Introdução à classificação e uso de vários microscópios ópticos
Existem muitos métodos de classificação de microscópios ópticos: de acordo com o número de oculares utilizadas, ele pode ser dividido em microscópios binoculares e monoculares; de acordo com se a imagem tem um efeito estéreo, ela pode ser dividida em microscópios estéreo e microscópios não estéreo; de acordo com o objeto de observação, pode ser dividido em microscópios biológicos e microscópios de ouro. microscópio. Microscópio de fase, etc.; de acordo com o princípio óptico, pode ser dividido em microscópio de luz polarizada, microscópio de contraste de fase e microscópio de interferência diferencial, etc.; de acordo com o tipo de fonte de luz, pode ser dividido em luz comum, fluorescência, luz ultravioleta, luz infravermelha e microscópio a laser, etc.; de acordo com o tipo de receptor, ele pode ser dividido em Visão, microscópio digital (câmera), etc. Microscópios comumente usados incluem microscópio estéreo binocular, microscópio metalográfico, microscópio de luz polarizada, microscópio de fluorescência, etc.
1. Microscópio estéreo binocular
O microscópio estéreo binocular, também conhecido como "microscópio sólido" ou "espelho dissecante", é um instrumento visual com sentido estereoscópico positivo. É amplamente utilizado em cirurgia de corte e microcirurgia na área biomédica; na indústria, é utilizado para observação, montagem e inspeção de peças minúsculas e circuitos integrados. Possui as seguintes características:
(1) Usando um caminho óptico de canal duplo, os feixes esquerdo e direito no tubo binocular não são paralelos, mas têm um certo ângulo - o ângulo de visão do volume (geralmente 12 graus -15 graus), ou seja, o vigas esquerda e direita. Ambos os olhos fornecem uma imagem tridimensional. São essencialmente dois microscópios de tubo único colocados lado a lado. O ângulo de visão formado pelos eixos ópticos dos dois cilindros da lente é equivalente ao ângulo de visão formado quando uma pessoa observa um objeto com ambos os olhos, formando assim uma imagem visual tridimensional em um espaço tridimensional.
(2) A imagem é reta, fácil de operar e dissecar, porque o prisma sob a ocular torna a imagem de cabeça para baixo.
(3) Embora a ampliação não seja tão boa quanto a de um microscópio tradicional, tem uma longa distância de trabalho.
(4) A profundidade focal é grande, o que é conveniente para observar toda a camada do objeto inspecionado.
(5) O diâmetro do campo de visão é grande.
A estrutura óptica do estereoscópio atual é: através de uma lente objetiva principal comum, os dois feixes de luz após a imagem do objeto são separados por dois conjuntos de lentes objetivas intermediárias - lentes de zoom para formar um ângulo de visão geral e, em seguida, fotografadas através das respectivas oculares , alterando o intermediário A distância entre os grupos de espelhos para obter a mudança de sua ampliação, por isso também é chamado de "Zoom-estereomicroscópio". De acordo com os requisitos da aplicação, o estereoscópio atual pode ser equipado com uma variedade de acessórios opcionais, como fluorescência, fotografia, videografia, fonte de luz fria, etc.
2. Microscópio metalográfico
Um microscópio metalográfico é um microscópio especialmente usado para observar a estrutura metalográfica de objetos opacos, como metais e minerais. Esses objetos opacos não podem ser observados com microscópios de luz transmitida comuns, então a principal diferença entre a metalografia e os microscópios comuns é que o primeiro usa luz refletida, enquanto o último usa luz transmitida para iluminação. No microscópio metalográfico, o feixe de iluminação é emitido da direção da lente objetiva para a superfície do objeto observado, refletido pela superfície do objeto e, em seguida, retornado à lente objetiva para obtenção da imagem. Este método de iluminação reflexiva também é amplamente utilizado na inspeção de pastilhas de silício de circuito integrado.
3. Microscópio de polarização
Os microscópios polarizadores são microscópios usados para estudar os chamados materiais anisotrópicos transparentes e opacos. Todas as substâncias com birrefringência podem ser claramente distinguidas ao microscópio polarizador. Claro, essas substâncias também podem ser observadas por coloração, mas algumas não são possíveis e microscópios polarizadores devem ser usados.
(1) Características dos microscópios polarizadores
Um método de transformar luz comum em luz polarizada para microscopia para identificar se uma substância é monorrefringente (em todas as direções) ou birrefringente (anisotrópica). A birrefringência é uma propriedade fundamental dos cristais. Portanto, os microscópios de luz polarizada são amplamente utilizados em minerais, química e outros campos, e também têm aplicações em biologia, botânica e outros campos.
(2) O princípio básico do microscópio de luz polarizada
O princípio da microscopia de luz polarizada é mais complicado, então não vou apresentá-lo muito aqui. O microscópio polarizador deve possuir os seguintes acessórios: polarizador, analisador, compensador ou placa de fase, lente objetiva especial sem estresse, platina giratória.
(3) Método de microscópio polarizador
Um tipo de. Ortoscópio: Também conhecido como microscópio sem distorção, caracteriza-se por usar uma lente objetiva de baixa ampliação em vez de uma lente Bertrand para estudar o assunto. Estudo direto com luz polarizada. Ao mesmo tempo, para diminuir a abertura de iluminação, a lente superior do condensador é afastada. Um microscópio de fase normal é usado para examinar a birrefringência de um objeto.
b. Conoscópio: Também conhecido como microscópio de interferência, estuda os padrões de interferência criados quando a luz polarizada interfere. Este método é usado para observar a uniaxialidade ou biaxialidade de um objeto. Neste método, um feixe de luz polarizado fortemente convergente é usado para iluminação.
(4) Requisitos para microscópios polarizadores
Um tipo de. Fonte de luz: É melhor usar luz monocromática, porque a velocidade da luz, o índice de refração e os fenômenos de interferência variam com os comprimentos de onda. Microscópios gerais podem usar luz comum.
b. Oculares: Oculares com mira.
C. Condensador: Para obter luz polarizada paralela, deve ser usado um condensador oscilante que pode empurrar a lente superior.
d. Lente Bertrand: um elemento auxiliar no caminho óptico do condensador, que é uma lente auxiliar que amplifica a fase primária causada pelo objeto na fase secundária. Garante a observação com a ocular de um padrão de interferência planar formado no plano focal traseiro da objetiva.
(5) Requisitos para microscópios polarizadores
Um tipo de. O centro da platina é coaxial com o eixo óptico.
b. O polarizador e o analisador devem estar em posições de quadratura.
C. A filmagem não deve ser muito fina.
4. Microscopia de Fluorescência
A microscopia de fluorescência usa luz de comprimento de onda curto para irradiar um objeto manchado de fluoresceína para excitar e gerar fluorescência de comprimento de onda longo e, em seguida, observar. A microscopia de fluorescência é amplamente utilizada em biologia, medicina e outros campos.
(1) Os microscópios de fluorescência são geralmente divididos em dois tipos: tipo de transmissão e tipo de epi-iluminação.
Um tipo de. Tipo de transmissão: A luz de excitação é emitida da superfície inferior do objeto inspecionado e o condensador é um condensador de campo escuro, de modo que a luz de excitação não entre na lente objetiva e a fluorescência entre na lente objetiva. É brilhante em baixa ampliação e escuro em alta ampliação. As operações de imersão e neutralização em óleo são difíceis, especialmente a faixa de iluminação de baixa ampliação é difícil de determinar, mas fundos muito escuros podem ser obtidos. O tipo transmissivo não é usado para objetos de inspeção opacos.
O tipo de transmissão está atualmente quase eliminado. A maioria dos novos microscópios de fluorescência são epitaxiais. A fonte de luz vem de cima do objeto de teste e há um divisor de feixe no caminho óptico, adequado para objetos de teste transparentes e opacos. Como a lente objetiva atua como um condensador, não é apenas fácil de operar, mas também pode obter iluminação uniforme de todo o campo de visão, desde baixa ampliação até alta ampliação.
(2) Precauções para microscopia de fluorescência
Um tipo de. A exposição a longo prazo à luz de excitação causará declínio e extinção da fluorescência, portanto, o tempo de observação deve ser reduzido o máximo possível. .
b. Para visualização de óleo, use "óleo não fluorescente".
C. A fluorescência é quase sempre fraca e deve ser realizada em uma sala mais escura.
d. É melhor instalar um estabilizador de tensão na fonte de alimentação, caso contrário, a instabilidade da tensão não apenas reduzirá a vida útil da lâmpada de mercúrio, mas também afetará o efeito do microscópio.
Atualmente, muitos campos de pesquisa biológica emergentes são aplicados a técnicas de microscopia de fluorescência, como hibridização in situ de genes (FISH).
5. Microscópio de contraste de fase
No desenvolvimento do microscópio óptico, a invenção bem-sucedida do microscópio de contraste de fase é uma conquista importante da tecnologia moderna de microscópio. Sabemos que o olho humano só consegue distinguir o comprimento de onda (cor) e a amplitude (brilho) das ondas de luz. Para espécimes biológicos incolores e transparentes, quando a luz passa, o comprimento de onda e a amplitude não mudam muito, por isso é difícil observar o espécime em campo claro. .
O microscópio de contraste de fase é usar a diferença de caminho óptico do objeto inspecionado para realizar a detecção microscópica, ou seja, usar efetivamente o fenômeno de interferência da luz para alterar a diferença de fase que não pode ser distinguida pelo olho humano em uma diferença de amplitude distinguível, mesmo se for incolor e transparente. A matéria também pode se tornar claramente visível. Isso facilita muito a observação de células vivas, de modo que a microscopia de contraste de fase é amplamente utilizada para microscópios invertidos.
O microscópio de contraste de fase é diferente do equipamento de campo claro e possui alguns requisitos especiais:
uma. Instalado sob o condensador e combinado com o condensador - condensador de contraste de fase. Consiste em diafragmas anulares de diferentes tamanhos montados em um disco, com as palavras 10X, 20X, 40X, 100X, etc. na parte externa, que são usados em conjunto com lentes objetivas com múltiplos correspondentes.
b.Phaseplate: Instalado no plano focal posterior da lente objetiva, é dividido em duas partes, uma é a parte por onde passa a luz direta, que é um anel translúcido denominado plano conjugado; a outra é a parte através da qual a luz difratada "compensa". As objetivas com placas de fase são chamadas de "objetivas de contraste de fase", e a palavra "Ph" é frequentemente escrita na caixa.
A microscopia de contraste de fase é um método de microscopia relativamente complexo. Para obter um bom efeito de observação, a depuração do microscópio é muito importante. Além disso, também devem ser observados os seguintes aspectos:
Um tipo de. A fonte de luz deve ser forte e todos os diafragmas de abertura devem estar abertos;
b. Use filtros de cor para tornar as ondas de luz quase monocromáticas.
6. Microscopia de contraste de interferência diferencial (DIC de contraste de interferência de aluguel diferente)
A microscopia de contraste de interferência diferencial apareceu na década de 1960. Ele pode não apenas observar objetos incolores e transparentes, mas também apresentar imagens estereoscópicas fortes e tem algumas vantagens que a microscopia de contraste de fase não consegue alcançar. , o efeito de observação é mais realista.
(1) Princípios
A microscopia de contraste de interferência diferencial usa prismas Wollaston especiais para quebrar o feixe. As direções de vibração dos feixes divididos são perpendiculares entre si e a intensidade é igual. Os dois pontos do feixe que passa pelo objeto a ser inspecionado estão muito próximos um do outro e as fases são ligeiramente diferentes. Como a distância de separação entre os dois feixes de luz é extremamente pequena, não há fenômeno de fantasmas, o que faz com que a imagem pareça tridimensional.
(2) Peças especiais necessárias para microscópio de contraste de interferência diferencial:
uma. Polarizar
b. Analisador
C. 2 prismas Wollaston
(3) Precauções na microscopia de contraste de interferência diferencial
Um tipo de. Devido à alta sensibilidade da interferência diferencial, não deve haver sujeira e poeira na superfície da placa.
b. Substâncias com birrefringência não podem alcançar o efeito de microscopia de contraste de interferência diferencial.
C. Placas de Petri de plástico não podem ser usadas ao aplicar interferência diferencial a um microscópio invertido.
7. Microscópio invertido (microscópio invertido)
O microscópio invertido é adequado para observação microscópica de cultura de tecidos, cultura de células in vitro, plâncton, proteção ambiental, inspeção de alimentos, etc. no campo biomédico.
Devido às limitações das características da amostra acima mencionadas, colocar o objeto a ser inspecionado em uma placa de Petri (ou garrafa de cultura) requer uma longa distância de trabalho da objetiva do microscópio invertido e do condensador, e o objeto inspecionado na placa de Petri pode ser inspecionado diretamente. Observação microscópica e pesquisa. Portanto, as posições da lente objetiva, lente condensadora e fonte de luz são todas invertidas, por isso é chamado de "microscópio invertido".
Devido às limitações da distância de trabalho, as objetivas do microscópio invertido têm uma ampliação máxima de 60X. Geralmente, os microscópios invertidos para pesquisa são equipados com objetivas de contraste de fase 4X, 10X, 20X e 40X, porque os microscópios invertidos são usados principalmente para observação in vivo incolor e transparente. Caso o usuário tenha necessidades especiais, outros acessórios também podem ser selecionados para completar a observação de interferência diferencial, fluorescência e luz polarizada simples.
Os microscópios invertidos são amplamente utilizados em patch clamp, ICSI transgênico e outros campos.
8. Microscópio Digital
Um microscópio digital é um microscópio que usa uma câmera (ou seja, uma objetiva de câmera de televisão ou um dispositivo de carga acoplada) como elemento receptor. Uma câmera é instalada na superfície da imagem real do microscópio para substituir o olho humano como receptor. O dispositivo optoeletrônico converte a imagem óptica em uma imagem de sinal elétrico e, em seguida, realiza a detecção de tamanho e a contagem de partículas. Este tipo de microscópio pode ser usado em conjunto com um computador para facilitar a automação da detecção e processamento de informações, e é usado principalmente em ocasiões que exigem muito trabalho de detecção tedioso.
2. O uso de vários microscópios ópticos
A microscopia de fluorescência utiliza a fluorescência emitida pela amostra para observar objetos;
Microscópios estéreo podem ser usados para observar imagens tridimensionais de objetos;
O microscópio de projeção pode projetar a imagem do objeto na tela de projeção para várias pessoas observarem ao mesmo tempo;
Microscópios invertidos para cultura de células, cultura de tecidos e pesquisa microbiana;
O microscópio de contraste de fase é usado para observar espécimes incolores e transparentes;
Por exemplo, a microscopia de campo escuro é usada para observar bactérias e espiroquetas. esportivo.
