Forskellige typer mikroskop i biologi

Et mikroskop er en enhed, der giver folk mulighed for at se eksemplarer i detaljer, der er for små til at det blotte øje kan se. De gør dette ved forstørrelse og opløsning. Forstørrelse er, hvor mange gange objektet forstørres i synsobjektivet. Opløsning er, hvor detaljeret objektet vises, når det ses. Mikroskoper er især nyttige i biologi, hvor mange biologer studerer organismer, der er for små til at se uden hjælp. De kan bruge stereoskoper, sammensatte mikroskoper, konfokale mikroskoper, elektronmikroskoper eller et hvilket som helst af de specialiserede mikroskoper inden for hver kategori. Prøven under observation bestemmer det nødvendige mikroskop.

Stereoskopet, også kaldet dissektionsmikroskopet og stereomikroskopet, er et lysbelyst mikroskop, der giver et tredimensionelt billede af en prøve. Det gør det ved at bruge to okularer i forskellige vinkler, som egentlig bare er et par sammensatte mikroskoper. Billedet af prøven er også lateralt og lodret. Imidlertid har stereoskoper lavere effekt sammenlignet med sammensatte mikroskoper. Billeder forstørres kun op til ca. 100 gange. Stereoskoper tillader studerende og forskere at manipulere prøver, mens de er under observation.

Ligesom stereoskoper er sammensatte mikroskoper belyst af lys. De giver et todimensionelt billede af en prøve under observation, men kan have forstørrelser mellem 40x og 400x med kraftigere versioner op til 2000x. Selvom forstørrelsen kan være høj, er opløsning begrænset af lysets bølgelængde. Sammensatte mikroskoper kan ikke se detaljer, der er mindre end 200 nanometer fra hinanden. Uanset hvad kan sammensatte mikroskoper findes i mange biologiklasser og forskningslaboratorier.

Konfokale mikroskoper er også lysmikroskoper, men har fordelene ved både stereoskoper og sammensatte mikroskoper. Konfokale mikroskoper tillader høje forstørrelser af prøver med tredimensionelle billeder. De har også højere opløsninger, der er i stand til at differentiere detaljer ned til 120 nanometer fra hinanden. Den mest almindelige type konfokalmikroskop er det fluorescerende mikroskop. Dette mikroskop bruger intenst lys til at excitere molekylerne i en prøve. Disse molekyler afgiver lys eller fluorescens, som observeres, hvilket giver mulighed for højere forstørrelse og opløsning.

Det første elektronmikroskop var et transmissionselektronmikroskop (TEM) opfundet i Tyskland i 1931 af Max Knoll og Ernst Ruska. Det blev skabt som en måde at forstørre objekter mere end hvad lysmikroskoper var i stand til. Hvis lysmikroskoper i bedste fald kunne forstørres op til 1000x eller 2000x, så kunne elektronmikroskopet forstørre objekter til 10.000x-området. En TEM fungerer ved at fokusere en stråle af enkeltenergi elektroner, der er stærke nok til at passere gennem en meget tynd prøve. De resulterende billeder ses derefter gennem elektrondiffraktion eller direkte elektronforestilling.

Der er uoverensstemmelse med, hvordan SEM blev opfundet, men det blev oprettet i begyndelsen af ​​1930'erne. Det var dog først i 1965, at Cambridge Instrument Company markedsførte den første SEM. Dette skyldtes kompleksiteten af ​​SEM's scanningsteknologi, som var mere kompliceret at bruge end TEM. SEM fungerer ved at scanne en prøveoverflade med en elektronstråle. Denne stråle skaber forskellige signaler, sekundære elektroner, røntgenstråler, fotoner og andre, som alle hjælper med at karakterisere prøven. Signalerne vises på en skærm, der kortlægger prøveens materialegenskaber.