Wprowadzenie do ogólnych mikroskopów optycznych
Podstawowym narzędziem do obserwacji komórek jest mikroskop. Według różnych źródeł światła można je podzielić na dwie kategorie: mikroskopy optyczne i mikroskopy elektronowe. W pierwszym przypadku jako źródło światła wykorzystuje się światło widzialne (mikroskop UV wykorzystuje światło ultrafioletowe), w drugim jako źródło światła wiązkę elektronów. Zarówno zwykłe mikroskopy optyczne, jak i laserowe mikroskopy konfokalne są mikroskopami optycznymi.
Zwykłe mikroskopy biologiczne składają się z trzech części, a mianowicie: ① układu oświetlenia, zawierającego źródło światła i kondensator; ② system powiększenia optycznego składający się z obiektywu i okularu, który stanowi główny korpus mikroskopu. Aby wyeliminować aberrację sferyczną i aberrację chromatyczną, zarówno okular, jak i soczewka obiektywu składają się ze złożonej grupy soczewek; ③ urządzenie mechaniczne, służące do mocowania materiałów i ułatwiające obserwację.
To, czy obraz mikroskopowy jest wyraźny, zależy nie tylko od powiększenia, ale także od rozdzielczości mikroskopu. Rozdzielczość odnosi się do zdolności mikroskopu (lub ludzkiego oka znajdującego się w odległości 25 cm od celu) do rozróżnienia najmniejszej odległości między obiektami. Wielkość rozdzielczości określa się. W oparciu o długość fali światła, współczynnik otwarcia soczewki i współczynnik załamania światła wzór wyraża się jako:
R=0.61λ/NANA =ｎsin /2
We wzorze: n=współczynnik załamania światła ośrodka; =kąt apertury lustrzanej (kąt otwarcia preparatu względem apertury obiektywu), NA=apertura numeryczna. Kąt lustra jest zawsze mniejszy niż 180 stopni, więc maksymalna wartość sina/2 musi być mniejsza niż 1.
Współczynnik załamania światła szkła używanego do produkcji soczewek optycznych wynosi 1,65 ~ 1,78. Im bliższy współczynnik załamania światła stosowanego ośrodka do szkła, tym lepiej. W przypadku obiektywów suchych ośrodkiem jest powietrze, a współczynnik otwarcia soczewki wynosi zazwyczaj 0.05~0,95; w przypadku soczewek olejowych jako medium stosuje się olej cedrowy, a współczynnik otwarcia soczewki może być bliski 1,5.
Długość fali zwykłego światła wynosi 400~700 nm, więc rozdzielczość mikroskopu nie będzie mniejsza niż 0,2 μm. Rozdzielczość ludzkiego oka wynosi 0,2 mm, więc maksymalne powiększenie ogólnej konstrukcji mikroskopu wynosi zwykle 1000X.
