14 TYPÓW MIKROSKOPÓW I ICH FUNKCJE - NAUKA - 2025

Istnieją różne typy mikroskopów : optyczne, złożone, stereoskopowe, petrograficzne, konfokalne, fruorescencyjne, elektroniczne, transmisyjne, skanujące, skanujące, tunelowe, jonowe w terenie, cyfrowe i wirtualne.

Mikroskop to instrument, który pozwala człowiekowi widzieć i obserwować rzeczy, których nie można było zobaczyć gołym okiem. Jest stosowany w różnych dziedzinach handlu i badań, od medycyny po biologię i chemię.

XVIII-wieczne mikroskopy z Musée des Arts et Métiers w Paryżu

Stworzono nawet termin na określenie wykorzystania tego instrumentu do celów naukowych lub badawczych: mikroskopia.

Wynalazek i pierwsze wzmianki o użyciu najprostszego mikroskopu (działającego przez system szkła powiększającego) pochodzą z XIII wieku, z różnymi przypisaniami do tego, kto mógł być jego wynalazcą.

Natomiast mikroskop złożony, bliższy modelom, które znamy dzisiaj, szacuje się, że został po raz pierwszy użyty w Europie około 1620 roku.

Nawet wtedy było kilku, którzy chcieli ogłosić wynalazek mikroskopu i pojawiły się różne wersje, które z podobnymi komponentami były w stanie osiągnąć cel i powiększyć obraz bardzo małej próbki przed ludzkim okiem.

Do bardziej znanych nazw przypisywanych wynalazkowi i wykorzystaniu ich własnych wersji mikroskopów należą Galileo Galilei i Cornelis Drebber.

Pojawienie się mikroskopu w badaniach naukowych doprowadziło do odkryć i nowych perspektyw w zakresie elementów niezbędnych do rozwoju różnych dziedzin nauki.

Obserwacja i klasyfikacja komórek i mikroorganizmów, takich jak bakterie, to jedno z najpopularniejszych osiągnięć, jakie można osiągnąć pod mikroskopem.

Mikroskop od czasu jego pierwszych wersji sprzed ponad 500 lat zachowuje swoją podstawową koncepcję działania, chociaż jego działanie i specjalistyczne przeznaczenie ulegają zmianom i ewolucji do dnia dzisiejszego.

Główne rodzaje mikroskopów

Mikroskop optyczny

Znany również jako mikroskop świetlny, jest to mikroskop o największej prostocie konstrukcyjnej i funkcjonalnej.

Działa poprzez szereg układów optycznych, które wraz z wejściem światła umożliwiają powiększenie obrazu dobrze zlokalizowanego w płaszczyźnie ogniskowej optyki.

Jest to najstarszy mikroskop projektowy, a jego najwcześniejsze wersje przypisuje się Antonowi van Lewenhoekowi (XVII wiek), który zastosował prototyp pojedynczej soczewki w mechanizmie, w którym trzymano próbkę.

Mikroskop złożony

Mikroskop złożony to rodzaj mikroskopu świetlnego, który działa inaczej niż zwykły mikroskop.

Posiada jeden lub więcej niezależnych mechanizmów optycznych, które pozwalają na większe lub mniejsze powiększenie próbki. Mają zwykle znacznie bardziej wytrzymały skład i pozwalają na większą łatwość obserwacji.

Szacuje się, że jego nazwa nie jest przypisana większej liczbie mechanizmów optycznych w strukturze, ale faktowi, że powstanie powiększonego obrazu następuje w dwóch etapach.

Pierwszy etap, w którym próbka jest rzutowany bezpośrednio na obiektywy na niej, i drugi, gdzie jest powiększany przez system okularowy, który dociera do ludzkiego oka.

Mikroskop stereoskopowy

Jest to rodzaj mikroskopu świetlnego o małym powiększeniu, który jest używany głównie do preparacji. Posiada dwa niezależne mechanizmy optyczny i wizualny; po jednym na każdy koniec próbki.

Pracuj z odbitym światłem raczej na próbce niż przez nią. Pozwala na wizualizację trójwymiarowego obrazu badanej próbki.

Mikroskop petrograficzny

Mikroskop petrograficzny, stosowany szczególnie do obserwacji i składu skał i pierwiastków mineralnych, współpracuje z fundamentami optycznymi poprzednich mikroskopów, z jakością włączenia do obiektywów materiału spolaryzowanego, co pozwala na zmniejszenie ilości światła i jasności tych minerałów. mogą się zastanowić.

Mikroskop petrograficzny pozwala, poprzez powiększony obraz, na objaśnienie pierwiastków i struktury składu skał, minerałów i składników ziemskich.

Mikroskop konfokalny

Ten mikroskop optyczny pozwala na zwiększenie rozdzielczości optycznej i kontrast obrazu dzięki urządzeniu lub przestrzennemu „otworkowi”, który eliminuje nadmiar lub nieostre światło, które odbija się przez próbkę, zwłaszcza jeśli ma większe rozmiar niż dopuszczalny przez płaszczyznę ogniskową.

Urządzenie lub „pinol” to mały otwór w mechanizmie optycznym, który zapobiega rozproszeniu nadmiaru światła (tego, które nie jest skupione na próbce) na próbce, zmniejszając ostrość i kontrast, jakie może ono prezentować.

Z tego powodu mikroskop konfokalny działa z dość ograniczoną głębią ostrości.

Mikroskop fluorescencyjny

Jest to inny rodzaj mikroskopu optycznego, w którym fluorescencyjne i fosforyzujące fale świetlne są wykorzystywane do dokładniejszego badania elementów organicznych lub nieorganicznych.

Wyróżniają się po prostu wykorzystaniem światła fluorescencyjnego do generowania obrazu, nie będąc całkowicie zależnym od odbicia i pochłaniania światła widzialnego.

W przeciwieństwie do innych typów mikroskopów analogowych, mikroskop fluorescencyjny może stwarzać pewne ograniczenia ze względu na zużycie, jakie może stwarzać składnik światła fluorescencyjnego z powodu gromadzenia się pierwiastków chemicznych spowodowanego uderzeniem elektronów, niszczących cząsteczki fluorescencyjne.

Rozwój mikroskopu fluorescencyjnego przyniósł naukowcom Ericowi Betzigowi, Williamowi Moernerowi i Stefanowi Hellowi Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2014 roku.

Mikroskop elektroniczny

Mikroskop elektronowy stanowi kategorię samą w sobie w porównaniu z poprzednimi mikroskopami, ponieważ zmienia podstawową zasadę fizyczną, która umożliwiła wizualizację próbki: światło.

Mikroskop elektronowy zastępuje światło widzialne elektronami jako źródłem oświetlenia. Użycie elektronów generuje cyfrowy obraz, który pozwala na większe powiększenie próbki niż komponenty optyczne.

Jednak duże powiększenia mogą powodować utratę wierności na przykładowym obrazie. Służy głównie do badania ultra-struktury próbek mikroorganicznych; pojemność, której nie mają konwencjonalne mikroskopy.

Pierwszy mikroskop elektronowy został opracowany w 1926 roku przez Han Buscha.

Elektronowy mikroskop transmisyjny

Jego główną cechą jest to, że wiązka elektronów przechodzi przez próbkę, generując dwuwymiarowy obraz.

Ze względu na moc energetyczną, jaką mogą posiadać elektrony, próbka musi zostać poddana wcześniejszemu przygotowaniu przed obserwacją przez mikroskop elektronowy.

Skanowanie mikroskopu elektronowego

W przeciwieństwie do transmisyjnego mikroskopu elektronowego, w tym przypadku wiązka elektronów jest rzutowana na próbkę, generując efekt odbicia.

Pozwala to na trójwymiarową wizualizację próbki dzięki temu, że informacje są uzyskiwane na jej powierzchni.

Mikroskop z sondą skanującą

Ten typ mikroskopu elektronowego został opracowany po wynalezieniu mikroskopu tunelowego.

Charakteryzuje się użyciem probówki, która skanuje powierzchnię próbki w celu wygenerowania obrazu o wysokiej wierności.

Probówka skanuje i za pomocą wartości termicznych próbki jest w stanie wygenerować obraz do późniejszej analizy, przedstawiony poprzez uzyskane wartości termiczne.

Mikroskop tunelowy

Jest to instrument używany głównie do generowania obrazów na poziomie atomowym. Jego zdolność rozdzielcza może pozwolić na manipulację pojedynczymi obrazami pierwiastków atomowych, działających przez system elektronów w procesie tunelowym, który działa przy różnych poziomach napięcia.

Do sesji obserwacyjnej na poziomie atomowym potrzebna jest duża kontrola środowiska, a także wykorzystanie innych pierwiastków w stanie optymalnym.

Zdarzały się jednak przypadki, w których mikroskopy tego typu były budowane i używane w warunkach domowych.

Został wynaleziony i wdrożony w 1981 roku przez Gerda Binniga i Heinricha Rohrera, którzy w 1986 roku otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

Mikroskop pola jonowego

To nie tylko instrument, ale pod tą nazwą znana jest technika zastosowana do obserwacji i badania uporządkowania i przegrupowania na poziomie atomowym różnych pierwiastków.

Była to pierwsza technika, która pozwoliła dostrzec przestrzenne rozmieszczenie atomów w danym elemencie. W przeciwieństwie do innych mikroskopów, powiększony obraz nie jest poddawany działaniu energii świetlnej przechodzącej przez niego, ale ma wyjątkową zdolność powiększania.

Został opracowany przez Erwina Müllera w XX wieku i został uznany za precedens, który umożliwił dziś lepszą i bardziej szczegółową wizualizację pierwiastków na poziomie atomowym, dzięki nowym wersjom techniki i instrumentów, które to umożliwiają.

Mikroskop cyfrowy

Mikroskop cyfrowy to instrument o charakterze głównie komercyjnym i uogólnionym. Działa za pomocą aparatu cyfrowego, którego obraz jest wyświetlany na monitorze lub komputerze.

Został uznany za funkcjonalny instrument do obserwacji objętości i kontekstu obrobionych próbek. W ten sam sposób ma fizyczną strukturę, którą znacznie łatwiej jest manipulować.

Wirtualny mikroskop

Wirtualny mikroskop, coś więcej niż instrument fizyczny, to inicjatywa, która ma na celu digitalizację i archiwizację próbek, które były dotychczas realizowane w dowolnej dziedzinie nauki, aby każda zainteresowana strona mogła uzyskać dostęp do cyfrowych wersji próbek organicznych i wchodzić z nimi w interakcję. nieorganiczne za pośrednictwem certyfikowanej platformy.

W ten sposób użycie specjalistycznych instrumentów zostałoby pominięte, a badania i rozwój byłyby promowane bez ryzyka zniszczenia lub uszkodzenia prawdziwej próbki.

Bibliografia

1. (2010). Pobrane z History of the Microscope: history-of-the-microscope.org
2. Keyence. (sf). Podstawy mikroskopów. Pozyskano z Keyence - Witryna mikroskopów biologicznych: keyence.com
3. Microbehunter. (sf). Teoria. Otrzymane od Microbehunter - Amateur Microscopy Zasób: microbehunter.com
4. Williams, DB i Carter, CB (nd). Transmisyjna mikroskopia elektronowa. Nowy Jork: Plenum Press.