Различни видове микроскопи в биологията

Микроскопът е устройство, което позволява на хората да разглеждат подробно екземпляри, твърде малки, за да ги види просто око. Те правят това чрез увеличение и резолюция. Увеличаването е колко пъти обектът се увеличава в рамките на зрителната леща. Разделителната способност е колко подробно изглежда обектът, когато се гледа. Микроскопите са особено полезни в биологията, където много биолози изследват организми, които са твърде малки, за да се видят без помощ. Те могат да използват стереоскопи, съставни микроскопи, конфокални микроскопи, електронни микроскопи или някой от специализираните микроскопи във всяка категория. Образецът под наблюдение определя необходимия микроскоп.

Стереоскопът, наричан още дисекционен микроскоп и стереомикроскоп, е светлинен осветен микроскоп, който позволява триизмерен изглед на образец. Това се прави, като се използват два окуляра под различни ъгли, които всъщност са само двойка съставни микроскопи. Образът на образеца също е страничен и изправен. Въпреки това, стереоскопите имат по-ниска мощност в сравнение със сложните микроскопи. Изображенията се увеличават само до около 100 пъти. Стереоскопите позволяват на учениците и учените да манипулират образци, докато са под наблюдение.

Подобно на стереоскопите, съставните микроскопи се осветяват от светлина. Те дават двуизмерен изглед на наблюдаван образец, но могат да имат увеличение между 40x и 400x, с по-мощни версии до 2000x. Въпреки че увеличението може да бъде голямо, разделителната способност е ограничена от дължината на вълната на светлината. Съставните микроскопи не могат да виждат детайли на разстояние по-малко от 200 нанометра. Независимо от това, съставни микроскопи могат да бъдат намерени в много кабинети по биология и изследователски лаборатории.

Конфокалните микроскопи също са светлинни микроскопи, но имат предимствата както на стереоскопите, така и на съставните микроскопи. Конфокалните микроскопи позволяват големи увеличения на образци с триизмерни изображения. Те също имат по-висока разделителна способност, способна да диференцира детайлите на разстояние до 120 нанометра. Най-често срещаният тип конфокален микроскоп е флуоресцентният микроскоп. Този микроскоп използва интензивна светлина, за да възбуди молекулите на образец. Тези молекули излъчват светлина или флуоресценция, която се наблюдава, което позволява по-голямо увеличение и разделителна способност.

Първият електронен микроскоп е трансмисионен електронен микроскоп (TEM), изобретен в Германия през 1931 г. от Макс Нол и Ернст Руска. Създаден е като начин за увеличаване на обектите повече от това, на което са били способни светлинните микроскопи. Ако светлинните микроскопи могат да увеличат до 1000x или 2000x в най-добрия случай, тогава електронният микроскоп може да увеличи обектите до диапазона 10 000x. ТЕМ работи, като фокусира лъч от едноенергийни електрони, достатъчно силен, за да премине през много тънък образец. След това получените изображения се разглеждат чрез електронна дифракция или директно въображаване на електрон.

Съществуват несъответствия в начина на изобретяване на SEM, но той е създаден в началото на 30-те години. Въпреки това, едва през 1965 г. Cambridge Instrument Company пуска на пазара първата SEM. Това се дължи на сложността на технологията за сканиране на SEM, която беше по-сложна за използване от TEM. SEM работи чрез сканиране на повърхността на пробата с електронен лъч. Този лъч създава различни сигнали, вторични електрони, рентгенови лъчи, фотони и други, които всички помагат да се характеризира пробата. Сигналите се показват на екран, който очертава свойствата на материала на пробата.