Razne vrste mikroskopa u biologiji

Mikroskop je uređaj koji omogućava ljudima da detaljno pregledaju uzorke premale da bi ih mogli vidjeti golim okom. To rade povećavanjem i razlučivanjem. Uvećanje je koliko puta je objekt uvećan unutar promatračke leće. Rezolucija je koliko detaljno se objekt pojavljuje kada se gleda. Mikroskopi su posebno korisni u biologiji, gdje mnogi biolozi proučavaju organizme premale da bi ih mogli vidjeti bez pomoći. Mogu koristiti stereoskope, složene mikroskope, konfokalne mikroskope, elektronske mikroskope ili bilo koji specijalizirani mikroskop unutar svake kategorije. Uzorak koji se promatra određuje potreban mikroskop.

Stereoskop, koji se naziva i secirajući mikroskop i stereo mikroskop, svjetlosno je osvijetljen mikroskop koji omogućuje trodimenzionalni prikaz uzorka. To čini pomoću dva okulara pod različitim kutovima koji su zapravo samo par složenih mikroskopa. Slika uzorka je također bočna i uspravna. Međutim, stereoskopi imaju manju snagu u usporedbi sa složenim mikroskopima. Slike se povećavaju samo do oko 100x. Stereoskopi omogućuju studentima i znanstvenicima da manipuliraju uzorcima dok su na promatranju.

Poput stereoskopa, složeni mikroskopi osvjetljeni su svjetlošću. Daju dvodimenzionalni prikaz uzorka koji se promatra, ali mogu imati povećavanja između 40x i 400x, s moćnijim verzijama do 2000x. Iako povećanje može biti veliko, razlučivost je ograničena valnom duljinom svjetlosti. Složeni mikroskopi ne mogu vidjeti detalje manje od 200 nanometara. Bez obzira na to, složeni mikroskopi mogu se naći u mnogim učionicama biologije i istraživačkim laboratorijima.

Konfokalni mikroskopi također su svjetlosni mikroskopi, ali imaju prednosti i stereoskopa i složenih mikroskopa. Konfokalni mikroskopi omogućuju velika uvećanja uzoraka s trodimenzionalnim slikama. Također imaju veće razlučivosti, sposobne razlikovati detalje na udaljenosti od 120 nanometara. Najčešći tip konfokalnog mikroskopa je fluorescentni mikroskop. Ovaj mikroskop koristi intenzivnu svjetlost da pobudi molekule uzorka. Te molekule daju svjetlost ili fluorescenciju koja se uočava, što omogućuje veće povećanje i razlučivost.

Prvi elektronski mikroskop bio je prijenosni elektronski mikroskop (TEM) koji su u Njemačkoj 1931. izumili Max Knoll i Ernst Ruska. Stvoren je kao način za uvećanje predmeta više nego što su to mogli svjetlosni mikroskopi. Ako bi svjetlosni mikroskopi mogli povećati do 1000x ili 2000x u najboljem slučaju, tada bi elektronski mikroskop mogao uvećati predmete u rasponu od 10 000x. TEM djeluje fokusirajući snop jednoenergijskih elektrona dovoljno jak da prođe kroz vrlo tanak uzorak. Rezultirajuće slike se zatim gledaju kroz difrakciju elektrona ili izravno zamišljanje elektrona.

Postoje razlike u načinu na koji je SEM izumljen, ali stvoren je početkom 1930-ih. Međutim, tek je 1965. Cambridge Instrument Company plasirao prvi SEM. To je bilo zbog složenosti SEM-ove tehnologije skeniranja, koja je bila složenija za uporabu od TEM-a. SEM djeluje skeniranjem površine uzorka elektronskim snopom. Ovaj snop stvara različite signale, sekundarne elektrone, X-zrake, fotone i druge, koji svi pomažu u karakterizaciji uzorka. Signali se prikazuju na zaslonu koji preslikava svojstva materijala uzorka.