Introducción a la clasificación y uso de varios microscopios ópticos.
Existen muchos métodos de clasificación de los microscopios ópticos: según el número de oculares utilizados, se puede dividir en microscopios binoculares y monoculares; según si la imagen tiene efecto estéreo, se puede dividir en microscopios estereoscópicos y microscopios no estereoscópicos; según el objeto de observación, se puede dividir en microscopios biológicos y microscopios de oro. microscopio. Microscopio de fase, etc.; según el principio óptico, se puede dividir en microscopio de luz polarizada, microscopio de contraste de fase y microscopio de interferencia diferencial, etc.; según el tipo de fuente de luz, se puede dividir en luz ordinaria, fluorescencia, luz ultravioleta, luz infrarroja y microscopio láser, etc.; según el tipo de receptor, se puede dividir en visión, microscopio digital (cámara), etc. Los microscopios de uso común incluyen el microscopio estereoscópico binocular, el microscopio metalográfico, el microscopio de luz polarizada, el microscopio de fluorescencia, etc.
1. Microscopio estéreo binocular
El microscopio estereoscópico binocular, también conocido como "microscopio sólido" o "espejo de disección", es un instrumento visual con un sentido estereoscópico positivo. Es ampliamente utilizado en cirugía de corte y microcirugía en el campo biomédico; en la industria se utiliza para la observación, montaje e inspección de piezas diminutas y circuitos integrados. Tiene las siguientes características:
(1) Usando una trayectoria óptica de doble canal, los haces izquierdo y derecho en el tubo binocular no son paralelos, pero tienen un cierto ángulo: el ángulo de visión del volumen (generalmente 12 grados -15 grados), es decir, el haces izquierdo y derecho. Ambos ojos proporcionan una imagen tridimensional. Se trata esencialmente de dos microscopios de un solo tubo colocados uno al lado del otro. El ángulo de visión formado por los ejes ópticos de los dos cilindros de las lentes es equivalente al ángulo de visión formado cuando una persona observa un objeto con ambos ojos, formando así una imagen visual tridimensional en un espacio tridimensional.
(2) La imagen es recta, fácil de operar y diseccionar, porque el prisma debajo del ocular hace que la imagen esté al revés.
(3) Aunque el aumento no es tan bueno como el de un microscopio tradicional, tiene una larga distancia de trabajo.
(4) La profundidad focal es grande, lo cual es conveniente para observar toda la capa del objeto inspeccionado.
(5) El diámetro del campo de visión es grande.
La estructura óptica del estereoscopio actual es: a través de una lente de objetivo principal ordinaria, los dos haces de luz después de obtener la imagen del objeto se separan por dos conjuntos de lentes de objetivo intermedio-lentes de zoom para formar un ángulo de visión general y luego se obtienen imágenes a través de los respectivos oculares , cambiando el intermedio La distancia entre los grupos de espejos para obtener el cambio de su aumento, por lo que también se le llama "Zoom-estereomicroscopio". Según los requisitos de la aplicación, el estereoscopio actual puede equiparse con una gran cantidad de accesorios opcionales, como fluorescencia, fotografía, videografía, fuente de luz fría, etc.
2. Microscopio metalográfico
Un microscopio metalográfico es un microscopio especialmente utilizado para observar la estructura metalográfica de objetos opacos como metales y minerales. Estos objetos opacos no se pueden observar con microscopios de luz transmitida ordinarios, por lo que la principal diferencia entre la metalografía y los microscopios ordinarios es que el primero usa luz reflejada, mientras que el segundo usa luz transmitida para la iluminación. En el microscopio metalográfico, el haz de iluminación se emite desde la dirección de la lente del objetivo hacia la superficie del objeto observado, se refleja en la superficie del objeto y luego se devuelve a la lente del objetivo para obtener imágenes. Este método de iluminación reflectante también se usa ampliamente en la inspección de obleas de silicio de circuito integrado.
3. Microscopio polarizador
Los microscopios de polarización son microscopios que se utilizan para estudiar los llamados materiales anisotrópicos transparentes y opacos. Todas las sustancias con birrefringencia se pueden distinguir claramente bajo un microscopio polarizador. Por supuesto, estas sustancias también se pueden observar mediante tinción, pero algunas no son posibles y se deben usar microscopios polarizadores.
(1) Características de los microscopios polarizadores
Un método para convertir la luz ordinaria en luz polarizada para microscopía para identificar si una sustancia es monorefringente (en todas las direcciones) o birrefringente (anisotrópica). La birrefringencia es una propiedad fundamental de los cristales. Por lo tanto, los microscopios de luz polarizada se usan ampliamente en minerales, química y otros campos, y también tienen aplicaciones en biología, botánica y otros campos.
(2) El principio básico del microscopio de luz polarizada
El principio de la microscopía de luz polarizada es más complicado, por lo que no lo presentaré demasiado aquí. El microscopio polarizador debe contar con los siguientes accesorios: polarizador, analizador, compensador o placa de fase, lente objetivo especial libre de estrés, platina giratoria.
(3) método de microscopio de polarización
Una especie de. Ortoscopio: También conocido como microscopio sin distorsiones, se caracteriza por utilizar una lente objetivo de bajo aumento en lugar de una lente de Bertrand para estudiar al sujeto. Estudio directo con luz polarizada. Al mismo tiempo, para reducir la apertura de iluminación, la lente superior del condensador se separa. Un microscopio de fase normal se utiliza para examinar la birrefringencia de un objeto.
b. Conoscopio: también conocido como microscopio de interferencia, estudia los patrones de interferencia creados cuando interfiere la luz polarizada. Este método se utiliza para observar la uniaxialidad o biaxialidad de un objeto. En este método, se utiliza un haz de luz polarizado fuertemente convergente para la iluminación.
(4) Requisitos para microscopios de polarización
Una especie de. Fuente de luz: Lo mejor es usar luz monocromática, porque la velocidad de la luz, el índice de refracción y los fenómenos de interferencia varían con las longitudes de onda. Los microscopios generales pueden usar luz ordinaria.
b. Oculares: Oculares con retícula.
C. Condensador: para obtener luz polarizada paralela, se debe usar un condensador basculante que pueda empujar hacia afuera la lente superior.
d. Lente de Bertrand: un elemento auxiliar en el camino óptico del condensador, que es una lente auxiliar que amplifica la fase primaria causada por el objeto en la fase secundaria. Garantiza la observación con el ocular de un patrón de interferencia planar formado en el plano focal posterior del objetivo.
(5) Requisitos para microscopios de polarización
Una especie de. El centro del escenario es coaxial con el eje óptico.
b. El polarizador y el analizador deben estar en posiciones de cuadratura.
C. El disparo no debe ser demasiado delgado.
4. Microscopía de fluorescencia
La microscopía de fluorescencia utiliza luz de longitud de onda corta para irradiar un objeto teñido con fluoresceína para excitar y generar fluorescencia de longitud de onda larga y luego observar. La microscopía de fluorescencia se usa ampliamente en biología, medicina y otros campos.
(1) Los microscopios de fluorescencia generalmente se dividen en dos tipos: tipo de transmisión y tipo de epi-iluminación.
Una especie de. Tipo de transmisión: la luz de excitación se emite desde la superficie inferior del objeto inspeccionado, y el condensador es un condensador de campo oscuro, de modo que la luz de excitación no ingresa a la lente del objetivo y la fluorescencia ingresa a la lente del objetivo. Es brillante a bajo aumento y oscuro a gran aumento. Las operaciones de inmersión y neutralización en aceite son difíciles, especialmente el rango de iluminación de bajo aumento es difícil de determinar, pero se pueden obtener fondos muy oscuros. El tipo transmisivo no se utiliza para objetos de inspección opacos.
Actualmente, el tipo de transmisión está casi eliminado. La mayoría de los nuevos microscopios de fluorescencia son epitaxiales. La fuente de luz proviene de la parte superior del objeto de prueba y hay un divisor de haz en el camino óptico, que es adecuado para objetos de prueba transparentes y opacos. Dado que la lente del objetivo actúa como un condensador, no solo es fácil de operar, sino que también puede lograr una iluminación uniforme de todo el campo de visión, desde un aumento bajo hasta un aumento alto.
(2) Precauciones para la microscopía de fluorescencia
Una especie de. La exposición a largo plazo a la luz de excitación provocará el decaimiento y extinción de la fluorescencia, por lo que el tiempo de observación debe acortarse tanto como sea posible. .
b. Para la visualización de aceite, utilice "aceite no fluorescente".
C. La fluorescencia casi siempre es débil y debe realizarse en una habitación más oscura.
d. Lo mejor es instalar un estabilizador de voltaje en la fuente de alimentación; de lo contrario, la inestabilidad del voltaje no solo reducirá la vida útil de la lámpara de mercurio, sino que también afectará el efecto del microscopio.
En la actualidad, muchos campos de investigación biológica emergentes se aplican a técnicas de microscopía de fluorescencia, como la hibridación génica in situ (FISH).
5. Microscopio de contraste de fase
En el desarrollo del microscopio óptico, la exitosa invención del microscopio de contraste de fase es un logro importante de la tecnología moderna de microscopios. Sabemos que el ojo humano solo puede distinguir la longitud de onda (color) y la amplitud (brillo) de las ondas de luz. Para especímenes biológicos incoloros y transparentes, cuando pasa la luz, la longitud de onda y la amplitud no cambian mucho, por lo que es difícil observar el espécimen en un campo brillante. .
El microscopio de contraste de fase es utilizar la diferencia de trayectoria óptica del objeto inspeccionado para realizar una detección microscópica, es decir, utilizar eficazmente el fenómeno de interferencia de la luz para cambiar la diferencia de fase que el ojo humano no puede distinguir en una diferencia de amplitud distinguible, incluso si es incoloro y transparente. La materia también puede volverse claramente visible. Esto facilita enormemente la observación de células vivas, por lo que la microscopía de contraste de fase se usa ampliamente para los microscopios invertidos.
El microscopio de contraste de fase es diferente del equipo de campo claro y tiene algunos requisitos especiales:
una. Instalado debajo del condensador y combinado con el condensador - condensador de contraste de fase. Consiste en diafragmas anulares de diferentes tamaños montados en un disco, con las palabras 10X, 20X, 40X, 100X, etc. en el exterior, que se utilizan junto con lentes objetivo con los múltiplos correspondientes.
b. Placa de fase: Instalada en el plano focal posterior de la lente del objetivo, se divide en dos partes, una es la parte por donde pasa la luz directa, que es un anillo translúcido llamado plano conjugado; la otra es la parte por la que se "compensa" la luz difractada. Los objetivos con placas de fase se denominan "objetivos de contraste de fase" y la palabra "Ph" suele escribirse en la carcasa.
La microscopía de contraste de fase es un método de microscopía relativamente complejo. Para obtener un buen efecto de observación, la depuración del microscopio es muy importante. Además, también se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:
Una especie de. La fuente de luz debe ser fuerte y todos los diafragmas de apertura deben estar abiertos;
b. Use filtros de color para hacer que las ondas de luz sean casi monocromáticas.
6. Microscopía de contraste de interferencia diferencial (Differ Rent Interference Contrast DIC)
La microscopía de contraste de interferencia diferencial apareció en la década de 1960. No solo puede observar objetos incoloros y transparentes, sino que también presenta imágenes estereoscópicas fuertes y tiene algunas ventajas que la microscopía de contraste de fase no puede lograr. , el efecto de observación es más realista.
(1) Principios
La microscopía de contraste de interferencia diferencial utiliza prismas Wollaston especiales para romper el haz. Las direcciones de vibración de los haces divididos son perpendiculares entre sí y la intensidad es igual. Los dos puntos del haz que pasa a través del objeto a inspeccionar están muy cerca uno del otro y las fases son ligeramente diferentes. Dado que la distancia de separación entre los dos haces de luz es extremadamente pequeña, no hay fenómeno de efecto fantasma, lo que hace que la imagen parezca tridimensional.
(2) Partes especiales requeridas para el microscopio de contraste de interferencia diferencial:
una. polarizador
b. Analizador
C. 2 prismas de Wollaston
(3) Precauciones en microscopía de contraste de interferencia diferencial
Una especie de. Debido a la alta sensibilidad de la interferencia diferencial, no debe haber suciedad ni polvo en la superficie de la placa.
b. Las sustancias con birrefringencia no pueden lograr el efecto de la microscopía de contraste de interferencia diferencial.
C. Las placas de Petri de plástico no se pueden utilizar cuando se aplica interferencia diferencial a un microscopio invertido.
7. Microscopio invertido (Microscopio invertido)
El microscopio invertido es adecuado para la observación microscópica de cultivos de tejidos, cultivos celulares in vitro, plancton, protección ambiental, inspección de alimentos, etc. en el campo biomédico.
Debido a las limitaciones de las características de la muestra antes mencionadas, colocar el objeto a inspeccionar en una placa de Petri (o botella de cultivo) requiere una distancia de trabajo larga entre el objetivo del microscopio invertido y el condensador, y el objeto inspeccionado en la placa de Petri puede ser inspeccionado directamente. Observación e investigación microscópica. Por lo tanto, las posiciones de la lente del objetivo, la lente del condensador y la fuente de luz están invertidas, por lo que se denomina "microscopio invertido".
Debido a las limitaciones de la distancia de trabajo, los objetivos del microscopio invertido tienen un aumento máximo de 60X. Generalmente, los microscopios invertidos para investigación están equipados con objetivos de contraste de fase 4X, 10X, 20X y 40X, porque los microscopios invertidos se utilizan principalmente para la observación in vivo incolora y transparente. Si el usuario tiene necesidades especiales, también se pueden seleccionar otros accesorios para completar la observación de interferencia diferencial, fluorescencia y luz polarizada simple.
Los microscopios invertidos se utilizan ampliamente en la abrazadera de parche, ICSI transgénico y otros campos.
8. Microscopio digital
Un microscopio digital es un microscopio que utiliza una cámara (es decir, un objetivo de cámara de televisión o un dispositivo de carga acoplada) como elemento receptor. Se instala una cámara en la superficie de la imagen real del microscopio para reemplazar al ojo humano como receptor. El dispositivo optoelectrónico convierte la imagen óptica en una imagen de señal eléctrica y luego realiza la detección del tamaño y el conteo de partículas. Este tipo de microscopio se puede usar junto con una computadora para facilitar la automatización de la detección y el procesamiento de la información, y se usa principalmente en ocasiones que requieren mucho trabajo de detección tedioso.
2. El uso de varios microscopios ópticos.
La microscopía de fluorescencia utiliza la fluorescencia emitida por la muestra para observar objetos;
Los microscopios estereoscópicos se pueden utilizar para observar imágenes tridimensionales de objetos;
El microscopio de proyección puede proyectar la imagen del objeto en la pantalla de proyección para que varias personas la observen al mismo tiempo;
microscopios invertidos para cultivo celular, cultivo de tejidos e investigación microbiana;
El microscopio de contraste de fase se utiliza para observar muestras incoloras y transparentes;
Por ejemplo, la microscopía de campo oscuro se usa para observar bacterias y espiroquetas. deportivo.
