Wprowadzenie do wiedzy o mikroskopie optycznym
Instrument lub urządzenie, które powiększa mały przedmiot lub niewielką część obiektu przy dużym powiększeniu w celu obserwacji. Znajduje szerokie zastosowanie w produkcji przemysłowej i rolniczej oraz badaniach naukowych. Biolodzy i pracownicy medyczni również często używają mikroskopów w swojej pracy. Ogólnie dzieli się na mikroskopy optyczne i mikroskopy elektronowe.
Mikroskop optyczny to mikroskop wykorzystujący światło widzialne jako źródło światła. Zwykłe mikroskopy optyczne można podzielić na dwie części: układ optyczny i urządzenie mechaniczne. Układ optyczny obejmuje głównie okulary, soczewki obiektywowe, kondensory, przysłony i źródła światła. Urządzenie mechaniczne obejmuje głównie tubus obiektywu, kolumnę lustra, scenę, podstawę lustra, śrubę regulacji grubości i inne części (rysunek 1). Jego podstawową zasadę optyczną pokazano na rycinie 2. Mała wypukła soczewka po lewej stronie na rycinie reprezentuje grupę soczewek o krótkiej ogniskowej, zwaną soczewką obiektywu. Duża wypukła soczewka po prawej stronie reprezentuje grupę soczewek o długiej ogniskowej, zwaną okularem. Obserwowany obiekt (AB) znajduje się nieco poza ogniskiem (f1) soczewki obiektywu. Światło z obiektu tworzy odwrócony, powiększony obraz rzeczywisty (B'A') nieco wewnątrz ogniska okularu (f2) po przejściu przez soczewkę obiektywu. Oczy obserwatora dodatkowo powiększają obraz rzeczywisty (B'A') do odwróconego obrazu wirtualnego (B"A") przez okular.
Okular znajduje się nad lufą mikroskopu i zazwyczaj składa się z dwóch wypukłych soczewek. Oprócz dalszego rozszerzania rzeczywistego obrazu tworzonego przez obiektyw, ogranicza również pole widzenia obserwowane przez oczy. W zależności od powiększenia powszechnie stosowane są trzy rodzaje okularów: 5-krotne, 10-krotne i 15-krotne.
Soczewka obiektywu jest zwykle umieszczona pod tubusem mikroskopu, blisko obserwowanego obiektu. Składa się z 8 do 10 soczewek. Jego funkcją jest powiększenie (tworzenie powiększonego obrazu rzeczywistego obiektu), drugim zapewnienie jakości obrazu, a trzecim zwiększenie rozdzielczości. W zależności od powiększenia powszechnie stosowane soczewki obiektywowe można podzielić na małe powiększenie (4×), średnie powiększenie (10× lub 20×), duże powiększenie (40×) oraz olejowe soczewki obiektywowe (100×). Wiele soczewek obiektywowych jest zamontowanych na kole zmieniacza lusterek, a soczewki obiektywowe o różnych wielokrotnościach można wybrać, obracając stół obrotowy zgodnie z wymaganiami.
Powiększenie mikroskopu to wielokrotność okularu pomnożona przez obiektyw. Na przykład, jeśli okular ma powiększenie 10 razy, a obiektyw ma powiększenie 40 razy, powiększenie wynosi 40 × 10 razy (powiększenie 400 razy). Dobry mikroskop może powiększyć 2000 razy i rozróżnić dwa punkty oddalone od siebie o 1×10-5cm.
Gdy światło białe przechodzi przez soczewkę wypukłą, światło o krótszej długości fali (niebiesko-fioletowe) ma większe załamanie niż światło o większej długości fali (czerwono-pomarańczowe). Dlatego podczas obrazowania wokół obrazu pojawiają się różne widma i pojawia się krąg niebieskiego lub czerwonego światła. Ta wada koloru nazywana jest aberracją chromatyczną. Ze względu na różne kąty, pod którymi światło wchodzi (i wychodzi) z różnych części powierzchni soczewki, światło przechodzące przez obrzeża soczewki jest załamywane pod większym kątem niż światło przechodzące przez środek soczewki. Dlatego podczas obrazowania wokół obwodu obrazu pojawiają się rozmyte i zniekształcone obrazy. Ta wada obrazowania krzywizny powierzchni nazywana jest aberracją sferyczną. Seria wypukłych i wklęsłych grup soczewek o różnych kształtach, strukturach i odległościach współpracuje ze sobą, aby w największym stopniu korygować aberrację chromatyczną i aberrację sferyczną, tworząc jasny, wyraźny i dokładny obraz. Dlatego okular lub soczewka obiektywu składają się odpowiednio z zestawu soczewek. Soczewki takie nazywane są planarnymi achromatami.
Kiedy światło jest rzutowane z jednego ośrodka (takiego jak powietrze) do innego gęstszego ośrodka (takiego jak szkło), ugnie się ono do „normalnej linii” (linia prostopadła do granicy faz ośrodka), takiej jak linia BOA na rysunku 3. Kiedy światło przechodzi z ośrodka gęstego (szkło) do ośrodka niegęstego (powietrze), odbiega od „normalnej linii”, takiej jak linia AOB (Rysunek 3a). Kiedy światło przechodzi przez szkło kondensora (współczynnik załamania światła 1,51) i dostaje się do powietrza, będzie również odchylać się i załamywać na zewnątrz, więc ilość światła wpadającego do obiektywu jest znacznie zmniejszona, a także rozdzielczość obrazu. W przypadku obiektywu o powiększeniu 100x, jeśli między soczewką obiektywu a szkiełkiem nakrywkowym znajduje się olej (współczynnik załamania światła wynosi również 1,51) w celu odizolowania powietrza, światło może dostać się do obiektywu prawie bez załamania, co zwiększa jasność i rozdzielczość Obraz . Takie cele nazywane są celami immersyjnymi (ryc. 3b).
Skraplacz znajduje się pod mikroskopem, który może skupiać światło ze źródła światła, koncentrować światło na próbce i równomiernie naświetlać próbkę o umiarkowanym natężeniu światła. Dolny koniec kondensora jest wyposażony w ogranicznik apertury (przysłonę) do kontrolowania grubości wiązki.
Źródło oświetlenia zwykłego mikroskopu optycznego znajduje się pod kondensorem, którym jest specjalna mocna żarówka o równomiernym oświetleniu, wyposażona w regulowany rezystor do zmiany natężenia światła.
Ponieważ światło źródła światła zwykłego mikroskopu optycznego przechodzi od spodu korpusu soczewki, przechodzi przez soczewkę kondensora, soczewkę obiektywu i dociera do okularu, obserwowana próbka musi być pocięta na cienkie plasterki o grubości około 6 μm, które mogą przepuszczać światło w badaniach medycznych i biologicznych. I plamić, aby pokazać różne tkanki i komórki oraz inne drobne struktury. Cały proces obróbki nazywany jest konwencjonalną techniką skrawków tkanki, w tym dobór odpowiednich materiałów tkankowych, utrwalenie ich roztworem formaldehydu (formaliny), stopniowe odwadnianie alkoholem, zatapianie w parafinie, pocięcie tkanki na cienkie skrawki za pomocą mikrotomu i zamontowanie ich na szkiełkach, a następnie Po wybarwieniu barwnikiem hematoksylina-eozyna, skrawki tkanek ostatecznie zamocowano w kleju z żywicy optycznej. Przygotowane preparaty tkankowe można przechowywać przez długi czas.
Okular i obiektyw mikroskopu są zainstalowane na obu końcach tubusu obiektywu, a ich odległość jest stała. Umieść szkiełko tkankowe na stoliku przedmiotowym i obróć śrubę regulacji zgrubnej, aby zbliżyć stolik do obiektywu. Wycinek tkanki wchodzi w płaszczyznę ogniskową soczewki obiektywu, a obraz tkanki w preparacie można zobaczyć w okularze. Następnie użyj śruby precyzyjnej regulacji, aby obraz w okularze był wyraźny do obserwacji. Podczas zmiany powiększenia należy wymienić okular lub soczewkę obiektywu.
