Giới thiệu về phân loại và sử dụng các loại kính hiển vi quang học
Có nhiều cách phân loại kính hiển vi quang học: theo số thị kính được sử dụng, có thể chia thành kính hiển vi hai mắt và kính hiển vi một mắt; theo liệu ảnh có hiệu ứng nổi hay không, nó có thể được chia thành kính hiển vi soi nổi và kính hiển vi không soi nổi; theo đối tượng quan sát có thể chia thành kính hiển vi sinh học và kính hiển vi vàng. kính hiển vi. Kính hiển vi pha, v.v ...; Theo nguyên lý quang học, nó có thể được chia thành kính hiển vi ánh sáng phân cực, kính hiển vi tương phản pha và kính hiển vi giao thoa vi sai, v.v ...; Theo loại nguồn sáng, nó có thể được chia thành ánh sáng thông thường, huỳnh quang, ánh sáng tử ngoại, ánh sáng hồng ngoại và kính hiển vi laze, v.v ...; Theo loại máy thu, nó có thể được chia thành kính hiển vi Vision, kỹ thuật số (máy ảnh), vv Các loại kính hiển vi thường được sử dụng bao gồm kính hiển vi soi nổi hai mắt, kính hiển vi kim loại, kính hiển vi ánh sáng phân cực, kính hiển vi huỳnh quang, v.v.
1. Kính hiển vi soi nổi hai mắt
Kính hiển vi soi nổi hai mắt, còn được gọi là "kính hiển vi rắn" hoặc "gương soi", là một dụng cụ trực quan có cảm giác lập thể tích cực. Nó được sử dụng rộng rãi trong phẫu thuật cắt lát và vi phẫu trong lĩnh vực y sinh; trong công nghiệp, nó được sử dụng để quan sát, lắp ráp và kiểm tra các bộ phận nhỏ và mạch tích hợp. Nó có các đặc điểm sau:
(1) Sử dụng đường dẫn quang học hai kênh, chùm tia trái và phải trong ống nhòm không song song, nhưng có một góc nhất định - góc nhìn thể tích (thường là 12 độ -15 độ), nghĩa là dầm trái và phải. Cả hai mắt đều cung cấp hình ảnh ba chiều. Thực chất nó là hai kính hiển vi một ống đặt cạnh nhau. Góc nhìn được tạo thành bởi trục quang học của hai ống kính tương đương với góc nhìn được hình thành khi một người quan sát một vật bằng cả hai mắt, từ đó tạo thành hình ảnh ba chiều trong không gian ba chiều.
(2) Ảnh thẳng, dễ thao tác và bóc tách, vì lăng kính đặt dưới thị kính làm ảnh bị ngược.
(3) Mặc dù độ phóng đại không tốt bằng kính hiển vi truyền thống, nhưng nó có khoảng cách làm việc dài.
(4) Độ sâu tiêu cự lớn, thuận tiện cho việc quan sát toàn bộ lớp của đối tượng được kiểm tra.
(5) Đường kính của trường nhìn lớn.
Cấu trúc quang học của kính soi nổi hiện nay là: thông qua một vật kính chính thông thường, hai chùm ánh sáng sau khi chụp ảnh vật thể được tách ra bởi hai bộ vật kính trung gian-thấu kính zoom để tạo thành một góc nhìn tổng thể và sau đó được chụp ảnh qua thị kính tương ứng. , bằng cách thay đổi trung gian Khoảng cách giữa các nhóm gương để thu được sự thay đổi độ phóng đại của nó, vì vậy nó còn được gọi là "Kính hiển vi lập thể thu phóng". Theo yêu cầu ứng dụng, kính soi nổi hiện tại có thể được trang bị vô số phụ kiện tùy chọn, chẳng hạn như đèn huỳnh quang, chụp ảnh, quay phim, nguồn sáng lạnh, v.v.
2. Kính hiển vi kim loại học
Kính hiển vi kim loại là một kính hiển vi được sử dụng đặc biệt để quan sát cấu trúc kim loại của các vật thể không trong suốt như kim loại và khoáng chất. Những vật thể không trong suốt này không thể được quan sát bằng kính hiển vi ánh sáng truyền qua thông thường, do đó, sự khác biệt chính giữa kim loại học và kính hiển vi thông thường là kính hiển vi trước đây sử dụng ánh sáng phản xạ, trong khi kính hiển vi sau sử dụng ánh sáng truyền qua để chiếu sáng. Trong kính hiển vi kim học, chùm sáng được phát ra từ hướng của vật kính tới bề mặt của vật quan sát, bị bề mặt của vật phản xạ, sau đó quay trở lại vật kính để tạo ảnh. Phương pháp chiếu sáng phản xạ này cũng được sử dụng rộng rãi trong việc kiểm tra các tấm silicon mạch tích hợp.
3. Kính hiển vi phân cực
Kính hiển vi phân cực là kính hiển vi được sử dụng để nghiên cứu cái gọi là vật liệu dị hướng trong suốt và không trong suốt. Tất cả các chất có hiện tượng lưỡng chiết có thể được phân biệt rõ ràng dưới kính hiển vi phân cực. Tất nhiên, những chất này cũng có thể được quan sát bằng cách nhuộm, nhưng một số thì không thể và phải sử dụng kính hiển vi phân cực.
(1) Các tính năng của kính hiển vi phân cực
Một phương pháp biến ánh sáng thông thường thành ánh sáng phân cực để hiển vi nhận biết một chất là đơn chiết (theo mọi hướng) hay lưỡng chiết (dị hướng). Tính lưỡng chiết là một tính chất cơ bản của tinh thể. Vì vậy, kính hiển vi ánh sáng phân cực được sử dụng rộng rãi trong khoáng sản, hóa học và các lĩnh vực khác, đồng thời cũng có ứng dụng trong sinh học, thực vật học và các lĩnh vực khác.
(2) Nguyên tắc cơ bản của kính hiển vi ánh sáng phân cực
Nguyên lý của kính hiển vi ánh sáng phân cực phức tạp hơn nên tôi sẽ không giới thiệu quá nhiều ở đây. Kính hiển vi phân cực phải có các phụ kiện sau: bộ phân cực, bộ phân tích, bộ bù hoặc tấm pha, vật kính đặc biệt không ứng suất, tấm quay.
(3) Phương pháp kính hiển vi phân cực
Một loại. Kính chỉnh hình: Còn được gọi là kính hiển vi không bị biến dạng, nó có đặc điểm là sử dụng vật kính có độ phóng đại thấp thay vì thấu kính Bertrand để nghiên cứu đối tượng. Nghiên cứu trực tiếp với ánh sáng phân cực. Đồng thời, để làm cho khẩu độ chiếu sáng nhỏ hơn, thấu kính trên của bộ ngưng tụ được đẩy ra ngoài. Kính hiển vi pha bình thường được sử dụng để kiểm tra tính lưỡng chiết của một vật thể.
b. Kính hiển vi: Còn được gọi là kính hiển vi giao thoa, nó nghiên cứu các dạng giao thoa được tạo ra khi ánh sáng phân cực giao thoa. Phương pháp này được sử dụng để quan sát tính đơn trục hoặc tính hai trục của một đối tượng. Trong phương pháp này, một chùm ánh sáng phân cực hội tụ mạnh được sử dụng để chiếu sáng.
(4) Yêu cầu đối với kính hiển vi phân cực
Một loại. Nguồn sáng: Tốt nhất là dùng ánh sáng đơn sắc, vì tốc độ ánh sáng, chiết suất và hiện tượng giao thoa thay đổi theo bước sóng. Kính hiển vi nói chung có thể sử dụng ánh sáng thông thường.
b. Thị kính: Thị kính có hình chữ thập.
C. Bộ ngưng tụ: Để thu được ánh sáng phân cực song song, cần sử dụng một tụ điện xoay ra có thể đẩy thấu kính trên ra.
d. Thấu kính Bertrand: một phần tử phụ trong đường dẫn quang của tụ điện, là một thấu kính phụ giúp khuếch đại pha sơ cấp do vật gây ra thành pha thứ cấp. Nó đảm bảo quan sát với thị kính của một mẫu giao thoa phẳng được hình thành ở tiêu cự phía sau của vật kính.
(5) Yêu cầu đối với kính hiển vi phân cực
Một loại. Tâm của sân khấu là đồng trục với trục quang học.
b. Bộ phân cực và bộ phân tích phải ở vị trí vuông góc.
C. Chụp không được mỏng quá.
4. Kính hiển vi huỳnh quang
Kính hiển vi huỳnh quang sử dụng ánh sáng có bước sóng ngắn chiếu vào vật thể nhuộm màu huỳnh quang để kích thích và tạo ra huỳnh quang có bước sóng dài, sau đó quan sát. Kính hiển vi huỳnh quang được sử dụng rộng rãi trong sinh học, y học và các lĩnh vực khác.
(1) Kính hiển vi huỳnh quang thường được chia thành hai loại: loại truyền qua và loại chiếu sáng epi.
Một loại. Kiểu truyền: Ánh sáng kích thích được phát ra từ bề mặt dưới cùng của vật được kiểm tra và tụ điện là tụ trường tối, để ánh sáng kích thích không đi vào vật kính và huỳnh quang đi vào vật kính. Nó sáng ở độ phóng đại thấp và tối ở độ phóng đại cao. Các hoạt động ngâm và trung hòa dầu rất khó, đặc biệt là rất khó xác định phạm vi chiếu sáng có độ phóng đại thấp, nhưng có thể thu được nền rất tối. Loại xuyên suốt không được sử dụng cho các đối tượng kiểm tra không trong suốt.
Loại truyền động hiện gần như bị loại bỏ. Hầu hết các kính hiển vi huỳnh quang mới đều là kính hiển vi. Nguồn sáng đến từ phía trên đối tượng thử nghiệm và có một bộ tách chùm trong đường quang học, thích hợp cho các đối tượng thử nghiệm trong suốt và không trong suốt. Vì vật kính hoạt động như một tụ điện, nó không chỉ dễ vận hành mà còn có thể đạt được độ chiếu sáng đồng đều của toàn bộ trường nhìn từ độ phóng đại thấp đến độ phóng đại cao.
(2) Các biện pháp phòng ngừa đối với kính hiển vi huỳnh quang
Một loại. Tiếp xúc lâu dài với ánh sáng kích thích sẽ gây ra sự phân rã và dập tắt huỳnh quang, vì vậy thời gian quan sát cần được rút ngắn càng nhiều càng tốt. .
b. Để xem dầu, hãy sử dụng "dầu không huỳnh quang".
C. Sự phát huỳnh quang hầu như luôn luôn yếu và nên được thực hiện trong phòng tối hơn.
d. Tốt nhất nên lắp ổn áp trong nguồn điện, nếu không, điện áp không ổn định không chỉ làm giảm tuổi thọ của đèn thủy ngân mà còn ảnh hưởng đến tác dụng của kính hiển vi.
Hiện nay, nhiều lĩnh vực nghiên cứu sinh học mới nổi được áp dụng cho kỹ thuật hiển vi huỳnh quang, chẳng hạn như lai gen tại chỗ (FISH).
5. Kính hiển vi tương phản pha
Trong sự phát triển của kính hiển vi quang học, việc phát minh thành công kính hiển vi tương phản pha là một thành tựu quan trọng của công nghệ kính hiển vi hiện đại. Chúng ta biết rằng mắt người chỉ có thể phân biệt được bước sóng (màu sắc) và biên độ (độ sáng) của sóng ánh sáng. Đối với mẫu vật sinh học không màu, trong suốt, khi có ánh sáng truyền qua, bước sóng và biên độ không thay đổi nhiều nên khó quan sát mẫu vật trong trường sáng. .
Kính hiển vi tương phản pha là sử dụng sự khác biệt về đường quang học của đối tượng được kiểm tra để thực hiện phát hiện bằng kính hiển vi, nghĩa là, sử dụng hiệu quả hiện tượng giao thoa của ánh sáng để thay đổi độ lệch pha mà mắt người không thể phân biệt được thành một sự khác biệt về biên độ có thể phân biệt được, thậm chí. nếu nó không màu và trong suốt. Vật chất cũng có thể trở nên rõ ràng. Điều này tạo điều kiện thuận lợi đáng kể cho việc quan sát các tế bào sống, vì vậy kính hiển vi tương phản pha được sử dụng rộng rãi cho kính hiển vi đảo ngược.
Kính hiển vi tương phản pha khác với trường sáng trong thiết bị và có một số yêu cầu đặc biệt:
một. Được lắp đặt bên dưới bộ ngưng tụ và kết hợp với bộ ngưng tụ - bộ tương phản pha. Nó bao gồm các màng chắn hình khuyên với các kích thước khác nhau được gắn trên một đĩa, bên ngoài có các chữ 10X, 20X, 40X, 100X, v.v., được sử dụng cùng với vật kính có bội số tương ứng.
b.Mặt kính: Được lắp trên mặt phẳng tiêu cự sau của vật kính, nó được chia thành hai phần, một phần là phần mà ánh sáng trực tiếp truyền qua, đó là một vòng mờ gọi là mặt phẳng liên hợp; phần còn lại là phần mà qua đó ánh sáng nhiễu xạ "bù đắp". Vật kính có tấm pha được gọi là "vật kính tương phản pha", và chữ "Ph" thường được viết trên vỏ.
Kính hiển vi tương phản pha là một phương pháp hiển vi tương đối phức tạp. Để có được một hiệu quả quan sát tốt, việc gỡ lỗi của kính hiển vi là rất quan trọng. Ngoài ra, các khía cạnh sau đây cũng cần được lưu ý:
Một loại. Nguồn sáng phải mạnh và tất cả các màng chắn khẩu độ phải mở;
b. Sử dụng bộ lọc màu để làm cho sóng ánh sáng gần như đơn sắc.
6. Kính hiển vi tương phản giao thoa vi sai (Diffe Rent Interference Contrast DIC)
Kính hiển vi tương phản giao thoa vi sai xuất hiện vào những năm 1960. Nó không chỉ có thể quan sát các vật thể không màu và trong suốt, mà còn cho hình ảnh lập thể mạnh mẽ, và có một số ưu điểm mà kính hiển vi tương phản pha không thể đạt được. , hiệu quả quan sát thực tế hơn.
(1) Nguyên tắc
Kính hiển vi tương phản giao thoa vi sai sử dụng lăng kính Wollaston đặc biệt để phá vỡ chùm tia. Các phương dao động của các chùm tia phân chia vuông góc với nhau và cường độ bằng nhau. Hai điểm của chùm tia đi qua vật thể cần kiểm tra rất gần nhau và pha hơi khác nhau. Vì khoảng cách phân tách giữa hai chùm ánh sáng là vô cùng nhỏ, nên không có hiện tượng bóng mờ, khiến hình ảnh có vẻ ba chiều.
(2) Các bộ phận đặc biệt cần thiết cho kính hiển vi tương phản nhiễu vi sai:
một. Phân cực
b. Máy phân tích
C. 2 lăng kính Wollaston
(3) Các biện pháp phòng ngừa trong kính hiển vi cản quang giao thoa vi sai
Một loại. Do nhiễu vi sai có độ nhạy cao nên không có bụi bẩn bám trên bề mặt tấm.
b. Các chất có hiện tượng lưỡng chiết không thể đạt được hiệu quả của kính hiển vi tương phản giao thoa vi sai.
C. Không thể sử dụng đĩa petri bằng nhựa khi đặt giao thoa vi sai cho kính hiển vi đảo ngược.
7. Kính hiển vi đảo ngược (Invertedmicroscope)
Kính hiển vi đảo ngược thích hợp để quan sát bằng kính hiển vi nuôi cấy mô, nuôi cấy tế bào in vitro, sinh vật phù du, bảo vệ môi trường, kiểm tra thực phẩm, ... trong lĩnh vực y sinh.
Do những hạn chế của các đặc tính mẫu nêu trên, việc đặt đối tượng cần kiểm tra vào đĩa petri (hoặc chai nuôi cấy) đòi hỏi khoảng cách làm việc dài của vật kính hiển vi ngược và ống sinh hàn, và đối tượng kiểm tra trong đĩa petri có thể được kiểm tra trực tiếp. Quan sát và nghiên cứu bằng kính hiển vi. Do đó, các vị trí của vật kính, thấu kính tụ và nguồn sáng đều bị đảo ngược nên được gọi là "kính hiển vi ngược".
Do hạn chế về khoảng cách làm việc, vật kính hiển vi đảo ngược có độ phóng đại tối đa là 60X. Nói chung, kính hiển vi đảo ngược cho nghiên cứu được trang bị vật kính tương phản pha 4X, 10X, 20X và 40X, vì kính hiển vi đảo ngược chủ yếu được sử dụng để quan sát in vivo không màu và trong suốt. Nếu người dùng có nhu cầu đặc biệt, các phụ kiện khác cũng có thể được lựa chọn để hoàn thành việc quan sát nhiễu vi sai, huỳnh quang và ánh sáng phân cực đơn giản.
Kính hiển vi đảo ngược được sử dụng rộng rãi trong kẹp vá, ICSI chuyển gen và các lĩnh vực khác.
8. Kính hiển vi kỹ thuật số
Kính hiển vi kỹ thuật số là kính hiển vi sử dụng một máy ảnh (tức là một vật kính máy quay truyền hình hoặc một thiết bị tích điện) làm phần tử thu. Một camera được lắp đặt trên bề mặt hình ảnh thực của kính hiển vi để thay thế mắt người như một bộ thu. Thiết bị quang điện tử chuyển đổi hình ảnh quang học thành hình ảnh tín hiệu điện, sau đó thực hiện phát hiện kích thước và đếm hạt. Loại kính hiển vi này có thể được sử dụng cùng với máy tính để tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa phát hiện và xử lý thông tin, và chủ yếu được sử dụng trong những trường hợp đòi hỏi nhiều công việc phát hiện tẻ nhạt.
2. Việc sử dụng các kính hiển vi quang học khác nhau
Kính hiển vi huỳnh quang sử dụng huỳnh quang do mẫu vật phát ra để quan sát vật thể;
Kính hiển vi soi nổi có thể được sử dụng để quan sát hình ảnh ba chiều của các vật thể;
Kính hiển vi chiếu có thể chiếu hình ảnh của vật lên màn chiếu để nhiều người cùng quan sát;
Kính hiển vi đảo ngược dùng để nuôi cấy tế bào, nuôi cấy mô và nghiên cứu vi sinh vật;
Kính hiển vi tương phản pha dùng để quan sát các mẫu vật không màu và trong suốt;
Ví dụ, kính hiển vi trường tối được sử dụng để quan sát vi khuẩn và xoắn khuẩn. thể thao.
