjetlosti, tako da promatrač dobiva istu sliku, ali uvećanu. Promjene mogu biti uzrokovane samo upotrebom staklenih filtera u boji koji se stavljaju na leću. Rjeđe se koriste filtri za smetnje koji dopuštaju prolaz samo određene valne duljine.
• Metoda tamnog polja. Kod ovih mikroskopa je suprotno: tamna pozadina i još mnogo toga svijetla slika ili svijetlu sjajnu konturu predmeta koji se proučava. To se postiže na različite načine, ovisno o vrsti mikroskopa. U prolaznom svjetlu, upadno svjetlo je blokirano sve dok ne udari u objekt. U uređajima reflektirane svjetlosti, zraka prolazi kroz prstenastu dijafragmu s neprozirnim diskom, koji je veći od izlazne zjenice leće.
• Metoda faznog kontrasta. Ovi mikroskopi, koji se ponekad nazivaju i fazni mikroskopi, omogućuju dobivanje slika s jasno definiranim vanjskim i unutarnjim granicama. Ova metoda je vrlo prikladna za proučavanje stanica i tkiva.
• Luminescentni mikroskopi. Njihov princip rada temelji se na svojstvima određenih tvari da pobuđuju vlastito zračenje pod djelovanjem ultraljubičastih ili plavo-ljubičastih zraka. Na objekt se usmjerava odgovarajući jaki izvor svjetlosti, a nove zrake s njega se složenim sustavom svjetlosnih filtera "odsijecaju" sve dok se ne dobije samo određena valna duljina zračenja.
• Imerzijski mikroskopi. Ovi se uređaji koriste za složena biomedicinska istraživanja, gdje je potrebno dobiti kontrastnu sliku objekta na pozadini slične nijanse. Izravno propušteno svjetlo blokira se u dva stupnja: dio ispred objekta, drugi dio - nakon objekta s prigušenjem.
• Mikroskop interferencije (ili diferencijalne interferencije) kontrasta. Dopusti primanje obična pozadina volumetrijska slika iste boje. Obrub druge boje koristi se za odvajanje slike od pozadine.
• Ultraljubičasti i infracrveni mikroskopi. U njima se osvjetljenje i stvaranje slike događa na valnim duljinama nevidljivim ljudskom oku. U skladu s tim, radi praktičnosti promatranja, takvi mikroskopi povezani su s računalom koje pretvara sliku.

Moderni laboratorijski mikroskopi nisu uvijek izgrađeni prema jednom principu. Laboratoriju je ekonomski neisplativo kupovati desetke modela instrumenata za različita promatranja, pa se sada mikroskopi proizvode u modularnom dizajnu kako bi se različiti putevi slikanje. Osim toga, mnogi se mogu spojiti na računalo za snimanje i obradu informacija.

Klasifikacija prema metodi osvjetljenja

Za dobivanje kvalitetne rezultate Promatranja se moraju provoditi pri dobrom svjetlu. Prirodno svjetlo koriste samo igračke ili školski mikroskopi, a za laboratorijske instrumente potrebni su dodatni izvori svjetla. Ovisno o njihovoj vrsti i položaju u sustavu mikroskopa, razlikuju se sljedeće mogućnosti dizajna:

• Mikroskopi propuštene svjetlosti. Standardni način izrade mikroskopa, koji se koristio u prvim modelima i danas se često nalazi. Načelo njihovog rada povezano je s činjenicom da svjetlost iz vanjskog izvora prolazi kroz objekt, au ovom trenutku osoba ga promatra kroz binokularnu mlaznicu. Mikroskopi svih vrsta, uključujući i stereoskopske, mogu se graditi prema ovom principu. Uz njihovu pomoć možete proučavati prozirne i prozirne predmete.
• mikroskopi reflektirane svjetlosti. Ovdje promatrač ne vidi izravno predmet proučavanja, već gleda sliku koja se od njega reflektira. Po ovom principu mogu se izraditi mikroskopi s ravnim poljem (invertirani ili ravni), kao i stereoskopski mikroskopi. Pomoću reflektirane svjetlosti dobro je ispitivati ​​neprozirne predmete različitim stupnjevima reflektivnost, kao i prozirni uzorci.

Zauzvrat, laboratorijski mikroskopi reflektirane svjetlosti također se dijele u dvije glavne kategorije:

• "Originalni" mikroskopi s reflektiranom svjetlošću, kod kojih svjetlost prolazi kroz optički sustav mikroskopa, reflektira se od objekta i zatim ponovno prolazi kroz optiku. U prvom slučaju, leća postaje dio sustava rasvjete, u drugom - glavni element koji povećava svjetlo reflektirano od objekta i prenosi ga promatraču.
• U drugoj verziji dizajna, svjetlost pada na objekt izravno, a ne kroz optički sustav mikroskopa. Povećanje nastaje zbog prolaska reflektirane svjetlosti kroz leću. Stereoskopski mikroskopi obično su izgrađeni prema ovom principu.

Postoje i luminescentni uređaji s ravnim poljem u kojima postoji iluminator reflektirane svjetlosti. U njima razmatranu sliku ne gradi snop svjetlosti koji je prošao kroz optiku, reflektirao se od objekta i ponovno prošao kroz leću. Drugim riječima, koristi se isti snop svjetlosti, ali će njegova duljina nakon refleksije od objekta i ponovnog prolaska kroz optiku biti drugačija. Često se događa da se u jednom mikroskopu kombiniraju različiti sustavi osvjetljenja. To je učinjeno kako bi uređaj bio univerzalan za proučavanje svih vrsta objekata.

Cilj: upoznati građu mikroskopa, pravila rada s njim, tehniku ​​izrade jednostavnih preparata, pravila obrade rezultata promatranja.

Materijali i oprema: mikroskop, predmetna i pokrovna stakalca, kapaljke s vodom i laktofenolom, igle za seciranje, spore mahovine, pelud sljeza, peteljke lista begonije, listovi tradescancije.

Građa mikroskopa

Mikroskop je optičko-mehanički uređaj koji vam omogućuje da dobijete jako uvećanu sliku predmetnog predmeta, čije su dimenzije izvan rezolucije golog oka. Osoba s normalnim vidom razlikuje dvije točke kao dvije ili dvije crte kao dvije, a ne jednu, samo ako je razmak između njih najmanje 100 mikrona. Stoga je moć razlučivanja oka niska. Pri radu s mikroskopom udaljenost između dviju točaka ili linija, na kojoj se ne čini da se spajaju, smanjuje se na desetinke mikrometra. Drugim riječima, razlučivost svjetlosnih mikroskopa je 300-400 puta veća od razlučivosti golog oka i iznosi 0,2-0,3 mikrona.

Korisno povećanje modernih optičkih mikroskopa doseže 1400 puta, dok otkriva najmanje detalje strukture predmeta koji se proučava.

U mikroskopu se razlikuju optički i mehanički sustavi.

Optički sustav sastoji se od tri dijela: iluminatora, objektiva i okulara (slika 1).

Između objektiva i okulara nalazi se cijev. Svi ovi dijelovi su strogo centrirani i montirani u stativ, koji je mehanički sustav mikroskopa. Tronožac se sastoji od masivne baze, stola za objekte, luka ili držača cijevi i mehanizama za pomicanje koji pomiču stol za objekte u okomitom smjeru.

Riža. 1. Svjetlosni monokularni uređaj (A)

i binokularni (B) mikroskop:

1 - okulari; 2 - binokularni nastavak; 3 – vijak za pričvršćivanje mlaznice; 4 - okretni uređaj; 5 - leće; 6 - graničnik vijka (ograničivač pomicanja stola predmeta tijekom fokusiranja; 7 - stol predmeta; 8 - ručka za pomicanje stola predmeta u dva međusobno okomita smjera; 9 - ručka za grubo fokusiranje; 10 - ručka za fino fokusiranje; 11 - kolektor u okvir; 12 - baza mikroskopa; 13 - kondenzator; 14 - vijak za pričvršćivanje kondenzatora; 15 - roditelj preparata

Rasvjetni uređaj predstavljen je kondenzatorom s dijafragmom irisa i iluminatorom s halogenom žaruljom sa žarnom niti. Kondenzator se nalazi u prstenu ispod stolića mikroskopa. Sastoji se od dvije ili tri leće umetnute u cilindrični okvir. Kondenzator služi za najbolje osvjetljenje ispitivanog lijeka. Prednja leća kondenzora treba biti postavljena na razini postolja mikroskopa ili malo ispod njega.

Na dnu kondenzatora nalazi se iris dijafragma. To je sustav brojnih tankih ploča ("latica"), pomično učvršćenih u okruglom okviru. Pomoću prstena za podešavanje možete promijeniti veličinu otvora dijafragme, koji uvijek zadržava središnji položaj. Time se regulira promjer snopa svjetlosti koji dolazi iz svjetiljke u kondenzator. Ispod dijafragme je pričvršćen prsten u koji je umetnut svjetlosni filtar, obično izrađen od mat stakla.

Iluminator ugrađen u bazu mikroskopa uključuje kolektor u okviru koji se uvrće u rupu na bazi i držač za halogenu žarulju sa žarnom niti 6V, 20W. Iluminator se uključuje pomoću prekidača koji se nalazi na stražnjoj strani baze mikroskopa. Okretanjem kotačića za podešavanje užarenosti žarulje, koji se nalazi na bočnoj površini baze mikroskopa lijevo od promatrača, može se promijeniti svjetlina užarenosti žarulje.

Nakon što prođu kroz kondenzor i lome se u njegovim lećama, zrake koje dolaze iz izvora svjetlosti osvjetljavaju preparat koji leži na stoliću mikroskopa, prolaze kroz njega i zatim u obliku divergentne zrake ulaze u leću.

Djelomično prekrivajući donju leću kondenzora, dijafragma blokira bočne zrake, što rezultira većim oštra slika objekt.

Leća je najvažniji dio optičkog sustava. Sastoji se od nekoliko leća postavljenih u metalni omotač. Leće velikog povećanja uključuju 8-10 leća ili više. Leća daje sliku predmeta s obrnutim rasporedom dijelova. Pritom otkriva ("razrješava") strukture koje su golom oku nedostupne, s više ili manje detalja, ovisno o kvaliteti leće. Sliku gradi leća u ravnini otvora okulara smještena u gornjem dijelu tubusa (tubusa) mikroskopa. Optička svojstva leće ovise o njenom dizajnu i kvaliteti leća. Najjače leće daju povećanja od 120x. Na laboratorijska nastava obično rade s lećama koje povećavaju 4, 20, 40 puta.

Velika važnost kod rada s mikroskopom ima radnu udaljenost objektiva, tj. udaljenost donje (prednje) leće objektiva do predmeta (do gornje površine predmetnog stakla). Za leće s povećanjem od 40x ta je udaljenost 0,6 mm. Stoga je poželjno koristiti pokrovna stakalca koja su tanja od radnog razmaka. Normalna debljina pokrovnog stakalca je 0,17-0,18 mm.

Okular je puno jednostavniji od leće. Neki se okulari sastoje samo od dvije leće i dijafragme umetnute u cilindrični okvir. Gornja (očna) leća služi za promatranje, donja ("zbirna") ima pomoćnu ulogu, fokusirajući sliku koju leća gradi. Otvor okulara određuje granice vidnog polja.

Na donjem kraju držača cijevi pričvršćena je rotirajuća naprava - rotirajući disk s utorima koji imaju navoje za uvrtanje leća. Navoji vijaka utičnica i objektiva su standardizirani, tako da objektivi odgovaraju mikroskopima različiti modeli. Držač cijevi je fiksno spojen na stativ.

Mikroskop je konstruiran tako da se preparat nalazi između glavnog žarišta objektiva i njegovog dvojnika žarišna duljina. U tubusu mikroskopa, u ravnini dijafragme okulara, smještenoj između glavnog fokusa i optičkog središta gornje leće okulara, objektiv gradi pravu uvećanu inverznu sliku predmeta. Ponašajući se poput povećala, gornja leća ili sustav leća okulara stvara virtualnu uspravnu uvećanu sliku. Dakle, slika koja se dobiva pomoću mikroskopa ispada dvostruko uvećana i inverzna u odnosu na predmet koji se proučava (slika 2). Ukupno povećanje mikroskopa s normalnom (160 mm) duljinom cijevi jednako je povećanju objektiva pomnoženom s povećanjem okulara.

Četvrtasti stupanj ima rupu u sredini u koju ulazi vrh kondenzatora. Predmetni stol zajedno s preparacijom može se pomicati naprijed-natrag. Suvremeni mikroskopi opremljeni su i vodilicom za preparat, pomoću koje se preparat može pomicati naprijed-natrag po postolju. Za to su dva vijka smještena na osi s desne strane.

Riža. 2. Put zraka u mikroskopu:

AB - predmet; O 1 je mikroskopska leća koja daje povećanu inverznu i stvarnu sliku predmeta A 1 B 1 . Slika predmeta leži u žarišnoj ravnini F 2 okulara mikroskopa O 2 kroz koji se promatra kao kroz povećalo. U žarišnoj ravnini F 3 očne leće O 3 dobiva se stvarna slika predmeta A 2 B 2 . Takav raspored O 1 i O 2 je također moguć, kada se A 1 B 1 nalazi između F 2 i O 2

ispod predmetne tablice. Gornji vijak služi za pomicanje stola predmeta, a donji vijak služi za pomicanje preparata.

Kretanje lijeka s predmetom za oštrenje provodi se pomicanjem predmetnog stola koji je pokretno povezan s držačem cijevi. Uz pomoć mehanizama za uvlačenje, može se pomicati okomito (gore - dolje) za fokusiranje. U većini suvremenih mikroskopa ti su mehanizmi (vijci) pričvršćeni na dnu držača cijevi.

Grubo fokusiranje provodi se pomoću makrometrijskog vijka (kremalery). Fino fokusiranje vrši se mikrometarskim vijkom. Podjele se nanose na bubanj mikrometarskog vijka. Pomak od jednog podjeljka odgovara podizanju ili spuštanju cijevi za 2 µm. Punim okretanjem vijka cijev se pomiče za 100 µm.

Mehanizmi za makrometrijske, a posebno mikrometrijske posmake izrađeni su vrlo precizno i ​​zahtijevaju pažljivo rukovanje. Okretanje vijaka treba biti glatko, bez trzaja i sile.

Postoje različiti modeli obrazovnih i istraživačkih svjetlosnih mikroskopa. Takvi mikroskopi omogućuju određivanje oblika stanica mikroorganizama, njihovu veličinu, pokretljivost, stupanj morfološke heterogenosti, kao i sposobnost mikroorganizama da razlikuju bojenje.

O dobrom poznavanju optičkog sustava mikroskopa ovisi uspješnost promatranja predmeta i pouzdanost dobivenih rezultata.

Razmotrite uređaj i izgled biološkog mikroskopa, model XSP-136 (Ningbo training instrument Co., LTD), njegov rad sastavni dijelovi. Mikroskop ima mehaničke i optičke dijelove (slika 3.1).

Slika 3.1 - Uređaj i izgled mikroskopa

Mehanički biološki mikroskop uključuje stativ s predmetnim stolom; binokularna glava; gumb za grubo podešavanje oštrine; gumb za fino podešavanje oštrine; ručke za pomicanje pozornice objekta desno/lijevo, naprijed/nazad; revolverska naprava.

Optički dio Mikroskop uključuje uređaj za osvjetljavanje, kondenzator, objektive i okulare.

Opis i rad komponenti mikroskopa

Leće. Objektivi (akromatski tip) koji se isporučuju s mikroskopom dizajnirani su za mehaničku duljinu mikroskopske cijevi od 160 mm, linearno vidno polje u ravnini slike od 18 mm i debljinu pokrovnog stakalca od 0,17 mm. Tijelo svake leće označeno je linearnim povećanjem, na primjer, 4x; 10x; 40x; 100x i, sukladno tome, naznačena je numerička apertura od 0,10; 0,25; 0,65; 1.25, kao i kodiranje bojama.

Binokularni dodatak. Binokularni nastavak omogućuje vizualno promatranje slike predmeta; montiran na utičnicu za tronožac i pričvršćen vijkom.

Podešavanje razmaka između osi okulara u skladu s očnom bazom promatrača provodi se okretanjem kućišta s cijevima okulara u rasponu od 55 do 75 mm.

Okulari. Mikroskop dolazi s dva širokokutna okulara s povećanjem od 10x.

Okretni uređaj. Okretni uređaj s četiri utičnice osigurava ugradnju leća u radni položaj. Zamjena leća vrši se okretanjem valovitog prstena okretnog uređaja u fiksni položaj.

Kondenzator. Komplet mikroskopa uključuje Abbeov kondenzor svijetlog polja s dijafragmom irisa i filtrom, numeričke aperture A=1,25. Kondenzator je montiran u nosač ispod postolja mikroskopa i pričvršćen vijkom. Kondenzator svijetlog polja ima dijafragmu otvora irisa i zglobni okvir za ugradnju svjetlosnog filtra.

Rasvjetni uređaj. Za dobivanje ravnomjerno osvijetljene slike predmeta u mikroskopu postoji LED uređaj za osvjetljenje. Iluminator se uključuje pomoću prekidača koji se nalazi na stražnjoj strani baze mikroskopa. Okretanjem kotačića za podešavanje intenziteta žarulje, koji se nalazi na bočnoj površini baze mikroskopa lijevo od promatrača, možete promijeniti svjetlinu osvjetljenja.

mehanizam fokusa. Mehanizam za fokusiranje nalazi se u stalku mikroskopa. Fokusiranje na objekt provodi se pomicanjem pozornice objekta po visini rotiranjem ručica koje se nalaze s obje strane stativa. Grubo kretanje izvodi se većom ručkom, fino kretanje manjom ručkom.

Predmetna tablica. Stol predmeta omogućuje kretanje predmeta u vodoravnoj ravnini. Raspon kretanja stola je 70x30 mm. Predmet se fiksira na površini stola između držača i stezaljke pripremnog pokretača, za što se stezaljka pomakne u stranu.

Rad s mikroskopom

Prije početka rada s preparatima potrebno je pravilno namjestiti rasvjetu. To vam omogućuje postizanje maksimalne rezolucije i kvalitete slike mikroskopa. Za rad s mikroskopom potrebno je namjestiti otvor okulara tako da se dvije slike spoje u jednu. Prsten za podešavanje dioptrije na desnom okularu treba postaviti na "nulu" ako je vidna oštrina oba oka jednaka. Inače, potrebno je izvršiti generalno fokusiranje, zatim zatvoriti lijevo oko i rotiranjem korekcijskog prstena postići maksimalnu oštrinu za desno.

Preporuča se započeti proučavanje preparata s lećom najmanjeg povećanja, koja se koristi kao pretraga pri odabiru mjesta za detaljniju studiju, a zatim možete nastaviti s radom s jačim lećama.

Provjerite je li 4x objektiv spreman za rad. To će vam pomoći da stakalce postavite na mjesto i postavite predmet za ispitivanje. Stavite stakalce na postolje i pažljivo ga pričvrstite opružnim držačima.

Spojite kabel za napajanje i uključite mikroskop.

Uvijek započnite svoju anketu s ciljem 4x. Da biste postigli jasnoću i oštrinu slike predmeta koji se proučava, koristite gumbe za grubi i fini fokus. Ako se željena slika dobije sa slabim 4x objektivom, okrenite kupolu na sljedeću višu vrijednost od 10x. Revolver bi se trebao zaključati na mjestu.

Dok promatrate objekt kroz okular, okrećite gumb grubog fokusa (veliki promjer). Koristite gumb za fino fokusiranje (malog promjera) da biste dobili najjasniju sliku.

Za kontrolu količine svjetlosti koja prolazi kroz kondenzator, možete otvoriti ili zatvoriti dijafragmu irisa koja se nalazi ispod pozornice. Promjenom postavki možete postići najjasniju sliku predmeta koji se proučava.

Tijekom fokusiranja ne dopustite da leća dođe u dodir s predmetom proučavanja. Kada se objektiv poveća do 100x, objektiv je vrlo blizu dijapozitiva.

Rukovanje mikroskopom i njega

1 Mikroskop se mora održavati čistim i zaštititi od oštećenja.

2 Za spremanje izgled mikroskopa, potrebno ga je povremeno obrisati mekom krpom malo namočenom u vazelin bez kiseline, nakon uklanjanja prašine, a zatim ga obrisati suhom, mekom, čistom krpom.

3 Metalni dijelovi mikroskopa moraju se održavati čistima. Za čišćenje mikroskopa treba koristiti posebne mazive tekućine koje nisu korozivne.

4 Kako biste zaštitili optičke dijelove vizualnog dodatka od prašine, potrebno je okulare ostaviti u cijevima okulara.

5 Ne dodirujte površine optičkih dijelova prstima. Ako na leći objektiva ima prašine, potrebno ju je ukloniti puhalicom ili četkom. Ukoliko je prašina prodrla u leću i stvorila se mutna naslaga na unutarnjim površinama leće, potrebno je leću poslati na čišćenje u optičku radionicu.

6 Kako biste izbjegli neusklađenost, zaštitite mikroskop od udaraca i udaraca.

7 Kako biste spriječili da prašina uđe u unutrašnjost leća, mikroskop treba čuvati ispod kutije ili pakiranja.

8 Nemojte rastavljati mikroskop i njegove komponente radi rješavanja problema.

Sigurnosne mjere

Pri radu s mikroskopom izvor opasnosti je električna struja. Dizajn mikroskopa eliminira mogućnost slučajnog kontakta s dijelovima pod naponom pod naponom.

Mikroskop se dijeli na mehanički i optički dio. Mehanički dio predstavlja stativ (koji se sastoji od postolja i držača cijevi) i na njega postavljena cijev s revolverom za montažu i promjenu objektiva. Mehanički dio također uključuje: predmetnu ploču za pripremu, uređaje za učvršćenje kondenzatora i svjetlofiltara, mehanizme ugrađene u stativ za grubo (makromehanizam, makrovij) i fino (mikromehanizam, mikrovij) pomicanje predmetne pločice ili držača cijevi.

Optički dio predstavljaju leće, okulari i sustav osvjetljenja koji se pak sastoji od Abbeovog kondenzatora smještenog ispod pozornice objekta i ugrađenog iluminatora s niskonaponskom žaruljom sa žarnom niti i transformatorom. Objektivi se uvijaju u revolver, a na suprotnoj strani cijevi ugrađen je pripadajući okular, kroz koji se promatra slika.

Slika 1. Uređaj mikroskopa

Mehanički dio uključuje tronožac koji se sastoji od baze i držača cijevi. Baza služi kao oslonac za mikroskop i nosi cijelu strukturu stativa. Na dnu se nalazi i utičnica za ogledalo ili ugrađeno svjetlo.

• predmetni stolić koji služi za postavljanje pripravaka i njihovo horizontalno kretanje;
• čvor za montažu i vertikalne svjetlosne filtere.

U većini suvremenih mikroskopa, fokusiranje se provodi okomitim pomicanjem predmetnog postolja pomoću makro- i mikromehanizma sa stacionarnim držačem cijevi. To vam omogućuje postavljanje raznih dodataka (mikrofoto, itd.) na držač cijevi. U nekim izvedbama mikroskopa dizajniranih za rad s mikromanipulatorom, fokusiranje se provodi vertikalnim pomicanjem držača cijevi s stacionarnom pozornicom.

mikroskopska cijev- čvor koji služi za ugradnju leća i okulara na određenoj udaljenosti jedan od drugog. To je tubus u čijem se gornjem dijelu nalazi okular ili okulari, a u donjem dijelu uređaj za pričvršćivanje i promjenu leća. Obično je to revolver s nekoliko utora za brzu izmjenu leća raznih povećanja. U svakom ležištu revolvera objektiv je fiksiran na takav način da uvijek ostaje centriran u odnosu na optičku os mikroskopa. Trenutno se dizajn cijevi bitno razlikuje od dosadašnjih mikroskopa po tome što dijelovi cijevi koji nose okulare i revolver s objektivima nisu konstrukcijski povezani. Ulogu srednjeg dijela cijevi može obavljati stativ.
Mehanička duljina cijevi bioloških mikroskopa obično je 160 mm. U tubus između objektiva i okulara mogu se postaviti prizme koje mijenjaju smjer zraka i međuleće koje mijenjaju okularno povećanje i optičku duljinu tubusa.

Postoje različiti izmjenjivi dizajni dijela cijevi koji nosi okulare (ravni i nagnuti) i razlikuju se po broju okulara (mlaznica okulara):

• monokularan- s jednim okularom, za promatranje jednim okom;
• dalekozor- s dva okulara, za istovremeno promatranje s dva oka, koji se mogu razlikovati u izvedbi ovisno o modelu mikroskopa;
• trinokularni- s dva okulara i izlazom za projekciju, koji omogućuje istovremeno vizualno promatranje s dva oka, projiciranje slike preparata odgovarajućom optikom na monitor računala ili drugi prijemnik slike.

Osim držača tubusa s tubom, mehanički dio mikroskopa uključuje:

• nosač za pričvršćivanje predmetnog stola;
• predmetni stol koji služi za postavljanje preparata i horizontalno kretanje u dva smjera okomito na os mikroskopa. Dizajn nekih stolova omogućuje rotiranje lijeka. Vertikalno kretanje pozornice objekta provodi se pomoću makro- i mikromehanizma.
• armature za pričvršćivanje i vertikalno pomicanje kondenzatora i njegovo centriranje, kao i za postavljanje svjetlosnih filtera.