Основные виды микроскопии: 2.2. Виды микроскопии и их назначение

2.2. Виды микроскопии и их назначение

Для микробиологических исследований используют различные виды микроскопии: световую, люминесцентную, темнопольную, фазово-контрастную, электронную.

Наиболее распространенным методом является световая (оптическая) микроскопия.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает самые разнообразные биологические микроскопы: МБИ-1, -2, -3, -4 (микроскоп биологический исследовательский), МБР (рабочий), люминесцентные микроскопы (МЛ-1, МЛ-2), электронные.

При микроскопировании изучают морфологию микроорганизмов, их тинкториальные свойства (отношение к красителям), а также структурные особенности (споры, капсулы), подвижность и др.

Микроскопия с фазово-контрастным устройством. С помощью фазово-контрастного устройства различия в фазе световых лучей при прохождении их через прозрачные объекты превращаются в амплитудные, в результате чего объекты становятся контрастными.

Метод фазового контраста позволяет увидеть прозрачные объекты более четко (контрастно), но не увеличивает разрешающей способности микроскопа (рис.3). Основная ценность этого метода состоит в том, что он дает возможность наблюдать живые объекты без их фиксации и окрашивания.

Рис. 3. Фазово-контрастное устройство: А – общий вид; Б – принципиальная схема работы фазово-контрастного микроскопа

Рис. 4. Микроскопия в темном поле: А – внешний вид темнопольного конденсора ОИ-13; Б – принципиальная схема светового микроскопа с темнопольным конденсором

Фазово-контрастное устройство представляет собой приставку к микроскопу и состоит из специальных фазовых объективов, дающих различное увеличение, конденсора с набором кольцевых диафрагм, каждая из которых соответствует определенному объективу, и вспомогательного микроскопа. Все фазовые объективы имеют на оправе букву «Ф».

Микроскопия в темном поле. Микроскопия в темном поле основана на освещении объекта косыми лучами света (рис. 4). Лучи не попадают в объектив и остаются невидимыми для глаза, поэтому поле зрения выглядит совершенно черным. Если препарат содержит микроорганизмы, то косые лучи в определенной степени отражаются от их поверхности и, отклоняясь от своего первоначального направления, попадают в объектив. В этом случае на интенсивно черном поле видны ослепительно яркие светящиеся объекты. Такое освещение достигается применением специального темнопольного конденсора, имеющего затемненную среднюю часть. Поэтому центральные лучи света, идущие от зеркала, задерживаются, а в плоскость препарата попадают только боковые лучи, отраженные от зеркальных поверхностей, расположенных внутри конденсора.

При микроскопировании в темном поле можно увидеть объекты за пределами видимости обычного микроскопа. Однако наблюдение объектов в темном поле позволяет различить только их контуры и не дает возможности рассмотреть внутреннее строение.

Люминесцентная микроскопия. Люминесцентный микроскоп состоит из сильного источника ультрафиолетового света, светофильтров и биологического микроскопа (рис. 5) Между источником света и зеркалом микроскопа устанавливается сине-фиолетовый фильтр. Лучи света с короткой волной, попадая на препарат, возбуждают в нем свечение. На окуляр микроскопа ставят желтый фильтр, который отсекает сине-фиолетовые лучи и пропускает длинноволновые лучи, видимые глазом. В люминесцентной микроскопии большое значение имеет иммунофлюоресцентный метод с использованием специфических люминесцентных сывороток.

Рис. 5. Люминесцентный микроскоп МЛ-2:

а – общий вид; б – схема: 1 – основание микроскопа; 2 – тубусодержатель; 3 – предметный столик; 4 – кронштейн с конденсором; 5 – электропульт ПРЛ-5; 6 – рукоятка полевой диафрагмы; 7 – рукоятка для переключения освещения; 8 – револьверный диск с «запирающими» светофильтрами; 9 – рукоятка включения ахроматической линзы; 10 – револьвер объективов; 11 – светофильтры в оправах; 12 – винты для центровки лампы; 13 – рукоятка перемещения коллектора; 14 – рукоятка полевой диафрагмы; 15 – крышка гнезда светофильтров; 16 – винты для центрировки полевой диафрагмы; 17 – макрометрический винт; 18 – микрометрический винт; 19 – оправа коллектора; 20 – коробка с механизмами грубого и тонкого перемещения препарата; 21 – винт для крепления насадки;

22 – винты для центрировки полевой диафрагмы; 23 – бинокулярная насадка; 24 – рукоятка тормоза грубого движения; 25 – рукоятка для переключения освещения; 26 – рукоятка для перемещения препарата в горизонтальной плоскости; 27 – защитная втулка: 28 – корпус ртутной лампы; 29 – кювета с дистиллированной водой

Их приготовление основано на способности некоторых флюорохромов, например изоцианат флюоресцеина, вступать в химическую связь с сывороточными белками без нарушения их иммунологической специфичности.

При прямом иммунофлюоресцентном методе Кунса специфические антитела, связавшиеся с микробными антигенами, образуют комплексы, которые светятся при люминесцентной микроскопии препаратов. При непрямом методе вначале антиген обрабатывают гомологичными нефлюоресцирующими антителами, образуется комплекс антиген — антитело, для обнаружения которого применяют флюоресцирующую антивидовую сыворотку, соответствующую виду животного продуцента гомологичных антител. Антивидовые сыворотки получают, иммунизируя животных глобулинами животных тех видов, которые служат продуцентами антимикробных антител.

Электронная микроскопия. Электронная микроскопия делает возможным наблюдение объектов, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности светового микроскопа (0,2 мкм). Электронный микроскоп применяется для изучения вирусов, тонкого строения различных микроорганизмов, макромолекулярных структур и других субмикроскопических объектов.

В электронных микроскопах световые лучи заменяет поток электронов, имеющий при определенных ускорениях длину волны около 0,005 нм, т.

е. почти в 100 000 раз короче длины волны видимого света. Высокая разрешающая способность электронного микроскопа, практически составляющая 0,1-0,2 нм, позволяет получить общее полезное увеличение до 1 000 000 раз (рис. 6).

Наряду с приборами «просвечивающего» типа, используют «сканирующие» электронные микроскопы, обеспечивающие рельефное изображение поверхности объекта. Разрешающая способность этих приборов значительно ниже, чем у электронных микроскопов «просвечивающего» типа.

Рис. 6. Электронный микроскоп: А — внешний вид; Б — принципиальная схема электронного микроскопа

Задания для самостоятельной работы

1. Изучить устройство микроскопа, освоить правила работы с ним.

2. Провести просмотр готовых окрашенных препаратов-мазков. Микроскопическую картину зарисовать.

3. В ходе работы уяснить значение конденсора, диафрагмы и других оптических частей микроскопа.

С этой целью провести микроскопию: а) без конденсора и с опущенным конденсором с использованием объективов х8, х40, х90 и окуляров х7, х10, х15; б) с прикрытой диафрагмой.

Вопросы для самоподготовки и контроля знаний

1. Иммерсионный масляный объектив от других объективов отличается: А. Черной полосой.

Б. Белой полосой.

В. Цифрой х90.

Г. Цифрой х40.

2. При микроскопии окрашенного препарата, приготовленного из культуры стафилококка, диаметр которого 1 мкм, получено изображение диаметром 0,9 мм. Определить, при каком сочетании объектива и окуляра проводилась микроскопия?

А. х90 и х7.

Б. х90 и х10.

В. х90 и х15.

Г. х40 и х15.

3. При микроскопии окрашенного препарата, приготовленного из культуры кишечной палочки, истинная длина которой 5 мкм, получено изображение палочки длиной около 4,5 мм.

Определить, при каком сочетании объектива и окуляра проводилась микроскопия?

А. х90 и х7.

Б. х90 и х10.

В. х90 и х15.

Г. х40 и х15.

4. При микроскопии препарата с объективом х90 и окуляром х10 получено нерезкое изображение.

Найти ошибку, которая была допущена при проведении микроскопии.

А. Конденсор не поднят до конца.

Б. Микроскопия проводится без масла.

В. Использовано вогнутое зеркало.

5. При микроскопии препарата с использованием объектива х90 и окуляра х10 выявлена слабая освещенность поля зрения.

Ваши действия по устранению этого недостатка:

А. Поднять конденсор до уровня предметного столика.

Б. Проверить и открыть диафрагму конденсора.

В. Нанести на препарат иммерсионное масло.

6. Размеры бактерии измеряются в микрометрах (мкм), один мкм составляет:

А. 1/10 мм.

Б. 1/100 мм.

В. 1/1000 мм.

7. Структурные образования бактериальной клетки измеряются нанометрах (нм), один нм составляет:

А. 1/10 мкм.

Б. 1/100 мкм.

В. 1/1000 мкм.

8. Завершив микроскопию с использованием иммерсионной системы, необходимо сделать:

А. Поднять макровинтом тубус из масла и убрать препарат.

Б. Убрать препарат, поднять тубус микроскопа макровинтом.

9. После работы с микроскопом с использованием иммерсионной системы необходимо сделать:

А. Макровинтом поднять тубус, убрать препарат, салфеткой снять с объектива масло, поставить объектив х8, подложить салфетку под объектив, опустить тубус и конденсор.

Б. Убрать препарат, макровинтом поднять тубус, снять с объектива масло, поставить объектив х8, подложить салфетку под объектив, опустить тубус и конденсор.

В. Макровинтом поднять тубус, убрать препарат, поставить объектив х8, подложить салфетку под объектив, опустить тубус и конденсор.

10. При микроскопии препарата с иммерсионным объективом допущена ошибка, которая привела к получению нерезкого изображения. Найдите способ исправления ошибки.

А. Нанести на препарат иммерсионное масло.

Б. Вращать макровинт.

В. Вращать микровинт на полоборота в ту или иную сторону.

11. Установлено, что стафилококки при микроскопировании имеют диаметр, равный 1,35 мм, в действительности этот микроорганизм имеет диаметр, равный 1 мкм. Определите, при каком сочетании объектива и окуляра проводилась микроскопия?

А. Объектив х40, окуляр х15.

Б. Объектив х90, окуляр х7.

В. Объектив х90, окуляр х10.

Г. Объектив х90, окуляр х15.

12. Конденсор микроскопа предназначен для:

А. Уменьшения светового потока.

Б. Фокусирования световых лучей на плоскости рассматриваемого объекта.

В. Увеличения изображения объекта.

13. Микровинт микроскопа предназначен для:

А. Фокусировки при работе с объективом х40.

Б. Фокусировки при работе с объективом х90.

В. Перемещения препарата при микроскопии при работе с объективом х90.

14. При работе с микроскопом при увеличении х90 микровинт не вращается. Ваши действия по восстановлению работы микровинта:

А. Микровинт вращать в обратную сторону, добиваясь положения белой точки на середине между двумя белыми линиями.

Б. Поднять макровинтом объектив х90 из масла, вращая микровинт в обратную сторону, добиться положения белой точки на середине между двумя белыми линиями.

В. Обратиться за помощью к преподавателю.

5 разных типов микроскопов и их применение

Как и многие другие технологические устройства, микроскопы имеют очень долгую историю. Самые ранние микроскопы содержали простое увеличительное стекло с малой мощностью (до 10 раз). Их использовали для наблюдения за маленькими насекомыми, такими как блохи.

Ранние версии оптических микроскопов были разработаны в конце 15 века. Хотя изобретатель неизвестен, за эти годы было сделано несколько заявлений. Использование микроскопов для исследования органических тканей появилось только в 1644 году.

Сегодня у нас есть микроскопы, которые могут обеспечить разрешение в 50 пикометров с увеличением до 50 миллионов раз, что достаточно для наблюдения ультраструктуры различных неорганических и биологических образцов.

Современные микроскопы можно классифицировать по-разному. Один из способов сгруппировать их — это способ их взаимодействия с образцами для создания изображений. Основываясь на том же факторе, мы перечислили 5 основных типов микроскопов и их использование.

1. Оптические микроскопы

Оптические микроскопы являются наиболее распространенными микроскопами, которые используют свет, чтобы пройти через образец для генерации изображений. Они могут иметь очень простую конструкцию, хотя сложные оптические микроскопы направлены на повышение разрешения и контрастности образца.

В дальнейшем их можно подразделить на два типа: простые и сложные микроскопы. Простой микроскоп использует одну линзу (например, увеличительное стекло) для увеличения, в то время как сложные микроскопы используют несколько линз для увеличения образца.

Они часто оснащены цифровой камерой, поэтому образец можно наблюдать с помощью компьютера. Это позволяет провести глубокий анализ микроскопического изображения.

Оптические микроскопы могут обеспечивать увеличение до 1250 раз с теоретическим пределом разрешения 0,250 микрометров. Тем не менее развитие сверхразрешенной флуоресцентной микроскопии в последнее десятилетие привело оптическую микроскопию в наноразмерность.

Варианты оптического микроскопа

1. Стереомикроскоп: предназначен для наблюдения образцов в 3D при небольшом увеличении.
2. Сравнительный микроскоп: используется для исследования бок о бок образцов.
3. Поляризационный микроскоп: используется в оптической минералогии и петрологии для выявления минералов и горных пород в тонких срезах.
4. Двухфотонный микроскоп: позволяет получать изображения живых тканей глубиной до 1 мм.
5. Инвертированный микроскоп: исследует образец снизу; обычно используется для металлографии и клеточных культур в жидкости.
6. Эпифлуоресцентный микроскоп: разработан для анализа образцов, содержащих флуорофоры.

Применение

Основные оптические микроскопы часто встречаются в классах и дома. Сложные широко используются в фармацевтических исследованиях, микробиологии, микроэлектронике, нанофизике и минералогии.

Они часто используются для исследования тканей с целью изучения проявлений заболеваний. В клинической медицине исследование биопсии или хирургического образца относится к гистопатологии.

2. Электронные микроскопы

Электронный микроскоп использует пучок ускоренных электронов для получения изображения образца. Точно так же, как оптические микроскопы используют стеклянные линзы, электронные микроскопы используют фасонные магнитные поля для создания систем электронно-оптических линз.

Поскольку длина волны электрона может быть намного короче, чем у фотонов, электронные микроскопы имеют более высокую разрешающую способность и увеличение, чем обычные оптические микроскопы. Они могут выявить структуры объектов размером с пикометр.

Первый электронный микроскоп, который превысил разрешение, достигнутое с помощью оптического микроскопа, был разработан немецким физиком Эрнстом Руской в ​​1933 году. С тех пор были сделаны многочисленные улучшения для дальнейшего улучшения увеличения и разрешения микроскопа.

Современные электронные микроскопы способны увеличивать образцы до 2000000 раз, однако они все еще полагаются на прототип Руска (разработанный в 1931 году) и его связь между разрешением и длиной волны.

Электронные микроскопы имеют некоторые ограничения: они дороги в изготовлении, обслуживании и должны быть размещены в стабильных средах, таких как системы подавления магнитного поля. Также объекты должны просматриваться в вакууме.

Современный просвечивающий электронный микроскоп | Предоставлено: Дэвид Морган из Кембриджа, Великобритания.

Два основных типа электронного микроскопа

1. Просвечивающий электронный микроскоп: используется для наблюдения за тонкими образцами, через которые могут проходить электроны, создавая проекционное изображение. Он может захватывать мелкие детали размером с колонку атомов.

В этом случае образец обычно представляет собой очень тонкий срез (<100 нанометров), и изображение создается в результате взаимодействия образца с электронами при прохождении пучка через образец.

Современные аппаратные корректоры могут помочь этому микроскопу достичь высокого разрешения в 50 пикометров с увеличением, превышающим 50 000 000 раз.

2. Сканирующий электронный микроскоп: генерирует изображения образца путем сканирования его поверхности сфокусированным пучком электронов. Электроны взаимодействуют с атомами в образце и генерируют сигналы, которые содержат данные о составе образца и топографии поверхности.

Поскольку этот тип микроскопии отображает только поверхность (не внутреннюю часть) образцов, он обеспечивает низкое разрешение изображения по сравнению с просвечивающей электронной микроскопией. Тем не менее он может генерировать хорошее качество трехмерных изображений поверхности образца.

Вещи, которые вы можете наблюдать с помощью сканирующего электронного микроскопа, включают элементы на головке булавки, волосковые клетки внутреннего уха человека и поверхность глаза мухи.

Применение

Электронные микроскопы широко используются для изучения ультраструктуры различных неорганических и биологических образцов, таких как металлы, кристаллы, образцы биопсии, крупные молекулы, клетки и микроорганизмы.

Современные электронные микроскопы оснащены специальными цифровыми камерами и фрейм-грабберами для записи структуры образца и создания электронных микрофотографий.

Они часто используются в промышленных целях (для помощи в процессе производства) и в криминалистике (для предоставления доказательств в преступных и юридических целях).

3. Сканирующий зондовый микроскоп

Сканирующая зондовая микроскопия была открыта в 1981 году для изображения поверхности образца на атомном уровне. Он использует физический зонд для сканирования образца и формирования сильно увеличенных изображений.

Исходя из цели исследования, в сканирующей зондовой микроскопии используются разные методы.

Например, прибор может быть установлен в «режим постукивания», при котором кантилевер колеблется так, что наконечник периодически касается поверхности образца. Это в основном используется для изучения образцов с мягкими поверхностями.

В другом способе микроскоп может быть установлен в «режим контакта», при котором между острием кантилевера и поверхностью образца прикладывается постоянная сила. Этот режим быстро создает изображения поверхности.

В отличие от методов электронной микроскопии, образцы не требуют помещения в определенную вакуумную среду. Вместо этого они могут отображаться на воздухе при комнатном давлении и температуре или внутри жидкого реакционного сосуда. Однако, они часто не полезны для анализировать жидкост-жидкостные или твердотельные интерфейсы.

Современный сканирующий зондовый микроскоп

Распространенные типы сканирующих зондовых микроскопов

А) Атомно-силовой микроскоп: имеет разрешение порядка долей нанометра, что позволяет получать изображения практически любого типа поверхности, включая стекло, полимеры и биологические образцы.

B) Сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля: может достигать производительности пространственного разрешения сверх классического дифракционного предела. Он может быть использован для изучения всех проводящих, непроводящих и прозрачных образцов.

C) Сканирующие туннельные микроскопы: могут достигать бокового разрешения 0,1 нм и глубины 0,01 нм. Образцы могут быть отображены в экстремальных условиях, при температурах от почти абсолютного нуля до более 1000 ° C.

Кроме того, сканирующий туннельный микроскоп был первым микроскопом, который использовал квантовые концепции , которые проложили путь к развитию квантового микроскопа запутывания и фотоионизационного микроскопа.

Применение

Сканирующие зондовые микроскопы используются в широком спектре естественных наук, включая медицину, клеточную и молекулярную биологию, физику твердого тела, химию полимеров и полупроводниковую науку и технику.

Например, в молекулярной биологии этот метод микроскопии используется для анализа структуры и механических характеристик белковых комплексов и сборок. В клеточной биологии он используется для определения взаимодействия между определенными клетками и различения нормальных клеток и раковых клеток на основе твердости клеток.

В физике твердого тела он используется для изучения взаимодействия между соседними атомами и изменений в расположении атомов посредством атомных манипуляций.

4. Сканирующие акустические микроскопы

Сканирующий акустический микроскоп измеряет изменения акустического импеданса с помощью звуковых волн. Он в основном используется для неразрушающей оценки, анализа отказов и выявления дефектов в недрах материалов, в том числе обнаруженных в интегральных микросхемах.

Этот тип микроскопа был впервые разработан в 1974 году в микроволновой лаборатории Стэнфордского университета. С тех пор были сделаны многочисленные улучшения для повышения его точности и разрешения.

Микроскоп непосредственно фокусирует звук от датчика в маленькой точке на образце. Звук, падающий на объекты, либо поглощается, либо рассеивается под разными углами. Эти рассеянные импульсы, распространяющиеся в определенном направлении, дают полезную информацию об образце.

Разрешение образца изображения либо ограничено шириной звукового луча (зависит от частоты звука), либо физическим разрешением сканирования.

В отличие от обычных оптических микроскопов, которые позволяют наблюдать поверхность образца, акустические микроскопы фокусируются на определенной точке и получают изображения из более глубоких слоев. Кроме того, они обеспечивают более точные результаты и увеличивают объём данных, сохраняя при этом целостность образца.

Сканирующий акустический микроскоп Sonix HS 1000

Применение

Многие компании используют этот тип микроскопии в аналитических лабораториях для определения качества своих электронных компонентов. Производители также используют его для контроля качества, квалификации поставщиков, тестирования надежности продукции, а также для исследований и разработок.

В биологии эти микроскопы предоставляют полезные данные о физических силах, удерживающих структуры в определенных формах, таких как эластичность клеток и тканей. Это чрезвычайно полезно при изучении процесса подвижности клеток (способность организма самостоятельно передвигаться, используя метаболическую энергию).

5. Рентгеновский микроскоп

Рентгеновские микроскопы генерируют увеличенные изображения объектов, используя электромагнитное излучение в мягком луче. Они способны выдавать 3D-изображение компьютерной томографии относительно больших образцов с высоким разрешением.

Для идентификации рентгеновских лучей, проходящих через образец, используется детектор с зарядовой связью. Поскольку рентгеновские лучи легко проникают сквозь вещество, микроскопы этого типа могут отображать внутреннюю часть образцов, непрозрачных для видимого света.

Современные рентгеновские микроскопы позволяют наблюдать различные образцы, в том числе те, которые имеют низкий контраст поглощения и более плотный материал, например керамические композиты. Чтобы достичь этого, микроскоп изменяет длину волны рентгеновского излучения, что увеличивает контраст или проникновение.

Его разрешение лежит между оптической микроскопией и электронной микроскопией. В отличие от традиционных электронных микроскопов, рентгеновские микроскопы могут отображать толстые биологические материалы в их естественном состоянии.

Рентгеновский микроскоп ZEISS Xradia 510 Versa

Применение

Рентгеновская микроскопия оказалась чрезвычайно полезной в области медицины и материаловедения. Он был использован для анализа структуры различных тканей и образцов биопсии.

В области материаловедения рентгеновские микроскопы могут определять структуру кристалла вплоть до размещения отдельных атомов внутри его молекул. Он также обеспечивает неразрушающий, неинвазивный метод поиска дефектов в трех измерениях.

Световые микроскопы и их виды

Световой микроскоп – это оптический прибор, позволяющий получить увеличенное изображение трудноразличимых невооруженным глазом или вообще невидимых объектов (либо деталей их структуры). В общем случае микроскоп состоит из штатива, предметного столика и подвижного тубуса с окуляром и объективом. Современные приборы оснащаются также специальной осветительной системой.

Микроскопы широко используются в самых разных отраслях промышленности, в области образования и науки, для проведения экспертиз. В зависимости от своего предназначения и конструктивных особенностей световые микроскопы подразделяются на металлографические, биологические, криминалистические, люминесцентные, поляризационные, инвертированные, стереомикроскопы и моновидеомикроскопы.

Биологические микроскопы

Наиболее знакомы обывателю биологические микроскопы. Их также называют лабораторными, медицинскими, микроскопами проходящего света и плоского поля. Их предназначение – изучение прозрачных и полупрозрачных объектов. Лабораторные микроскопы особенно широко применяются в различных областях биологии (ботанике, микробиологии, цитологии) и медицины, а также – в археологии, микроэлектронике, пищевой промышленности, геологии и т. д. Подобные устройства могут оснащаться или дополнительно комплектоваться специальными аксессуарами, насадками, светофильтрами, наборами объективов и окуляров, цифровыми фото- и видеокамерами.

Люминесцентные микроскопы

При работе люминесцентных микроскопов используются свойства флюоресцентного излучения, то есть способность некоторых объектов и красителей испускать свечение при облучении их ультрафиолетом или другими коротковолновыми лучами света.

Люминесцентный микроскоп снабжен мощным источником освещения с большой поверхностной яркостью, максимум излучения которого находится в коротковолновой области видимого спектра, системой светофильтров, а также интерференционной светоделительной пластинкой, применяемой при возбуждении люминесценции падающим светом. В современных люминесцентных микроскопах применяются специальные флюоресцирующие или ферментные метки, за счет чего удалось существенно уменьшить размеры оборудования. Подобные приборы особенно эффективны при исследованиях крови, клеток костного мозга, антигенных анализах.

Стереомикроскопы

Стереомикроскопы позволяют получать объемное изображение исследуемого объекта за счет наличия у него не одного, а сразу двух объективов, расположенных под углом. Стереомикроскопы обладают существенно большей глубиной резкости по сравнению с обычными микроскопами плоского поля. За счет наличия таких свойств подобные устройства могут эффективно использоваться в ряде областей промышленности, к примеру – в ювелирном деле. Помимо стандартных стереомикроскопов, получили распространение и цифровые модели.

Криминалистические микроскопы 

Криминалистические микроскопы предназначены для одновременного сравнительного анализа двух объектов. Подобные экспертизы позволяют выявить идентичность таких предметов, как волосы, гильзы, пули, волокна, нитки, ткани и пр. Для исключения возможных ошибок сегодня широко применяется дополнительное цифровое оборудование и программное обеспечение. Криминалистические микроскопы могут использоваться в комплексе с фото- и видеокамерами и персональными компьютерами.

Металлографические микроскопы

Металлографические микроскопы предназначены для изучения структуры поверхности непрозрачных материалов, в первую очередь металлов и сплавов. Подобные исследования производятся в отраженном свете. Для получения желаемого эффекта используются специальные системы линз и зеркал. Металлографические микроскопы по своей конструкции могут быть прямыми или инвертированными, а также портативными. Наиболее эффективными являются современные цифровые модели, позволяющие производить максимально точные исследования поверхности изучаемых объектов. Подобные приборы применяются в металлургии, машиностроении, археологии, геологии и т.д.

Поляризационные микроскопы

Поляризационные микроскопы относятся к наиболее сложным в технологическом плане типам оптического оборудования. Они используются для исследования материалов, обладающих нестандартными (анизотропными) оптико-кристаллическими свойствами. В процессе работы формируется поляризованный световой поток, который облучает изучаемый образец. Поляризованные микроскопы наиболее широко применяются в минералогии, кристаллографии, петрографии, а также при проведении гематологических, гистологических и других медицинских и микробиологических исследований.

Инвертированные микроскопы

Инвертированные микроскопы отличаются тем, что их объективы находятся под исследуемым предметом. Это позволяет работать с достаточно большими по своему объему объектами, а также использовать специальную лабораторную посуду и инструменты. При этом инвертированные микроскопы могут быть биологическими, люминесцентными, металлографическими и пр. Подобные приборы широко используются при различных научных и лабораторных исследованиях в микробиологии, медицине, машиностроении, микроэлектронике и т.д.

Моновидеомикроскопы 

Моновидеомикроскопы предназначены для получения видеоизображения наблюдаемых объектов с возможностью вывода на экран, записи и последующего анализа информации. При этом конструктивно устройство является объективом для камеры. Для эффективной работы моновидеомикроскопы можно дополнительно комплектовать необходимыми аксессуарами (предметными столами, линзами, фильтрами, осветителями, адаптерами).

типов микроскопов — New York Microscope Company

Опубликовано Фредом Кенигом на 20 ноября 2020 г.

Микроскопы бывают разных размеров, стилей и типов, чтобы соответствовать всем многочисленным применениям, которые у нас есть. В зависимости от того, что происходит, требуются различные технологии, уровни качества, результаты просмотра и физические настройки. смотрели и по какой причине.

Вот полный список всех типов микроскопов:

Стереомикроскопы

Стереомикроскопы названы так потому, что в них используется более одного окуляра, что позволяет зрителю воспользоваться преимуществами нашего естественное стереозрение — видение вещей в 3D.

Стереомикроскопы обычно не увеличивают объекты в той же степени, что и составные микроскопы. такой же уровень качества, но у них есть преимущество в большем рабочем расстоянии, что позволяет наблюдать за больше объектов без необходимости нарезки образца для просмотра. Увеличение обычно составляет от 10 до 40 крат. Этот меньший уровень увеличения в сочетании с большим полем зрения и рабочим расстоянием позволяет гораздо больше манипулирование объектом наблюдения. Для непрозрачных объектов, как проходящих, так и отраженных используется подсветка (свет из-за объекта и над ним соответственно), что позволяет улучшить 3D просмотр.

По этим причинам стереомикроскопы часто используются для изготовления таких вещей, как печатные платы. проекты disdiv, а также ботанические наблюдения и исследования. Отличные вещи для просмотра под стереомикроскопом включают монеты, цветы, насекомых и части растений.

Подробнее о том, что такое стерео микроскоп здесь .

Составные микроскопы

А сложный микроскоп (иногда его называют «биологическим микроскопом», хотя технически он может включать в себя стерео микроскопы) использует один окуляр и несколько «объективов» на вращающемся кольце, что позволяет переключение с одного на другое для увеличения мощности увеличения. Их часто можно увидеть в школах, особенно на более высоких уровнях, и широко используются в медицинских исследованиях и других областях, где высокая степень оптический требуется увеличение.

Образцы для просмотра должны быть сначала подготовлены на предметном стекле, часто с покровным стеклом, чтобы сгладить образец. а также держите его на месте. Подготовленные слайды часто доступны для использования учащимися с постоянно встроенными образцами. между слоями.

Обычно просматриваемые образцы включают кровь и другие клетки человека и животных (включая клетки щеки), паразиты, бактерии, водоросли и тонкие деления других тканей и органов. голым их вообще не видно глаза, и поэтому являются отличными кандидатами для наблюдения под сложным микроскопом.

Составные микроскопы чаще всего способны увеличивать в диапазоне от 40x до 100x, 400x и иногда вверх до 1000х. Выше этого разрешение резко падает, несмотря на заявления о более высоком увеличении.

Подробнее о что за составной микроскоп здесь .

Инвертированные микроскопы

Перевернутый микроскопы бывают двух распространенных типов: биологические инвертированные микроскопы и металлургические инвертированные микроскопы. микроскопы.

Биологические инвертированные микроскопы обычно могут увеличивать от 40 до 100 раз, а иногда и до 200 раз. или же 400x. Они полезны при наблюдении за живыми образцами в чашках Петри на плоском предметном столике. объектив расположен под сценой. Они обычно используются в промышленности и исследованиях invitro. оплодотворение, визуализация живых клеток, биология развития и клеточная биология, неврология и микробиология.

Металлургические инвертированные микроскопы широко используются, как следует из названия, в металлургии. промышленность и исследования. Они используются для поиска дефектов и трещин в металлических предметах и ​​поверхностях. Гладкая, полированная Образцы, которые обычно называют «шайбами», размещаются на столике, и просмотр происходит через задача размещается под ним.

Металлургические микроскопы

Эти мощные микроскопы предназначены для наблюдения за непрозрачными образцами — образцами, которые не пропускают свет. разрешать свет проходит через них. Отраженный свет освещал образец, который затем увеличивали от 50x до 100-кратный, 200-кратный, а иногда и 500-кратный реальный размер. Это позволяет наблюдателям обнаруживать трещины микронного уровня в металлы и краска, и размер зерен вещества.

Металлургический микроскопы широко используются в аэрокосмической промышленности, в автомобилестроении и в любой отрасли, занимается металлами, стеклом, композитами, кристаллами, полимерами и керамикой.

Поляризационные микроскопы

поляризация микроскопы используйте световые манипуляции, чтобы увеличить степень контраста между различными структурами и плотности под увеличением. Они используют как проходящий, так и/или отраженный свет, отфильтрованный фильтром. поляризатор и контролируется анализатором, чтобы выделить различия в текстуре, плотности и цвете образца поверхность. Поэтому они отлично подходят для просмотра двулучепреломляющих материалов.

Поляризационные микроскопы широко используются в геологии, петрологии, химии и многих других подобных областях. отрасли.

Цифровой микроскоп

Переход от мира оптических микроскопов к взрыву новых изображений, доступных благодаря использованию из цифровой микроскопы , теперь мы можем видеть структуры, которые меньше длины волны, видимой человеку. глаз. Раньше их было невозможно увидеть, поскольку длины волн, которые мы можем видеть, просто слишком велики, чтобы их можно было увидеть. столкнуться с объектами в надежной и видимой частоте. Компьютеры изменили все это.

Цифровой микроскоп был изобретен в Японии в 1986 году. В некоторых современных моделях используется окуляр для просмотр, хотя компьютерный монитор более распространен. Программное обеспечение позволяет пользователю фокусироваться и записывать изображения (видео а также кадры) образца под наблюдением. Полученные файлы можно хранить, отправлять, обрабатывать и использовать в качестве Любые другой файл цифрового изображения.

Подробнее о что за цифровой микроскоп здесь .

Компьютерный USB-микроскоп

USB компьютерные микроскопы может быть использован практически на любом объекте, не требует подготовки образца и прост в использовании. По сути, это мощный макрообъектив (до 200x) на конце USB-кабеля. Оно имеет маленький глубины резкости, но это может быть очень весело и информативно, так как очень мощная цифровая лупа.

Карманный микроскоп

Еще один крошечный вариант для энтузиастов увеличения — это карман микроскоп . Это также используется некоторыми учеными для получения изображений с рук, особенно в условиях поле. Он может достигать уровней увеличения от 25x до 100x, и в настоящее время есть несколько цифровых моделей. на магазин.

Электронный микроскоп

Электронный микроскоп (ЭМ) является одним из самых мощных инструментов увеличения, доступных сегодня.

Просвечивающий электронный микроскоп, или ПЭМ, может отображать изображения образцов размером до 1 нанометра в поперечнике. Это используется в нанотехнологической промышленности, а также при анализе и производстве полупроводников.

Сканирующие электронные микроскопы или SEM примерно в 10 раз мощнее TEM. Они могут производить черный и белый и 3D изображения с высоким разрешением.

И ТЭМ, и РЭМ широко используются в биологии, химии, геммологии и металлургии, а также в других отраслях промышленности. требующий микроскопическая топология, морфология и подобные наблюдения.

Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ)

Сканирующий зондовый микроскоп, или СЗМ, стал стандартным инструментом анализа в исследованиях и промышленности в поля физики, биологии и химии.

Изображения рассматриваются как сильно увеличенные 3D-изображения в режиме реального времени — это аспект «сканирования». «Зондирование» аспект способность устройства исследовать поверхность и извлекать больше информации, чем при статическом наблюдении. позволяет.

Акустический микроскоп

Акустические микроскопы — это другой тип микроскопа на фундаментальном уровне. Вместо того, чтобы стремиться производить видимое изображение поверхности или предмета, акустические микроскопы стремятся найти дефекты, трещины и/или ошибки во время в производственный процесс.

Благодаря использованию высокочастотного ультразвука микроскоп очень эффективно обнаруживает внутриполостные особенности. Большинство Текущий форма его называется сканирующей акустической микроскопией (SAM). Внутренние структуры можно осмотреть без окрашивания или же разрушение сооружения или окружающего его объекта (если, конечно, подходящего размера). Точечная фокусировка технологии используется для сканирования и проникновения в образец, когда он погружен в воду, что устраняет необходимость повреждения Это.

Конфокальный микроскоп

Конфокальный микроскоп использует лазер для сканирования поверхностей. Лазеры не требуют сканирующих зеркал и могут производить данные, необходимые для создания отображаемого изображения на экране для детального анализа.

Простой микроскоп

Это первый известный нам вид микроскопа, изобретенный в 17 веке ученым по имени Энтони ван Левенгук. Он объединил выпуклую линзу и удерживающий механизм для образцов. Его результаты были очень скромными по по сегодняшним стандартам, конечно, с максимальным увеличением около 300x. Это было достаточно мощно, хотя, чтобы осветить много ранее неизвестной информации, такой как наличие эритроцитов различных формы, природа клеток в веществе и других биологических материалах. Это открыло новую область исследований для расширение способность человеческого глаза видеть дальше того, что он развил, чтобы видеть самостоятельно.

Эти микроскопы сейчас редко используются, так как добавление второго объектива — той части, которая меняет простую микроскоп в составной микроскоп — мы можем значительно увеличить силу увеличения без особых дополнительных стоимость или технологии.

Вам нужен новый микроскоп?

Здесь в Компания New York Microscope, у нас есть тысячи микроскопы для вас, чтобы купить онлайн сегодня, вы можете магазин наш ассортимент здесь сейчас .

Основные типы микроскопов | Основные микроскопы | Глоссарий микроскопа

В таблице ниже описаны основные типы микроскопов в категориях оптических, электронных и сканирующих зондов.

Тип	Описание
Цифровой микроскоп	Микроскопы, в которых используется камера и увеличительная оптика. Позволяет выводить живое изображение на монитор.
Бинокулярный стереоскопический микроскоп	Микроскоп, позволяющий легко наблюдать трехмерные объекты при небольшом увеличении.
Микроскоп светлого поля	Типичный микроскоп, использующий проходящий свет для наблюдения за объектами с большим увеличением.
Поляризационный микроскоп	Микроскоп, который использует различные характеристики светопропускания материалов, таких как кристаллические структуры, для получения изображения.
Фазово-контрастный микроскоп	Микроскоп, визуализирующий мельчайшие неровности поверхности с помощью световой интерференции. Он обычно используется для наблюдения за живыми клетками без их окрашивания. Что такое фазово-контрастный микроскоп? В обычный биологический микроскоп трудно увидеть бесцветные прозрачные клетки, пока они живы. Фазово-контрастный микроскоп позволяет, используя две характеристики света, дифракцию и интерференцию, визуализировать образцы на основе различий яркости (контраста). Принцип Что касается периодических движений, таких как синусоидальные волны, фаза представляет собой часть волны, прошедшую относительно начала координат. Свет также является колебанием, и при прохождении через объект изменяется фаза между прошедшим светом (дифрагированный свет) и оставшимся светом (прямой свет). Даже если объект бесцветный и прозрачный, все равно происходит изменение фазы при прохождении через него света. Этот фазовый контраст преобразуется в разницу яркости для наблюдения за образцами. Характеристики Прозрачные клетки можно наблюдать, не окрашивая их, поскольку фазовый контраст может быть преобразован в разницу яркости. Поскольку нет необходимости окрашивать клетки, деление клеток и другие процессы можно наблюдать в живом состоянии. Структура Поскольку дифрагированный свет слишком слаб для нормального наблюдения глазом, фазовая пластинка расположена в фокусе света между линзой объектива и поверхностью изображения, так что изменяется только фаза прямого света. Это создает контраст на поверхности изображения. Особенности конструкции включают кольцевую апертуру вместо точечного отверстия в фокальной плоскости собирающей линзы и фазовую пластину в задней фокальной плоскости объектива.
Дифференциальный интерференционно-контрастный микроскоп	Этот микроскоп, похожий на фазово-контрастный, используется для наблюдения мелких неровностей поверхности, но с более высоким разрешением. Однако использование поляризованного света ограничивает разнообразие наблюдаемых контейнеров для образцов.
Флуоресцентный микроскоп	Биологический микроскоп, который наблюдает флуоресценцию, испускаемую образцами, с помощью специальных источников света, таких как ртутные лампы. В сочетании с дополнительным оборудованием светлопольные микроскопы также могут выполнять флуоресцентную визуализацию.
Флуоресцентный микроскоп полного внутреннего отражения	Флуоресцентный микроскоп, использующий затухающие волны для освещения только вблизи поверхности образца. Просматриваемая область обычно очень тонкая по сравнению с обычными микроскопами. Наблюдение возможно в молекулярных единицах из-за уменьшенного фонового света.
Лазерный микроскоп (лазерный сканирующий конфокальный микроскоп)	В этом микроскопе используются лазерные лучи для четкого наблюдения за толстыми образцами с разным фокусным расстоянием.
Микроскоп с многофотонным возбуждением	Использование лазеров с множественным возбуждением снижает повреждение клеток и позволяет наблюдать глубокие области с высоким разрешением. Этот тип микроскопа используется для наблюдения за нервными клетками и кровотоком в головном мозге.
Микроскоп со структурированным освещением	Микроскоп высокого разрешения с передовой технологией для преодоления ограниченного разрешения оптических микроскопов, вызванного дифракцией света. Что такое микроскоп со структурированным освещением? Тип микроскопа высокого разрешения, основанный на технологии, позволяющей преодолеть ограниченное разрешение оптических микроскопов, вызванное дифракционным пределом света. Принцип Традиционно разрешение оптических микроскопов было ограничено 200 нм или более из-за дифракционного предела света. Этот предел был преодолен с помощью разработанного в США микроскопа высокого разрешения, основанного на структурированном освещении. Микроскопия со структурированным освещением позволяет получать изображения с высоким разрешением за счет использования муарового эффекта сетки или другого узорчатого освещения (структурированное освещение) для захвата дифрагированного света, что невозможно в обычных оптических микроскопах. Характеристики Обеспечивает гораздо более высокое разрешение, чем обычные оптические микроскопы, примерно вдвое, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Возможность обработки нескольких захваченных изображений с высокой скоростью делает возможным визуализацию клеток в реальном времени. Структура Микроскопы со структурированным освещением не имеют новой структуры, но используют новый способ улавливания света. В частности, этот тип микроскопа основан на муаровых полосах, которые возникают в результате интерференции света, и предназначен для испускания определенного рисунка света (структурированное освещение) для создания муаровых эффектов. Поскольку изображения, полученные с помощью этой технологии, содержат подробную информацию об объекте, изображения с высоким разрешением могут быть составлены путем компьютерного анализа нескольких изображений.

Тип	Описание
Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) и т. д.	Эти микроскопы излучают электронные лучи, а не световые лучи, в направлении целей, чтобы увеличить их.

Тип	Описание
Атомно-силовой микроскоп (АСМ), сканирующий ближнепольный оптический микроскоп (СБОМ) и др.	Этот микроскоп сканирует поверхность образцов с помощью зонда, и это взаимодействие используется для измерения формы или свойств тонкой поверхности.

Тип	Описание
Рентгеновский микроскоп, ультразвуковой микроскоп и т. д.	—

В дополнение к вышеуказанным категориям оптические микроскопы можно классифицировать следующим образом:

Биологический микроскоп	При увеличении от 50x до 1500x в этом микроскопе используются нарезанные образцы, которые фиксируются на предметных стеклах для наблюдения.
Стереоскопический микроскоп (бинокулярный)	Бинокулярная система позволяет осуществлять трехмерное наблюдение за образцами, такими как насекомые или минералы, в их естественном состоянии без необходимости нарезки. Увеличение варьируется от 10 до 50 крат.

Прямой микроскоп	Наблюдает за целями сверху. Этот тип микроскопа используется для наблюдения образцов на предметных стеклах.
Инвертированный микроскоп	Наблюдает за целями снизу. Этот микроскоп используется для наблюдения, например, за клетками, пропитанными культурой в чашке.

Микроскоп — это оптический прибор, используемый для наблюдения за небольшими объектами путем их увеличения с помощью двух выпуклых линз. Оптические микроскопы, используемые для исследований, освещают образцы видимым или ультрафиолетовым светом. В зависимости от конструкции биологический микроскоп бывает прямым или перевернутым с увеличением от 10 до 1500 крат.

В зависимости от желаемого уровня увеличения используются различные типы микроскопов. Лупы или лупы используются для быстрого осмотра при малом увеличении; бинокулярные микроскопы используются для наблюдения от 10x до 50x, а прямые/инвертированные микроскопы используются для наблюдения от 50x до 1500x.

Увеличение	Инструмент	Пример
1x	Невооруженным глазом	Волосы (прибл. 0,1 мм)
Прибл. от 2х до 5х	Увеличительное стекло	Растение или насекомое
Прибл. от 10x до 20x	Стереоскопический микроскоп	Дафния и другие микроорганизмы
Прибл. 50x	Прямой/инвертированный микроскоп	Сложный глаз насекомого
Прибл. 100x	Прямой/инвертированный микроскоп	Парамеций
Прибл. 200x	Прямой/инвертированный микроскоп	Пыльца
Прибл. 400x	Прямой/инвертированный микроскоп	Эвглена
Прибл. от 800x до 1500x 90 120	Прямой/инвертированный микроскоп	Клетка или хромосома (прибл. 0,2 мкм)
Прибл. 2000x до 1000000x	Электронный микроскоп	Объекты размером от 1 мкм до 0,1 нм, такие как ДНК (2 нм)

1-кратное увеличение основано на точке, в которой человеческому глазу можно отчетливо увидеть соседний объект. Поскольку это расстояние составляет 250 мм (расстояние четкого зрения), размер, который можно наблюдать на этом расстоянии, указан как 1x.

• Основы микроскопов Основы конструкции и принцип работы микроскопов
• Основы микроскопов История микроскопов

ИНДЕКС

Типы микроскопов

Различные типы микроскопов доступны для использования в микробиологических лабораториях. Микроскопы имеют различные применения и модификации, которые способствуют их полезности.

Световой микроскоп. Обычный световой микроскоп, используемый в лаборатории, называется составным микроскопом , поскольку он содержит линзы двух типов, которые служат для увеличения объекта. Ближайшая к глазу линза называется окуляром , а ближайшая к объекту линза называется объективом . В основе большинства микроскопов лежит устройство, называемое конденсором , которое конденсирует световые лучи в сильный пучок. А 9Диафрагма 0417 , расположенная над конденсором, регулирует количество проходящего через него света. В световом микроскопе можно найти как грубую, так и точную настройку (рис. ).

Чтобы увеличить объект, свет проецируется через отверстие в предметном столике, где он падает на объект, а затем попадает в объектив. Образ создается, и этот образ становится объектом для окулярной линзы, которая повторно увеличивает изображение. Таким образом, общее увеличение возможное с помощью микроскопа представляет собой увеличение, достигаемое объективом, умноженное на увеличение, достигаемое линзой окуляра.

Составной световой микроскоп часто содержит четыре объектива : сканирующий объектив (4X), объектив с низким увеличением (10X), объектив с большим увеличением (40X) и иммерсионный объектив (100X). При использовании окулярной линзы с 10-кратным увеличением общее возможное увеличение составит 40 крат со сканирующей линзой, 100 крат с маломощной линзой, 400 крат с мощной линзой и 1000 крат с масляной иммерсионной линзой. Большинство микроскопов парфокальные. Этот термин означает, что микроскоп остается в фокусе при переключении с одного объектива на другой.

Способность ясно видеть под микроскопом два предмета как отдельные объекты называется разрешающей способностью микроскопа. Разрешение частично определяется длиной волны света, используемого для наблюдения. Видимый свет имеет длину волны около 550 нм, тогда как ультрафиолетовый свет имеет длину волны около 400 нм или меньше. Разрешение микроскопа увеличивается с уменьшением длины волны, поэтому ультрафиолетовый свет позволяет обнаруживать объекты, невидимые в видимом свете. Разрешающая способность объектива относится к размеру наименьшего объекта, который можно увидеть с помощью этого объектива. Разрешающая способность зависит от длины волны используемого света и числовой апертуры объектива. Числовая апертура (NA) относится к самому широкому конусу света, который может попасть в объектив; числовая апертура выгравирована на боковой стороне линзы объектива.

Чтобы пользователь мог четко видеть объекты, в линзу объектива должно попадать достаточное количество света. В современных микроскопах доступ к объективу не является проблемой для сканирующих, маломощных и мощных линз. Однако масляная иммерсионная линза чрезвычайно узкая, и большая часть света не попадает в нее. Поэтому объект виден плохо и без разрешения. Для увеличения разрешения с масляным иммерсионным объективом капля 9Иммерсионное масло 0417 помещают между линзой и предметным стеклом (рис. ). Иммерсионное масло обладает такой же светопреломляющей способностью (показатель преломления), что и предметное стекло, поэтому оно удерживает свет по прямой линии, когда он проходит через предметное стекло к маслу и далее к стеклу объектива. объектив. С увеличением количества света, попадающего в объектив, увеличивается разрешение объекта, и можно наблюдать такие маленькие объекты, как бактерии. Разрешение важно и в других видах микроскопии.

Прочие световые микроскопы. В дополнение к уже знакомому составному микроскопу микробиологи используют другие типы микроскопов для определенных целей. Эти микроскопы позволяют рассматривать объекты, которые невозможно увидеть с помощью светового микроскопа.

Альтернативным микроскопом является темнопольный микроскоп , который используется для наблюдения за живыми спирохетами, например вызывающими сифилис. Этот микроскоп содержит специальный конденсор, который рассеивает свет и заставляет его отражаться от образца под углом. На темном фоне виден светлый объект.

Вторым альтернативным микроскопом является фазово-контрастный микроскоп . Этот микроскоп также содержит специальные конденсоры, которые излучают свет «в противофазе» и заставляют его проходить через объект с разной скоростью. С помощью этого микроскопа можно четко увидеть живые неокрашенные организмы, а также внутренние части клеток, такие как митохондрии, лизосомы и тельца Гольджи.

Флуоресцентный микроскоп использует ультрафиолетовый свет в качестве источника света. Когда ультрафиолетовый свет попадает на объект, он возбуждает электроны объекта, и они испускают свет различных цветовых оттенков. Поскольку используется ультрафиолетовый свет, разрешение объекта увеличивается. Лабораторный метод, называемый методом флуоресцентных антител, использует флуоресцентные красители и антитела для идентификации неизвестных бактерий.

Электронная микроскопия. Источником энергии, используемым в электронном микроскопе , является пучок электронов. Поскольку луч имеет исключительно короткую длину волны, он попадает на большинство объектов на своем пути и значительно увеличивает разрешение микроскопа. С помощью этого прибора можно увидеть вирусы и некоторые крупные молекулы. Электроны путешествуют в вакууме, чтобы избежать контакта с отклоняющимися молекулами воздуха, а магниты фокусируют луч на объекте наблюдения. Изображение создается на мониторе и просматривается технологом.

Более традиционной формой электронного микроскопа является трансмиссионный электронный микроскоп (ПЭМ) . Для использования этого прибора ультратонкие срезы микроорганизмов или вирусов помещаются на проволочную сетку, а затем перед просмотром окрашиваются золотом или палладием. Плотно покрытые участки образца отклоняют электронный пучок, и на изображении проявляются как темные, так и светлые участки.

Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) — это электронный микроскоп более современной формы. Хотя этот микроскоп дает меньшее увеличение, чем ПЭМ, СЭМ позволяет получать трехмерные изображения микроорганизмов и других объектов. Используются целые объекты, применяется окрашивание золотом или палладием.

Рисунок 1

Световая микроскопия. (а) Важные части обычного светового микроскопа. (b) Как иммерсионное масло собирает больше света для использования в микроскопе .

Чтобы увеличить объект, свет проецируется через отверстие в предметном столике, где он падает на объект, а затем попадает в объектив. Образ создается, и этот образ становится объектом для окулярной линзы, которая повторно увеличивает изображение. Таким образом, общее увеличение  возможное с помощью микроскопа — это увеличение, достигаемое объективом, умноженное на увеличение, достигаемое линзой окуляра.

Составной световой микроскоп часто содержит четыре объектива: сканирующий объектив (4X), маломощный объектив (10X), мощный объектив (40X) и иммерсионный объектив (100X). При использовании окулярной линзы с 10-кратным увеличением общее возможное увеличение составит 40 крат со сканирующей линзой, 100 крат с маломощной линзой, 400 крат с мощной линзой и 1000 крат с масляной иммерсионной линзой. Большинство микроскопов парфокальный. Этот термин означает, что микроскоп остается в фокусе при переключении с одного объектива на другой.

Способность ясно видеть под микроскопом два предмета как отдельные объекты называется разрешающей способностью  микроскопа. Разрешение частично определяется длиной волны света, используемого для наблюдения. Видимый свет имеет длину волны около 550 нм, тогда как ультрафиолетовый свет имеет длину волны около 400 нм или меньше. Разрешение микроскопа увеличивается с уменьшением длины волны, поэтому ультрафиолетовый свет позволяет обнаруживать объекты, невидимые в видимом свете. разрешающая способность  объектива относится к размеру наименьшего объекта, который можно увидеть с помощью этого объектива. Разрешающая способность зависит от длины волны используемого света и числовой апертуры объектива. Числовая апертура (NA)  относится к самому широкому конусу света, который может попасть в объектив; числовая апертура выгравирована на боковой стороне линзы объектива.

Чтобы пользователь мог четко видеть объекты, в линзу объектива должно попадать достаточное количество света. В современных микроскопах доступ к объективу не является проблемой для сканирующих, маломощных и мощных объективов. Однако линза с масляной иммерсией чрезвычайно узкая, и большая часть света не попадает в нее. Поэтому объект виден плохо и без разрешения. Для увеличения разрешения с масляным иммерсионным объективом капля 9Иммерсионное масло 0417 помещают между линзой и предметным стеклом (рис. 1). Иммерсионное масло обладает такой же светопреломляющей способностью (показатель преломления), что и предметное стекло, поэтому оно удерживает свет по прямой линии, когда он проходит через предметное стекло к маслу и далее к стеклу объектива. объектив. С увеличением количества света, попадающего в объектив, увеличивается разрешение объекта, и можно наблюдать такие маленькие объекты, как бактерии. Разрешение важно и в других видах микроскопии.

Прочие световые микроскопы.  Помимо знакомого составного микроскопа, микробиологи используют другие типы микроскопов для определенных целей. Эти микроскопы позволяют рассматривать объекты, которые невозможно увидеть с помощью светового микроскопа.

Альтернативным микроскопом является темнопольный микроскоп , который используется для наблюдения за живыми спирохетами, например вызывающими сифилис. Этот микроскоп содержит специальный конденсор, который рассеивает свет и заставляет его отражаться от образца под углом. На темном фоне виден светлый объект.

Вторым альтернативным микроскопом является фазово-контрастный микроскоп .  В этом микроскопе также есть специальные конденсоры, которые излучают свет «в противофазе» и заставляют его проходить через объект с разной скоростью. С помощью этого микроскопа можно четко увидеть живые неокрашенные организмы, а также внутренние части клеток, такие как митохондрии, лизосомы и тельца Гольджи.

Флуоресцентный микроскоп использует ультрафиолетовый свет в качестве источника света. Когда ультрафиолетовый свет попадает на объект, он возбуждает электроны объекта, и они испускают свет различных цветовых оттенков. Поскольку используется ультрафиолетовый свет, разрешение объекта увеличивается. Лабораторный метод, называемый методом флуоресцентных антител, использует флуоресцентные красители и антитела для идентификации неизвестных бактерий.

Электронная микроскопия.  Источником энергии, используемым в электронном микроскопе  , является пучок электронов. Поскольку луч имеет исключительно короткую длину волны, он попадает на большинство объектов на своем пути и значительно увеличивает разрешение микроскопа. С помощью этого прибора можно увидеть вирусы и некоторые крупные молекулы.