Ulike typer mikroskop i biologi

Et mikroskop er en enhet som lar folk se eksemplarer i detalj for små til at det blotte øye kan se. De gjør dette ved forstørrelse og oppløsning. Forstørrelse er hvor mange ganger objektet forstørres i visningsobjektivet. Oppløsning er hvor detaljert objektet vises når det vises. Mikroskoper er spesielt nyttige i biologi, hvor mange biologer studerer organismer som er for små til å se uten hjelp. De kan bruke stereoskoper, sammensatte mikroskoper, konfokalmikroskoper, elektronmikroskop, eller noen av de spesialiserte mikroskopene innen hver kategori. Prøven under observasjon bestemmer mikroskopet som er nødvendig.

Stereoskopet, også kalt disseksjonsmikroskop og stereomikroskop, er et lysbelyst mikroskop som gir et tredimensjonalt syn på et eksemplar. Det gjør dette ved å bruke to okularer i forskjellige vinkler, som egentlig bare er et par sammensatte mikroskop. Bildet av prøven er også lateralt og oppreist. Imidlertid har stereoskoper lavere effekt sammenlignet med sammensatte mikroskop. Bildene forstørres bare opptil 100 ganger. Stereoskoper lar studenter og forskere manipulere prøver mens de er under observasjon.

Som stereoskoper blir sammensatte mikroskoper belyst av lys. De gir et todimensjonalt bilde av en prøve under observasjon, men kan ha forstørrelser mellom 40x og 400x, med kraftigere versjoner opp til 2000x. Selv om forstørrelsen kan være høy, er oppløsningen begrenset av lysets bølgelengde. Sammensatte mikroskoper kan ikke se detaljer som er mindre enn 200 nanometer fra hverandre. Uansett kan sammensatte mikroskoper finnes i mange biologiklasserom og forskningslaboratorier.

Konfokale mikroskoper er også lysmikroskoper, men har fordelene med både stereoskoper og sammensatte mikroskoper. Konfokale mikroskop tillater høye forstørrelser av prøver med tredimensjonale bilder. De har også høyere oppløsninger, i stand til å skille detaljer ned til 120 nanometer fra hverandre. Den vanligste typen konfokalmikroskop er det fluorescerende mikroskopet. Dette mikroskopet bruker intenst lys for å begeistre molekylene i en prøve. Disse molekylene avgir lys eller fluorescens som observeres, noe som gir høyere forstørrelse og oppløsning.

Det første elektronmikroskopet var et overføringselektronmikroskop (TEM) oppfunnet i Tyskland i 1931 av Max Knoll og Ernst Ruska. Det ble skapt som en måte å forstørre gjenstander mer enn hva lysmikroskoper var i stand til. Hvis lysmikroskop i beste fall kan forstørres opp til 1000x eller 2000x, kan elektronmikroskopet forstørre objekter til 10.000x-området. En TEM fungerer ved å fokusere en stråle med enkeltenergi-elektroner som er sterke nok til å passere gjennom en veldig tynn prøve. De resulterende bildene blir deretter sett gjennom elektrondiffraksjon eller direkte elektronforestilling.

Det er uoverensstemmelse med hvordan SEM ble oppfunnet, men det ble opprettet på begynnelsen av 1930-tallet. Det var imidlertid først i 1965 at Cambridge Instrument Company markedsførte den første SEM. Dette var på grunn av kompleksiteten i SEMs skanningsteknologi, som var mer komplisert å bruke enn TEM. SEM fungerer ved å skanne en prøveoverflate med en elektronstråle. Denne strålen skaper forskjellige signaler, sekundære elektroner, røntgenstråler, fotoner og andre, som alle hjelper med å karakterisere prøven. Signalene vises på en skjerm som kartlegger prøvenes materialegenskaper.