Įvairių tipų mikroskopai biologijoje

Mikroskopas yra prietaisas, leidžiantis žmonėms detaliai peržiūrėti egzempliorius per mažus plika akimi. Jie tai daro didindami ir skiriant. Didinimas yra tai, kiek kartų objektas padidinamas peržiūros objektyve. Skiriamoji geba yra tai, kiek detaliai objektas atrodo žiūrint. Mikroskopai yra ypač naudingi biologijoje, kur daugelis biologų tiria per mažus organizmus, kad būtų galima pamatyti be pagalbos. Jie gali naudoti stereoskopus, sudėtinius mikroskopus, konfokalinius, elektroninius ar bet kuriuos iš kiekvienos kategorijos specializuotų mikroskopų. Stebimas mėginys nustato reikalingą mikroskopą.

Stereoskopas, dar vadinamas skrodimo mikroskopu ir stereomikroskopu, yra šviesos apšviestas mikroskopas, leidžiantis trimatį pavyzdžio vaizdą. Tai daroma naudojant du okuliarus skirtingais kampais, kurie iš tikrųjų yra tik sudėtinių mikroskopų pora. Pavyzdžio vaizdas taip pat yra šoninis ir stačias. Tačiau stereoskopai turi mažesnę galią, palyginti su sudėtiniais mikroskopais. Vaizdai padidinami tik maždaug 100 kartų. Stereoskopai leidžia studentams ir mokslininkams manipuliuoti egzemplioriais stebint.

Kaip ir stereoskopai, sudėtiniai mikroskopai yra apšviesti šviesa. Jie duoda stebimo egzemplioriaus dvimatį vaizdą, tačiau jų padidinimai gali būti nuo 40 iki 400 kartų su galingesnėmis versijomis iki 2000 kartų. Nors padidinimas gali būti didelis, skiriamąją gebą riboja šviesos bangos ilgis. Sudėtiniai mikroskopai negali peržiūrėti detalių, mažesnių nei 200 nanometrų atstumu. Nepaisant to, sudėtinių mikroskopų galima rasti daugelyje biologijos kabinetų ir tyrimų laboratorijų.

Konfokaliniai mikroskopai taip pat yra šviesos mikroskopai, tačiau turi ir stereoskopų, ir sudėtinių mikroskopų pranašumų. Konfokaliniai mikroskopai leidžia didinti egzempliorius su trimačiais vaizdais. Jie taip pat turi didesnę skiriamąją gebą, galėdami atskirti detales iki 120 nanometrų. Labiausiai paplitęs konfokalinio mikroskopo tipas yra fluorescencinis mikroskopas. Šis mikroskopas naudoja intensyvią šviesą sužadindamas mėginio molekules. Šios molekulės skleidžia pastebimą šviesą arba fluorescenciją, leidžiančią padidinti ir padidinti skiriamąją gebą.

Pirmasis elektroninis mikroskopas buvo perdavimo elektroninis mikroskopas (TEM), kurį 1931 m. Vokietijoje išrado Maxas Knollas ir Ernstas Ruska. Jis buvo sukurtas kaip būdas padidinti objektus labiau nei tai, ką sugebėjo šviesos mikroskopai. Jei šviesos mikroskopai geriausiu atveju galėtų padidinti iki 1000x arba 2000x, tada elektroninis mikroskopas galėtų padidinti objektus iki 10 000x. TEM veikia fokusuodamas vienos energijos elektronų pluoštą, kuris būtų pakankamai stiprus, kad galėtų praeiti pro labai ploną bandinį. Tada į gautus vaizdus žiūrima per elektronų difrakciją arba tiesioginį elektronų vaizdavimą.

Yra nesutapimų, kaip SEM buvo išrastas, tačiau jis buvo sukurtas 1930-ųjų pradžioje. Tačiau tik 1965 m. „Cambridge Instrument Company“ pardavė pirmąją SEM. Tai lėmė SEM nuskaitymo technologijos sudėtingumas, kurią naudoti buvo sudėtingiau nei TEM. SEM veikia nuskaitydamas mėginio paviršių elektronų pluoštu. Šis pluoštas sukuria skirtingus signalus, antrinius elektronus, rentgeno spindulius, fotonus ir kitus, kurie visi padeda apibūdinti mėginį. Signalai rodomi ekrane, kuriame pateikiamos pavyzdžio medžiagos savybės.