Няколко специални оптични микроскопа и техните разлики
1 микроскоп с тъмно поле
Микроскопът с тъмно поле няма функцията да наблюдава фината структура вътре в обекта, но може да различи съществуването и движението на частици над 0.004 μm. Поради това често се използва за наблюдение на структурата на живите клетки и движението на вътреклетъчните частици.
Основният принцип на микроскопията в тъмното поле е ефектът на Тиндал. Когато лъч светлина преминава през тъмна стая, във въздуха може да се наблюдава ярка прахова „пътека“ от посока, перпендикулярна на падащата светлина. Това явление е ефектът на Тиндал.
След като микроскопът с тъмно поле бъде заменен с кондензатор на тъмно поле на обикновен оптичен микроскоп, поради запушването на вътрешната параболична структура на кондензатора, светлината, излъчвана върху повърхността на обекта, който ще се инспектира, не може директно да влезе в лещата на обектива и окуляр и през него може да премине само разсеяна светлина, така че зрителното поле е тъмно.
Основното използване на микроскопията в тъмно поле е както следва:
1. Инсталирайте кондензатор на тъмно поле (или използвайте дебела черна хартия, за да направите светлинен щит и го поставете под кондензатора на обикновен микроскоп, за да получите ефекти на тъмно поле).
2. Изберете силен източник на светлина, обикновено с микроскопска светлина, за да предотвратите навлизането на директна светлина в обектива.
3. Добавете капка кедрово масло между кондензатора и предметното стъкло, за да избегнете пълно отражение на осветителната светлина върху кондензатора, недостигане на обекта, който ще се инспектира, и осветяване на тъмното поле.
4. Извършете централна настройка, т.е. преместете кондензатора хоризонтално, така че оптичната ос на кондензатора и оптичната ос на микроскопа да са точно на права линия. Повдигнете и спуснете кондензатора, подравнете фокусната точка на кондензатора (върха на конусовидната греда на фигура 1-2) към обекта, който ще се тества.
5. Изберете лещата на обектива, съответстваща на кондензатора, регулирайте фокусното разстояние и работете според метода на обикновен микроскоп.
Стереомикроскоп
Стерео микроскопите, известни също като солидни микроскопи или дисекционни огледала, изобразяват изправено триизмерно пространствено изображение и имат характеристиките на силен стереоскопичен ефект, ясно и широко изображение, голямо работно разстояние (обикновено 110 mm) и гледане с непрекъснато увеличение. Често се използва в биологията за наблюдение в реално време по време на дисекция
Източникът на светлина на обикновен оптичен микроскоп е паралелна светлина, така че образува двуизмерно плоско изображение; докато стереомикроскопът използва двуканален оптичен път, а левият и десният лъч в бинокулярната тръба имат определен зрителен ъгъл (обикновено 12o15o), така че може да се формира стереоскопично изображение в триизмерното пространство.
Стерео микроскопите се използват по подобен начин на обикновените светлинни микроскопи, но са по-удобни. Основната разлика между двете е:
1. Обектите за проверка на стереомикроскопите не е необходимо да се правят на предметни стъкла.
2. Сцената на стереомикроскопа е директно фиксирана върху основата на огледалото и е оборудвана с черно-бели двустранни панели или стъклени панели и операторът може да избира според обекта и изискванията на инспекцията на микроскопа.
3. Изображението на стерео микроскопа е изправено, което е удобно за операции на дисекция.
4. Стерео микроскопът има само една леща на обектива и нейното увеличение може да се регулира непрекъснато чрез завъртане на регулиращия винт.
флуоресцентен микроскоп
Флуоресцентната микроскопия е оптичен инструмент за качествено и количествено изследване на интензитета на флуоресценция, излъчвана от вътреклетъчни вещества.
Има два вида флуоресцентни вещества в клетките, едно може да флуоресцира директно след облъчване с ултравиолетови лъчи, като хлорофил и др.; други вещества нямат това свойство, но ако се оцветят със специфични флуоресцентни багрила или флуоресцентни антитела, те могат да флуоресцират от ултравиолетовите лъчи. Може също да флуоресцира след облъчване
Изправен биолуминесцентен микроскоп/обърнат биолуминесцентен микроскоп
Принципът на флуоресцентния микроскоп е да се използва точков източник на светлина с висока светлинна ефективност (като живачна лампа със свръхвисоко налягане), за да се излъчва светлина с определена дължина на вълната (като ултравиолетова светлина 3650λ или лилаво-синя светлина 4200λ) през филтърната система като възбуждаща светлина за възбуждане на флуоресцентни вещества в образеца. След излъчване на флуоресценция от различни цветове, тя се филтрира от блокиращия (или потискащ) филтър зад лещата на обектива и след това се наблюдава през увеличението на окуляра.
Блокиращият филтър има две функции: едната е да абсорбира и блокира навлизането на възбуждащата светлина в окуляра, за да не наруши флуоресценцията и да не повреди очите; другият е да изберете и оставите специфична флуоресценция да премине, показвайки специфичен флуоресцентен цвят.
Флуоресцентните микроскопи могат да бъдат разделени на два типа според принципа на оптичния път:
1. Трансмисионна флуоресцентна микроскопия
В по-старите флуоресцентни микроскопи източникът на възбуждаща светлина преминава през материала на пробата през кондензатор, за да възбуди флуоресценцията. Предимството е, че флуоресценцията е силна при ниско увеличение, но недостатъкът е, че флуоресценцията намалява с увеличаването на увеличението. Така че е подходящ само за наблюдение на материал от по-големи проби.
2. Епи-флуоресцентна микроскопия
Възбуждащата светлина пада от лещата на обектива надолу към повърхността на образеца, т.е. същата леща на обектива се използва като кондензатор за осветяване и леща на обектива за събиране на флуоресценция.
В оптичния път трябва да се добави дихроичен светоделител (дихроично огледало), който образува ъгъл 45o с оптичната ос. Възбуждащата светлина се отразява в лещата на обектива и се събира върху пробата. Възбуждащата светлина, отразена от повърхността на слайда, влиза едновременно в лещата на обектива, връща се към двуцветния разделител на лъча, разделя възбуждащата светлина от флуоресценцията и останалата възбуждаща светлина се абсорбира от блокиращия филтър. Ако преминете към комбинация от различни филтри за възбуждане/двуцветни разделители на лъчи/блокиращи филтри, нуждите от различни флуоресцентни реакционни продукти могат да бъдат задоволени.
Предимството на този вид флуоресцентен микроскоп е, че осветяването на зрителното поле е равномерно, изображението е ясно и колкото по-голямо е увеличението, толкова по-силна е флуоресценцията.
фазово-контрастен микроскоп
Фазовият контрастен микроскоп е микроскоп, който може да преобразува фазовата разлика (или разликата в оптичния път), генерирана, когато светлината преминава през обект, в промяна на амплитудата (интензитета на светлината). Използва се главно за наблюдение на живи клетки, неоцветени тъканни срезове или оцветени проби без контраст.
Човешкото око може да идентифицира само промени в дължината на вълната (цвят) и амплитудата на видимата светлина, но не и фазовите промени. Въпреки това, повечето биологични образци са силно прозрачни и амплитудата на светлинната вълна е основно непроменена след преминаване, а само фазата се променя.
Микроскопът с фазов контраст основно променя оптичната разлика в пътя на видимата светлина, преминаваща през образеца, в амплитудна разлика, като по този начин подобрява контраста между различните структури и прави различните структури ясно видими. Светлината се пречупва след преминаване през образеца, отклонява се от първоначалния оптичен път и се забавя с 1/4λ (дължина на вълната) в същото време. Ако се увеличи или намали с 1/4λ, оптичната разлика в пътя става 1/2λ и двата лъча се намесват след оптичната ос. Усилване, увеличаване или намаляване на амплитудата, подобряване на контраста.
Структурно микроскопите с фазов контраст се различават от обикновените оптични микроскопи по това, че:
1. Пръстеновидната диафрагма има диафрагма с пръстеновиден отвор, който е монтиран между източника на светлина и кондензатора. Функцията е да накара светлината, преминаваща през кондензатора, да образува кух светлинен конус и да се фокусира върху образеца.
2. Фазова плоча Фазово-контрастният микроскоп добавя фазова плоча, покрита с магнезиев флуорид вътре в лещата на обектива, за да забави фазата на директна светлина или дифрактирана светлина с 1/4λ. Има две области на фазовата плоча, частта, през която преминава директната светлина, се нарича "конюгирана повърхност", а частта, през която преминава дифрактирана светлина, се нарича "компенсационна повърхност". Фазовите плочи се разделят на два вида според техните работни ефекти:
(1) Плюс фазова плоча: директната светлина се забавя с 1/4λ и светлинните вълни се наслагват, след като двата комплекта светлинни вълни се комбинират, за да увеличат амплитудата, и структурата на образеца е по-ярка от околната среда, образувайки ярък контраст (или отрицателен контраст).
(2) B плюс фазова плоча: Дифрактираната светлина се забавя с 1/4λ и светлинните вълни на двете групи светлина се изваждат, след като оста е подравнена, и амплитудата става по-малка. Структурата на образеца е по-тъмна от околната среда, образувайки тъмен контраст (или положителен контраст). Обективът с фазова пластина се нарича обектив с фазов контраст, който често се маркира с "Ph" върху корпуса на обектива.
