Типы микроскопов: классификация и применение в научных исследованиях

Какие бывают основные типы микроскопов. Чем отличаются оптические и электронные микроскопы. Для каких исследований используются различные виды микроскопов. Каковы преимущества и недостатки разных типов микроскопов.

Классификация микроскопов по принципу работы

Микроскопы можно разделить на две большие категории по принципу их работы:

• Оптические (световые) микроскопы — используют видимый свет и систему линз для получения увеличенного изображения
• Электронные микроскопы — используют пучок электронов вместо света для формирования изображения

Каждая из этих категорий включает несколько разновидностей микроскопов, отличающихся конструкцией и возможностями. Рассмотрим основные типы микроскопов подробнее.

Оптические микроскопы

Оптические микроскопы используют видимый свет и систему линз для получения увеличенного изображения образца. Это наиболее распространенный и доступный тип микроскопов. Основные виды оптических микроскопов:

Световой микроскоп

Стандартный световой микроскоп — самый простой и распространенный тип. Он позволяет получать увеличение до 1000-2000 крат. Используется для наблюдения окрашенных препаратов клеток и тканей.

Стереомикроскоп

Обеспечивает трехмерное изображение образца при относительно небольшом увеличении (до 100 крат). Применяется для изучения поверхностей и объемных образцов.

Флуоресцентный микроскоп

Использует явление флуоресценции для получения контрастных изображений. Позволяет наблюдать специфически окрашенные структуры клеток и тканей.

Конфокальный микроскоп

Обеспечивает получение четких изображений с высоким разрешением за счет сканирования образца точечным лазерным лучом. Применяется для 3D-визуализации биологических объектов.

Электронные микроскопы

Электронные микроскопы используют пучок электронов вместо света для формирования изображения. Это позволяет достичь гораздо большего увеличения и разрешения по сравнению с оптическими микроскопами. Основные типы:

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ)

Позволяет получать изображения внутренней структуры тонких срезов образцов с разрешением до нескольких ангстрем. Используется для изучения ультраструктуры клеток и наноматериалов.

Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)

Формирует трехмерные изображения поверхности образцов с высоким разрешением. Применяется для изучения морфологии микро- и наноструктур.

Сравнение возможностей разных типов микроскопов

Различные типы микроскопов имеют свои преимущества и ограничения:

• Оптические микроскопы позволяют наблюдать живые объекты, но имеют ограниченное разрешение
• Электронные микроскопы обеспечивают сверхвысокое разрешение, но требуют специальной подготовки образцов
• Флуоресцентные микроскопы дают возможность визуализировать специфические структуры, но требуют флуоресцентных меток
• Конфокальные микроскопы позволяют получать трехмерные изображения, но имеют ограниченную глубину проникновения в образец

Выбор типа микроскопа зависит от конкретных задач исследования и особенностей изучаемых объектов.

Области применения различных видов микроскопов

Разные типы микроскопов находят применение в различных областях науки и техники:

• Биология и медицина — световая, флуоресцентная, электронная микроскопия
• Материаловедение — электронная, атомно-силовая микроскопия
• Нанотехнологии — электронная, сканирующая зондовая микроскопия
• Криминалистика — сравнительная микроскопия
• Геология — поляризационная микроскопия

Современные исследования часто требуют комплексного применения различных микроскопических методов для получения полной информации об изучаемых объектах.

Перспективные направления развития микроскопии

Микроскопия продолжает активно развиваться. Основные тенденции:

• Повышение разрешающей способности до атомарного уровня
• Разработка методов прижизненной визуализации биологических процессов
• Создание гибридных систем, сочетающих разные типы микроскопии
• Автоматизация и применение методов искусственного интеллекта для анализа изображений

Развитие микроскопических технологий открывает новые возможности для фундаментальных и прикладных научных исследований в различных областях.

Виды микроскопов и их характеристика • Классификация микроскопов

14.12.2020

Поделиться

Если говорить совсем просто, оптический микроскоп – это прибор для изучения образцов с необходимым увеличением. Его основное предназначение – наблюдения крайне малых объектов, не видимых невооружённым глазом, например, исследование биологических препаратов на клеточном уровне или исследование микроструктур в материалах. В биологических исследованиях микроскоп необходим чтобы увидеть структуру образца, например, форму клетки, ее ядро. В промышленных лабораториях микроскоп необходим, например, для определения неметаллических включений в металлах, минерального состава породы, оценки структуры металлов и т.д.

Самыми важными элементами современного оптического микроскопа являются:

• объективы,
• окуляры,
• промежуточные увеличители,
• призмы,
• конденсор.

Все эти элементы играют крайне важную роль в получении качественных изображений с минимальными искажениями по геометрии и цветопередачи. Чем выше класс оптики, тем качественнее изображение получает пользователь. Качество оптики значительно влияет на стоимость оборудования, поэтому необходимо, чтобы подбором микроскопов занимались эксперты, которые имеют опыт и необходимую квалификацию.

Конструкция микроскопа постоянно совершенствовалась. Первый микроскоп, состоящий по меньшей мере из двух линз, был изобретен в 1590 году нидерландскими мастерами Захарием Янсеном и Иоанном Липперсгеем. Микроскопы другого нидерландского мастера, Антуана ван Левенгука, использовались для первых наблюдений за микроорганизмами.

Первый микроскоп, состоящий из двух линз, изобретенный в 1590 году нидерландскими мастерами Захарием Янсеном и Иоанном Липперсгеем.

В отличие от этих устройств, современные модели используют для увеличения сложную систему, состоящую не из двух линз, а из целых оптических систем. Современные микроскопы для получения увеличенных изображений используют два основных элемента: объектив и окуляр. Объектив находится ближе к объекту, а окуляр используется непосредственно для наблюдения. В цифровых микроскопах вместо тубуса с окулярами используется цифровая камера. Окуляры микроскопа и объективы могут иметь различное увеличение. Обычно в микроскопе используется один набор окуляров и от 1 до 7 объективов.

Современные микроскопы исследовательского класса Leica DM4 и Leica DM

Классификация микроскопов

Хотя современные микроскопы представляют собой удобные устройства для детального изучения различных микрообъектов, не существует универсального инструмента, который будет эффективен во всех ситуациях.

Сегодня существует множество различных конструкций микроскопов для разных задач. Классификация микроскопов производится в зависимости от класса или конструкции. Сначала мы рассмотрим деление микроскопов на классы. В мировой практике все микроскопы делят на три класса в зависимости от исследований для которых они предназначены.

Классы микроскопов

1. Рутинный класс – представлен микроскопами, предназначенными для простых, рутинных исследований и использования в образовательных учреждениях. Микроскопы этого класса имеют ограниченные возможности по модернизации. Эти микроскопы являются самыми доступными по цене, часто представлены в базовых конфигурациях. Микроскопы рутинного класса Leica DM500, Leica DM750P, Leica DM750
2. Лабораторный класс – представлен микроскопами, предназначенными для длительных сложных исследований. Микроскопы имеют широкие возможности по модернизации и для них доступны все методы контрастирования. В этих микроскопах используется оптика выше классом и с большим полем зрения чем на рутинных микроскопах. Эти микроскопы могут иметь кодированные элементы и частичную моторизацию. Цена на самый простой микроскоп лабораторного класса в 3-5 раз выше чем стоимость рутинной модели. В нашем каталоге можно найти флуоресцентный микроскоп лабораторного класса Leica DM2000. Он подходит для решения сложных задач в различных областях применения. Благодаря модульной конструкции устройство можно адаптировать для каждого отдельного случая. Если говорить в общем, то любой флуоресцентный микроскоп предоставляет широкие функциональные возможности и применяется в разных отраслях и сферах деятельности. Микроскоп лабораторного класса Leica DM2000
3. Исследовательский класс – представлен микроскопами, предназначенными для научных исследований или лабораторных исследований, и имеют широкие возможности по модернизации. Для них доступны все возможные методы контрастирования. В этих микроскопах используется оптика высшего класса и с максимальным полем зрения. Зачастую эти микроскопы полностью кодированные и моторизированные. Цена на исследовательский класс сильно зависит от комплектации. Например, один объектив для микроскопа исследовательского класса может стоить как 5 микроскопов рутинного класса. Микроскопы исследовательского класса Leica DM4 и Leica DM6

Еще одной важной классификацией микроскопов является деление в зависимости от конструкции микроскопа:

1. Прямой микроскоп – объект исследования находиться под объективом. Предназначены для исследования небольших образцов и образцов на предметных стеклах. Увеличение прямых микроскопов варьируется от 25х до 1000х. Прямой микроскоп Leica DM3000
2. Инвертированный микроскоп – объект исследования находиться над объективом. Предназначены для исследования клеток в специальной посуде и крупногабаритных образцов весом до 30 кг. Увеличение инвертированных микроскопов варьируется от 12,5х до 1000х. Инвертированный микроскоп Leica DMi8
3. Стереомикроскопы – объект исследования находиться под объективом. Предназначены для получения объемных изображений. Микроскопы имеют два оптических пути, которые обеспечивают стереоэффект. Они широко используются в биологических исследованиях, в промышленности, криминалистике. Увеличение стереомикроскопов варьируется от 2х до 200х для рутинного и лабораторного классов, для исследовательского до 500х. В нашем каталоге такой вид микроскопов представлен моделью Leica M205. Это люминесцентный микроскоп, предназначенный для обнаружения трансгенных экспрессий. Благодаря этому возможно отобрать лучший для исследования образец.  И хоть люминесцентный микроскоп всегда имеет ограниченную сферу применения и сложные настройки, он все равно остается незаменимым устройством в любой клинической лаборатории. Стереомикроскоп Leica M205
4. Цифровые микроскопы – это модели особой конструкции, как правило, макроскопы, в которых вместо тубуса с окулярами используется цифровая камера. Цифровой микроскоп Leica DVM6
5. Конфокальные микроскопы – предназначены для сверхсложных биологических исследований. Используются в основном в научно-исследовательских институтах.
6. Электронные микроскопы – в качестве источника энергии вместо света используется поток электронов. Электронный микроскоп позволяет изучать объекты с увеличением 100 — 1 000 000 раз и большим разрешением. Используются в основном в научно-исследовательских институтах.
7. Рентгеновские микроскопы – для исследования очень малых объектов, размеры которых сопоставимы с длиной рентгеновской волны. Основан на использовании электромагнитного излучения с длиной волны от 0,01 до 1 нанометра. Рентгеновские микроскопы по разрешающей способности находятся между электронными и оптическими микроскопами. Теоретическая разрешающая способность рентгеновского микроскопа достигает 2-20 нанометров, что на порядок больше разрешающей способности оптического микроскопа (до 150 нанометров). В настоящее время существуют рентгеновские микроскопы с разрешающей способностью около 5 нанометров

Ознакомившись с классификацией микроскопов можно сделать вывод, что это достаточно сложное оборудование. Поэтому мы всегда рекомендуем нашим клиентам не подбирать оборудование самостоятельно, а обращаться к нашим экспертам. Это люди с соответствующим специализированным образованием и большим опытом реализации решений для микроскопии под различные задачи. Они постоянно совершенствуют свои знания на тренингах от ведущих производителей решений для микроскопии.

Обратившись к нашим специалистам Вы можете быть уверенными что получите наилучшую конфигурацию оборудования, которая будет учитывать:

• Задачи, которые стоят перед вами;
• Требование мировых и региональных стандартов для выполнения эти задач;
• Ваш бюджет.

#Инвертированная микроскопия

#Конфокальная микроскопия

#Микроскопы

#Стереомикроскопия

#Флуоресцентная микроскопия

#Цифровая микроскопия

#Электронная микроскопия

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).

11 различных типов микроскопов (с иллюстрациями)

Последнее обновление 26 января 2023 г.

Микроскопия может изменить ваше восприятие мира. Мы видим все в ограниченном спектре наших глаз, и микромир более полон жизни, чем мы часто думаем. Наблюдение за делением клеток, строение волосяного фолликула или наблюдение за замысловатыми крыльями насекомого может как увлечь, так и поучить. Но есть несколько способов взглянуть на микроскопический мир. Вы можете включить составной микроскоп дома, чтобы наблюдать за клетками тканей, или посетить самый мощный в мире микроскоп в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, чтобы увидеть изображение толщиной в половину атома водорода. Мы сломали 9из наиболее распространенных типов микроскопов ниже, чтобы вы могли узнать больше об этих незаменимых оптических машинах.

11 типов микроскопов:

1. Оптические микроскопы

Самый распространенный тип микроскопов, с которыми вы, вероятно, столкнетесь. Эти микроскопы используют линзы и свет для освещения образца для оптимального сбора изображений. Их можно использовать для просмотра живых клеток, насекомых, для вскрытия или для клинической оценки крови и тканей.

---

2. Составные микроскопы

Вы, несомненно, в жизни видели микроскопы такого типа. Составные микроскопы можно найти в школах и лабораториях по всему миру. Они помещаются на рабочем столе, они портативны, доступны по цене и просты в использовании. Их источник света исходит снизу, и свет должен пройти через образец, чтобы пройти через линзы микроскопа и сделать его полностью видимым. Они чаще всего используются для просмотра объектов на клеточном уровне и могут достигать увеличения до 1000x.

---

3. Стереоскопические микроскопы

Они также распространены в лабораториях и учебных заведениях. Стереоскопический микроскоп имеет источник света сверху, который освещает образец, вызывая отражение в линзе микроскопа. Они имеют более слабое увеличение, чем составные микроскопы, чтобы было легче увидеть непрозрачные, более крупные объекты вблизи, при максимальном увеличении около 50x. Двойные световые пути внутри тубуса микроскопа создают многоуровневое изображение, которое обеспечивает трехмерное изображение в окуляре, что является улучшением по сравнению с плоским изображением в сложном эндоскопе. Они обычно используются для вскрытия, оценки монет, изучения драгоценных камней и минералов и энтомологии. Их также можно использовать для ремонта сложных часов или микрочипов.

---

4. Конфокальные микроскопы

Конфокальные микроскопы используют лазеры для сканирования образца и создания изображений с высоким разрешением и большим увеличением. Поскольку они обеспечивают выбор глубины путем сканирования образца, они могут создавать детали сечения (без физического рассечения), которые можно использовать для построения трехмерного изображения. Конфокальные микроскопы чаще всего используются в биомедицинских науках для изображения живых клеток или эмбрионов, отмеченных флуоресценцией. Обычно они могут достигать максимального увеличения в 2000 раз.

---

5. Электронные микроскопы

Электронному микроскопу не нужен свет для создания изображения. Вместо этого этот тип микроскопа посылает ускоренные электроны поперек или через образец для воспроизведения цифрового изображения. Эти микроскопы имеют самую высокую мощность и самое высокое разрешение и используются для детального изучения структуры на клеточном и макромолекулярном уровнях. Хотя это может показаться ответом на все вопросы микроскопии, электронные лучи разрушают образцы. Это означает, что вы не можете использовать их для просмотра живых образцов.

---

6. Сканирующие электронные микроскопы (СЭМ)

СЭМ-микроскопы сканируют поверхность образца по прямоугольной схеме, чтобы получить информацию о топографии и составе. Образец устанавливается на предметный столик внутри вакуумной камеры, которая удаляет любой воздух, тормозящий электроны, чтобы способствовать ускорению. Затем информация отправляется на компьютер для интерпретации и цифрового изображения. СЭМ могут достигать разрешения около 10 нанометров и иметь максимальную силу увеличения в 30 000 раз.

---

7. Просвечивающие электронные микроскопы (ТЭМ)

В отличие от сканирующей структуры СЭМ-микроскопа, ТЭМ должен пропускать электроны через тонкий образец для получения информации, сравнимой с тем, как свет должен проходить через образец на сложном микроскопе. . Вместо того, чтобы отражаться от поверхности образца, электроны ПЭМ проходят вперед и назад через вакуумную камеру микроскопа, создавая изображение. Более мощный, чем SEM-микроскоп, TEM обеспечивает высокое увеличение с разрешением до 1 нанометра, или примерно в 500 000 раз.

• См. также: Просвечивающие (ПЭМ) и сканирующие (СЭМ) электронные микроскопы: в чем разница?

---

8. Отражающие электронные микроскопы (REM)

Эти микроскопы используются для изучения микроскопической структуры поверхности и состава кристаллов. Узкий пучок электронов преломляется от нескольких первых атомных слоев кристалла с высоким разрешением (примерно до 1 нанометра). Он сочетается со спектроскопией (изучение рассеивания света) для формирования изображения.

---

9. Рентгеновские микроскопы

Поскольку рентгеновские лучи могут эффективно проникать в материю, их можно использовать для изучения внутренней структуры непрозрачных образцов, таких как камни, кости или металлы. Им не хватает мощности электронного микроскопа, но им не требуется вакуумная трубка или ускоренные электроны, поэтому они могут обрабатывать любые образцы. Рентгеновские микроскопы могут достигать разрешения около 20 нанометров.

---

10. Сканирующие зонды

СЗМ могут создавать наноразмерные изображения с разрешением менее 1 нанометра. Наконечник зонда шириной с один атом сканирует поверхность образца. Он обнаруживает любые отклонения в образце и измеряет их с помощью лазера, а затем отправляет информацию на фотодиоды, которые преобразуют информацию в цифровое изображение. Эти микроскопы используются для изучения объектов в наномасштабе и заглянуть внутрь клеток и молекул.

---

11. Сканирующий акустический

Эти типы микроскопов используются для визуализации внутренней структуры образцов без их повреждения. Они могут достигать разрешения до 100 нанометров, часто используются для проверки оптических или электронных устройств. Образцы погружаются в жидкость и подвергаются воздействию звуковых волн, которые возвращаются обратно к преобразователю, который пикселизирует информацию и создает изображение.

Кроме того, знаете ли вы разницу между прямым и инвертированным микроскопом? Нажмите здесь, чтобы узнать

• Вам также может понравиться: Где гнездятся домашние крапивники? Каковы гнездовые привычки домашнего крапивника?

• Вам может также понравиться:  Насколько велики звезды? Удивительный ответ!

• Вам также может быть интересно: Что такое окулярная линза в микроскопе? Что нужно знать!

• Вам также могут понравиться: Серая цапля и большая голубая цапля: как отличить

• Вам также может понравиться: Для чего используется конфокальная микроскопия? Интересный ответ!

Крошечный мир микроскопии (и типы микроскопов, с помощью которых можно его увидеть)

Считайте, что вам повезло, если у вас была возможность использовать каждый из этих микроскопов. Некоторые из них, такие как электронные микроскопы, настолько дороги, что их можно найти только в университетах или лабораториях. Но мир микроскопии растет с каждым днем, и чем больше технологических достижений будет сделано в этой области, тем больше будет открываться микромир.

Мы надеемся, что это руководство поможет вам найти правильный тип микроскопа для ваших нужд.

Еще сообщения о микроскопах:

• Чем телескоп отличается от микроскопа? Решили посмотреть
• Стоит ли покупать USB-микроскопы? Решили посмотреть
• SkyLight Scope: адаптер для сотового телефона для микроскопа, которого больше нет
• 6 способов управления глубиной резкости
• 21 идея для фотосъемки с кольцевым освещением, которые вас вдохновят

Содержание

Типы микроскопов и их применение • Microbe Online

Микроскоп — это инструмент, используемый для визуализации мелких объектов, таких как клетки и микроорганизмы. Микроскопы можно разделить на типы; один использует видимый свет в качестве источника освещения (световой микроскоп), а другой использует электронные лучи (электронный микроскоп).

Световой микроскоп делится на два основных типа в зависимости от характера используемого источника света: простой и сложный световой микроскоп. Электронный микроскоп также делится на два разных типа; сканирующий и просвечивающий электронный микроскоп.

Содержание

Световые микроскопы

Световые микроскопы используют стеклянные линзы для искривления и фокусировки световых лучей и получения увеличенных изображений мелких объектов. Максимальное разрешение светового микроскопа составляет около 0,2 мкм. Длина волны света и числовая апертура системы линз определяют разрешение. В зависимости от характера используемого источника света он бывает двух типов; простые и составные.

Простой микроскоп — это световой микроскоп, использующий естественное освещение и имеющий простую конструкцию, например отсутствие конденсорной линзы и только одну линзу. Он используется в простых лабораториях, так как имеет очень маленькое увеличение (до 300x).

Составной микроскоп — это тип светового микроскопа, в котором используются два набора линз для получения высокого увеличения (до 2000x). Наиболее распространенными составными световыми микроскопами являются светлопольные, темнопольные, фазово-контрастные и флуоресцентные. Каждый из этих микроскопов дает четкое изображение объектов и используется для наблюдения за различными аспектами микробной морфологии.

Стафилококк в окраске по Граму под микроскопом светлого поля

Микроскоп светлого поля

Микроскоп светлого поля использует видимый свет в качестве источника освещения, и изображение кажется темным на более ярком фоне. Обычно известный как обычный микроскоп, этот тип микроскопа дает полезное увеличение примерно в 1000 раз, но не может разрешать структуры размером менее 0,2 мкм. Окрашенные образцы часто требуются для увеличения контраста и цветовой дифференциации. Светлопольные микроскопы используются для рутинных микроскопических работ в диагностических и учебных лабораториях. Светлопольный микроскоп

Темнопольный микроскоп

Темнопольный микроскоп используется для исследования живых микроорганизмов, которые невидимы в светлопольной микроскопии, плохо окрашиваются или искажаются при окрашивании. Например, при подозрении на сифилис шанкровая жидкость исследуется под микроскопом в темном поле для обнаружения Treponema pallidum .

Положительный результат теста FTA-Abs, показывающий, что Treponema pallidum покрыта антитрепонемными антителами хозяина.

В микроскопе темного поля вместо обычного конденсора используется конденсор темного поля. Непрозрачный диск этого конденсора блокирует свет, который может попасть прямо в линзу объектива. Единственный свет, который отражается или преломляется образцами, попадает в объектив и формирует изображение. Поле, окружающее образец, кажется темным, а образец кажется ярко освещенным, поэтому микроскоп называется темнопольным.

Флуоресцентный микроскоп

Флуоресцентный микроскоп во многом аналогичен обычному световому микроскопу, но в качестве источника света он использует свет более высокой интенсивности вместо видимого света.

Образец окрашивают флуоресцентным красителем (флюорохромом), а затем облучают светом с более короткой длиной волны (ультрафиолетовым или синим светом). Свет поглощается образцом, окрашенным флуорохромом, и испускает флуоресцентный (или зеленый) свет с большей длиной волны. Это дает яркое изображение на темном фоне.

Применение

• Для идентификации различных бактериальных патогенов после окрашивания их флуорохромами. Например: метод окрашивания аурамином-родамином для обнаружения Mycobacterium tuberculosis.
• Для проведения экологических исследований. Флуорохромы, такие как акридиновый оранжевый, окрашивают микроорганизмы. Эти окрашенные организмы будут флуоресцировать оранжевым или зеленым цветом даже среди других твердых частиц.
• Чтобы отличить живые бактерии от мертвых по цвету их флуоресценции при обработке специальной смесью красителей.

Фазово-контрастный микроскоп

Фазово-контрастный микроскоп представляет собой световой полевой микроскоп со специальным фазово-контрастным объективом (фазовая пластинка) и фазово-контрастным конденсором (кольцевая диафрагма). Когда свет переходит от одного вещества к другому веществу, имеющему немного другой показатель преломления или толщину, он меняет фазу. Разница в фазе преобразуется в изменение яркости структуры и, следовательно, может быть обнаружена глазом.

Применение

• Для изучения живых клеток без окрашивания. Протекающие различные биологические процессы в живых клетках можно изучать.
• Для изучения подвижности микробов.
• Для наблюдения эндоспор и телец включения, содержащих полиоксибутират, полиметафосфат, серу или другие вещества.

Другие типы световых микроскопов

Стереомикроскоп

Стереомикроскоп также называют препаровальным микроскопом. Это оптический микроскоп, предназначенный для наблюдения за образцом с малым увеличением, обычно с использованием света, отраженного от поверхности объекта, а не прошедшего через него. Его также называют препаровальным микроскопом, и он используется в микрохирургии, производстве часов, а также при сборке и проверке печатных плат. Студенты могут использовать стереомикроскоп, чтобы наблюдать фотосинтез растений в действии.

Как работает микроскоп и что…

Пожалуйста, включите JavaScript

Как работает микроскоп и из каких частей состоит микроскоп?

Портативный микроскоп

Микроскоп меньшего размера и удобный для переноски называется портативным микроскопом. На рынке доступны два типа портативных микроскопов; карманные микроскопы и портативные цифровые микроскопы. Карманный микроскоп работает от батареек и идеально помещается в кармане. Это полезно в наружных условиях. Любители, профессионалы и дети могут использовать его, потому что он прост в эксплуатации. Это также экономично.

Ручной цифровой микроскоп тоже небольшой, и с ним легко путешествовать. Однако он работает от электроэнергии, поэтому ему требуется источник питания, и он может не подходить для наружных установок. Он также прост в использовании и экономичен.

Электронные микроскопы

Электронные микроскопы используют электронный луч в качестве источника освещения и исследуют структуры, которые слишком малы, чтобы их можно было разрешить с помощью световых микроскопов. Разрешающая способность электронного микроскопа намного выше, чем у светового микроскопа. Благодаря использованию более короткой длины волны электронов достигается лучшее разрешение. Длина волны электронов примерно в 100 000 раз меньше длины волны видимого света.

Электрон движется в вакууме, и магнит фокусирует луч на образце. На мониторе создается изображение, всегда черно-белое и может быть искусственно окрашено.

Применение

• Для изучения более мелких объектов, таких как вирусы или объекты или молекулы размером менее 0,2 мкм.
• Для изучения деталей внутреннего строения клеток.
• Для наблюдения за ультраструктурой микроорганизмов, крупных молекул, образцов биопсии, металлов и кристаллов.

Двумя основными типами электронных микроскопов являются просвечивающие и сканирующие электронные микроскопы.

Узнайте об основных различиях между сканирующей электронной микроскопией (СЭМ) и просвечивающей электронной микроскопией ЗДЕСЬ

Просвечивающий электронный микроскоп используется для исследовать клетки и клеточную структуру (можно визуализировать даже отдельные молекулы белка и нуклеиновой кислоты) при очень высоком увеличении и разрешении. Разрешающая способность высококачественного ПЭМ составляет около 0,2 нанометра.

Палочковидные бактерии, видимые под трансмиссионным электронным микроскопом (ПЭМ).
Источник изображения

Для исследования бактериальной клетки с помощью просвечивающего электронного микроскопа требуется специальная техника изготовления тонких срезов. Бактериальную клетку разрезают на тонкие (20-60 нм) срезы и обрабатывают красителями тяжелых металлов (такими как осмиевая кислота, перманганат и уран) для получения достаточного контраста.

Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)

Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) используется для изучения внешних особенностей организма. Образец покрыт тонкой пленкой тяжелого металла, такого как золото. Затем электронный луч сканирует образец вперед и назад. Электроны, рассеянные металлическим покрытием, собираются и активируют смотровой экран для создания изображения. СЭМ может получить увеличение от 15 до 100 000 крат.

Изображение эритроцитов, полученное с помощью СЭМ после искусственного окрашивания. Изображения, предоставленные SEM, черно-белые. (Источник изображения)

Сканирующий электронный микроскоп может создавать трехмерное изображение поверхности микроорганизма. SEM помогает изучить фактическое местонахождение микроорганизмов in situ в экологических нишах, таких как кожа человека и слизистая оболочка кишечника.

Сканирующий зондовый микроскоп

Сканирующий зондовый микроскоп — это микроскоп, генерирующий изображения наноразмерных поверхностей и структур. Он применяется для наблюдения за атомами, выступами живых клеток, шероховатостью поверхностей и многими другими рутинными и фундаментальными науками. Компоненты сканирующего зондового микроскопа: зонд с острым наконечником, взаимодействующим с поверхностью образцов, сканер, помогающий контролировать зонд, и детекторы, обнаруживающие различные сигналы, генерируемые зондом. Он бывает следующих видов:

1. АСМ (атомно-силовой микроскоп): Он определяет электростатическую силу, необходимую для отклонения/изгиба кантилевера, когда кончик зонда соприкасается с образцом или наоборот.
2. MFM (магнитно-силовой микроскоп): обнаруживает силу магнитного поля между наконечником зонда и образцами.
3. STM (сканирующий туннельный микроскоп): обнаруживает сигнал, генерируемый туннелированием электронов между зондом и образцом при известном напряжении.