Erinevat tüüpi mikroskoobid bioloogias

Mikroskoop on seade, mis võimaldab inimestel palja silmaga liiga väikeseid isendeid vaadata. Nad teevad seda suurenduse ja eraldusvõime abil. Suurendus on see, kui mitu korda objekti objektiivis suurendatakse. Eraldusvõime on see, kui detailne objekt vaatamisel kuvatakse. Mikroskoobid on eriti kasulikud bioloogias, kus paljud bioloogid uurivad liiga väikseid organisme, et neid ilma abita näha. Nad võivad kasutada stereoskoope, liitmikroskoope, konfokaalmikroskoobi, elektronmikroskoobi või mis tahes spetsialiseeritud mikroskoobi igas kategoorias. Vaatlusalune proov määrab vajaliku mikroskoobi.

Stereoskoop, mida nimetatakse ka dissekteerivaks mikroskoobiks ja stereomikroskoobiks, on valgusega valgustatud mikroskoop, mis võimaldab isendist kolmemõõtmelist vaadet. Seda tehakse kahe okulaariga erineva nurga all, mis on tegelikult vaid paar mikroskoobi. Samuti on isendi kujutis külgmine ja püstine. Kuid stereoskoopidel on liitmikroskoobidega võrreldes väiksem võimsus. Pilte suurendatakse ainult kuni umbes 100x. Stereoskoobid võimaldavad õpilastel ja teadlastel uurimise ajal isenditega manipuleerida.

Nagu stereoskoobid, valgustavad liitmikroskoobid valgust. Need annavad vaadeldavale isendile kahemõõtmelise vaate, kuid nende suurendused võivad olla vahemikus 40–400, võimsamate versioonidega kuni 2000x. Kuigi suurendus võib olla suur, on eraldusvõimet piiratud valguse lainepikkusega. Liitmikroskoobid ei näe detaile vähem kui 200 nanomeetri kaugusel. Sellest hoolimata võib liitmikroskoope leida paljudest bioloogia klassiruumidest ja uurimislaboritest.

Konfokaalsed mikroskoobid on samuti valgusmikroskoobid, kuid neil on nii stereoskoopide kui ka liitmikroskoopide eelised. Konfokaalsed mikroskoobid võimaldavad kolmemõõtmeliste kujutistega isendeid suuresti suurendada. Neil on ka kõrgem eraldusvõime, mis võimaldab detaile eristada kuni 120 nanomeetri kaugusel. Konfokaalse mikroskoobi kõige tavalisem tüüp on fluorestsentsmikroskoop. Selles mikroskoobis kasutatakse proovi molekulide ergastamiseks intensiivset valgust. Need molekulid eraldavad vaadeldavat valgust ehk fluorestsentsi, võimaldades suuremat suurendust ja eraldusvõimet.

Esimene elektronmikroskoob oli ülekandelektroonmikroskoop (TEM), mille leiutas Saksamaal 1931. aastal Max Knoll ja Ernst Ruska. See loodi objektide suurendamiseks rohkem kui valgusmikroskoobid olid võimelised. Kui valgusmikroskoobid suudaksid parimal juhul suurendada kuni 1000x või 2000x, siis elektronmikroskoob võiks objekte suurendada 10 000x-ni. TEM töötab fokusseerides ühe energiaga elektronkiire, mis on piisavalt õhuke, et läbida väga õhuke proov. Saadud pilte vaadatakse seejärel elektronide difraktsiooni või elektronide otsese kujutamise kaudu.

SEMi leiutamise osas on lahknevusi, kuid see loodi 1930. aastate alguses. Alles 1965. aastal turustas Cambridge Instrument Company esimest SEM-i. Selle põhjuseks oli SEM-i skannimistehnoloogia keerukus, mida oli keerulisem kasutada kui TEM-i. SEM töötab skannides proovi pinda elektronkiirega. See kiir tekitab erinevaid signaale, sekundaarelektrone, röntgenikiirgust, footoneid ja teisi, mis kõik aitavad proovi iseloomustada. Signaalid kuvatakse ekraanil, mis kaardistab valimi materjali omadused.