14 MIKROSKOOPPITYYPPIÄ JA NIIDEN TOIMINNOT - TIEDE - 2025

Mikroskooppeja on erityyppisiä: optiset, yhdistetyt, stereoskooppiset, petrografiset, konfokaaliset, heijastavat, elektroniset, siirto, skannaus, skannausanturi, tunnelointi, kentän ionit, digitaaliset ja virtuaaliset.

Mikroskooppi on väline, jonka avulla ihminen voi nähdä ja tarkkailla asioita, joita ei voida nähdä paljain silmin. Sitä käytetään kaupan ja tutkimuksen eri aloilla lääketieteestä biologiaan ja kemiaan.

1700-luvun mikroskoopit, Musée des Arts et Métiers, Pariisi

Tämän välineen käyttöön tieteellisissä tai tutkimustarkoituksissa on jopa keksitty termi: mikroskopia.

Keksintö ja ensimmäiset tiedot yksinkertaisimman mikroskoopin käytöstä (se toimi suurennuslasijärjestelmän kautta) juontavat juurensa 13-luvulta ja erotettiin toisistaan ​​siitä, kuka olisi voinut olla sen keksijä.

Sitä vastoin yhdistelmämikroskoopin, lähempänä tänään tunnetamiamme malleja, arvioidaan käytetyn ensimmäistä kertaa Euroopassa vuoden 1620 ympäri.

Jo silloin oli useita, jotka yrittivät vaatia mikroskoopin keksintöä, ja syntyi erilaisia ​​versioita, jotka samanlaisilla komponenteilla onnistuivat saavuttamaan tavoitteen ja suurentamaan hyvin pienen näytteen kuvaa ihmisen silmän edessä.

Keksinnölle tunnustetuimmista nimistä ja omien mikroskooppiversioiden käytöstä on Galileo Galilei ja Cornelis Drebber.

Mikroskoopin saapuminen tieteellisiin tutkimuksiin johti löytöihin ja uusiin näkökulmiin keskeisiltä osiltaan tieteen eri alojen etenemiseen.

Solujen ja mikro-organismien, kuten bakteerien, havaitseminen ja luokittelu ovat yksi suosituimmista saavutuksista, jotka ovat mahdollisia mikroskoopilla.

Ensimmäisistä versioistaan ​​yli 500 vuotta sitten, nykyään mikroskooppi ylläpitää toimintakäytäntöään, vaikkakin sen suorituskyky ja erikoistuneet tarkoitukset ovat muuttuneet ja kehittyneet tähän päivään saakka.

Tärkeimmät mikroskooppityypit

Optinen mikroskooppi

Tunnetaan myös nimellä kevyt mikroskooppi, se on mikroskooppi, jolla on suurin rakenteellinen ja toiminnallinen yksinkertaisuus.

Se toimii läpi optiikan, joka yhdessä valon pääsyn kanssa sallii kuvan suurentamisen, joka sijaitsee hyvin optiikan poltotasossa.

Se on vanhin muotoilumikroskooppi ja sen varhaisimmat versiot omistavat Anton van Lewenhoekille (1500-luvulla), joka käytti yhden linssin prototyyppiä näytteen pitäneessä mekanismissa.

Yhdistelmämikroskooppi

Yhdistelmämikroskooppi on eräänlainen valomikroskooppi, joka toimii eri tavalla kuin yksinkertainen mikroskooppi.

Siinä on yksi tai useampi riippumaton optiikkamekanismi, joka sallii näytteen suurentamisen tai vähentämisen. Niillä on yleensä paljon vankempi koostumus ja ne helpottavat havaitsemista.

Arvioidaan, että sen nimeä ei johdu suurempaan määrään rakenteen optisia mekanismeja, vaan siihen tosiasiaan, että suurennetun kuvan muodostuminen tapahtuu kahdessa vaiheessa.

Ensimmäinen vaihe, jossa näyte projisoidaan suoraan siihen kohdistuviin kohteisiin, ja toinen, missä se suurennetaan ihmisen silmään päästävän silmäjärjestelmän kautta.

Stereoskooppinen mikroskooppi

Se on eräänlainen pienikokoinen valomikroskooppi, jota käytetään pääasiassa leikkauksiin. Siinä on kaksi itsenäistä optista ja visuaalista mekanismia; yksi näytteen kummastakin päästä.

Työnnä heijastuneen valon kanssa näytteen sijasta sen läpi. Sen avulla voidaan visualisoida kolmiulotteinen kuva kyseisestä näytteestä.

Petrografinen mikroskooppi

Petrografinen mikroskooppi, jota käytetään erityisesti kivien ja mineraalielementtien havainnoinnissa ja koostumuksessa, toimii aikaisempien mikroskooppien optisten perusteiden kanssa. Polarisoidun materiaalin laatu sisällytetään tavoitteisiinsa, mikä mahdollistaa mineraalien valon ja kirkkauden vähentämisen. ne voivat heijastaa.

Petrografinen mikroskooppi mahdollistaa suurennetun kuvan avulla selventää kivien, mineraalien ja maanpäällisten komponenttien elementit ja koostumusrakenteet.

Konfokaalimikroskooppi

Tämä optinen mikroskooppi mahdollistaa kuvan optisen resoluution ja kontrastin lisäämisen laitteen tai spatiaalisen "reikän" avulla, joka eliminoi näytteen kautta heijastuvan ylimääräisen tai tarkennuksen ulkopuolella olevan valon, varsinkin jos siinä on suurempi koko kuin poltotaso sallii.

Laite tai ”pinole” on pieni aukko optisessa mekanismissa, joka estää ylimääräisen valon (sen, joka ei ole näytteessä tarkennettuna) hajaantumista näytteen päälle, vähentäen siinä mahdollisesti esiintyvää terävyyttä ja kontrastia.

Tämän vuoksi konfokaalimikroskooppi toimii melko rajoitetulla terävyysalueella.

Fluoresenssimikroskooppi

Se on toisen tyyppinen optinen mikroskooppi, jossa fluoresoivia ja fosforoivia valoaaltoja käytetään yksityiskohtaisemmin orgaanisten tai epäorgaanisten komponenttien tutkimiseen.

Ne erottuvat yksinkertaisesti fluoresoivan valon käytöstä kuvan tuottamiseksi, eikä niiden tarvitse olla täysin riippuvaisia ​​näkyvän valon heijastuksesta ja absorptiosta.

Toisin kuin muun tyyppisissä analogimikroskoopeissa, fluoresoivalla mikroskoopilla voi olla tiettyjä rajoituksia, koska fluoresoiva valokomponentti voi kulua johtuen kemiallisten elementtien kertymisestä, joka johtuu elektronien vaikutuksesta, fluoresoivien molekyylien kulumisesta.

Fluoresoivan mikroskoopin kehittäminen ansaitsi tutkijoille Eric Betzigille, William Moernerille ja Stefan Hellille Nobelin kemian palkinnon vuonna 2014.

Elektroninen mikroskooppi

Elektronimikroskooppi edustaa luokkaa sinänsä aikaisempiin mikroskooppeihin verrattuna, koska se muuttaa fyysistä perusperiaatetta, joka mahdollisti näytteen visualisoinnin: valo.

Elektronimikroskooppi korvaa näkyvän valon käytön elektronilla valaistuslähteenä. Elektronien käyttö tuottaa digitaalisen kuvan, joka mahdollistaa näytteen suuremman suurennuksen kuin optiset komponentit.

Suuret suurennukset voivat kuitenkin aiheuttaa uskollisuuden menetyksen näytekuvassa. Sitä käytetään pääasiassa mikroorgaanisten näytteiden ultrarakenteen tutkimiseen; kapasiteetti, joka tavanomaisilla mikroskoopeilla ei ole.

Ensimmäisen elektronimikroskoopin kehitti vuonna 1926 Han Busch.

Läpäisyelektronimikroskooppi

Sen pääominaisuus on, että elektronisuihku kulkee näytteen läpi, jolloin syntyy kaksiulotteinen kuva.

Koska elektronilla voi olla energinen voima, näytteelle on tehtävä aiempi valmistelu ennen kuin se voidaan havaita elektronimikroskoopilla.

Skannaava elektronimikroskooppi

Toisin kuin siirtoelektronimikroskooppi, tässä tapauksessa elektronisuihku projisoidaan näytteeseen, jolloin syntyy rebound-vaikutus.

Tämä mahdollistaa näytteen kolmiulotteisen visualisoinnin, koska tietoa saadaan näytteen pinnalta.

Skannausanturimikroskooppi

Tämän tyyppinen elektronimikroskooppi kehitettiin tunnelimikroskoopin keksimisen jälkeen.

Sille on tunnusomaista, että käytetään koeputkea, joka skannaa näytteen pintoja erittäin tarkan kuvan tuottamiseksi.

Koeputki skannaa, ja näytteen lämpöarvojen avulla se pystyy tuottamaan kuvan myöhempää analyysiä varten, joka esitetään saatujen lämpöarvojen avulla.

Tunnelimikroskooppi

Se on instrumentti, jota käytetään erityisesti kuvien luomiseen atomitasolla. Sen resoluutiokapasiteetti voi sallia atomielementtien yksittäisten kuvien manipuloinnin toimimalla elektronijärjestelmän kautta tunneliprosessissa, joka toimii eri jännitetasoilla.

Atomitasolla tapahtuvalle havainnointiistunnolle, samoin kuin muiden elementtien käytölle optimaalisessa tilassa, tarvitaan suurta ympäristön hallintaa.

On kuitenkin ollut tapauksia, joissa tämäntyyppisiä mikroskooppeja on rakennettu ja käytetty kotimaisella tavalla.

Sen keksi ja toteutti vuonna 1981 Gerd Binnig ja Heinrich Rohrer, jotka saivat Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1986.

Ionikenttämikroskooppi

Sen lisäksi, että se tunnetaan nimellä instrumentti, se tunnetaan tekniikalla, joka toteutetaan eri elementtien järjestyksen ja uudelleenjärjestelyn tarkkailemiseksi ja tutkimiseksi.

Se oli ensimmäinen tekniikka, joka antoi mahdolliseksi havaita atomien paikallinen järjestely tietyssä elementissä. Toisin kuin muut mikroskoopit, suurennettu kuva ei ole sen läpi kulkevan valoenergian aallonpituuden alainen, mutta sillä on ainutlaatuinen kyky suurentaa.

Sen on kehittänyt Erwin Muller 1900-luvulla, ja sitä on pidetty ennakkotapauksena, joka on mahdollistanut elementtien paremman ja yksityiskohtaisemman visualisoinnin tänään atomitasolla tekniikan ja välineiden uusien versioiden avulla, jotka mahdollistavat sen.

Digitaalinen mikroskooppi

Digitaalinen mikroskooppi on instrumentti, jolla on enimmäkseen kaupallinen ja yleinen luonne. Se toimii digitaalikameran kautta, jonka kuva projisoidaan näytölle tai tietokoneelle.

Sitä on pidetty toiminnallisena välineenä työstettyjen näytteiden määrän ja kontekstin tarkkailemisessa. Samalla tavalla sillä on fyysinen rakenne, jota on paljon helpompi manipuloida.

Virtuaalimikroskooppi

Virtuaalimikroskooppi, enemmän kuin fyysinen instrumentti, on aloite, jolla pyritään digitalisoimaan ja arkistoimaan toistaiseksi millä tahansa tieteenalalla toimivia näytteitä. Tavoitteena on, että kuka tahansa kiinnostunut voi käyttää orgaanisten näytteiden digitaalisia versioita tai olla vuorovaikutuksessa niiden kanssa. epäorgaaninen sertifioidun alustan kautta.

Tällä tavoin erikoistuneiden välineiden käyttö jätettäisiin taaksepäin ja tutkimusta ja kehitystä edistettäisiin ilman todellisen näytteen tuhoamisen tai vaurioitumisen riskiä.

Viitteet

1. (2010). Haettu mikroskoopin historiasta: history-of-the-microscope.org
2. KEYENCE. (SF). Mikroskooppien perusteet. Saatu Keyence - biologisen mikroskoopin sivustosta: keyence.com
3. Microbehunter. (SF). Teoria. Saatu yritykseltä Microbehunter - Amateur Microscopy Resource: microbehunter.com
4. Williams, DB, ja Carter, CB (toinen). Transmissioelektronimikroskopia. New York: Plenum Press.