Različni tipi mikroskopov v biologiji

Mikroskop je naprava, ki ljudem omogoča natančen ogled osebkov, ki so premajhni, da bi jih lahko videli s prostim očesom. To počnejo s povečavo in ločljivostjo. Povečava pomeni, kolikokrat je predmet povečan v razgledni leči. Ločljivost je, kako podrobno je predmet prikazan ob ogledu. Mikroskopi so še posebej uporabni v biologiji, kjer mnogi biologi preučujejo organizme, ki so premajhni, da bi jih videli brez pomoči. Uporabljajo lahko stereoskope, sestavljene mikroskope, konfokalne mikroskope, elektronske mikroskope ali kateri koli specializirani mikroskop v vsaki kategoriji. Vzorec, ki ga opazujemo, določa potreben mikroskop.

Stereoskop, imenovan tudi disekcijski in stereo mikroskop, je svetlobno osvetljen mikroskop, ki omogoča tridimenzionalni pogled na primerek. To stori z uporabo dveh okularjev pod različnimi koti, ki sta v resnici le par sestavljenih mikroskopov. Podoba primerka je prav tako bočna in pokončna. Vendar imajo stereoskopi nižjo moč v primerjavi s sestavljenimi mikroskopi. Slike so povečane le do približno 100-krat. Stereoskopi študentom in znanstvenikom omogočajo, da med opazovanjem manipulirajo z osebki.

Tako kot stereoskopi so tudi sestavljeni mikroskopi osvetljeni s svetlobo. Dajejo dvodimenzionalni pogled na opazovani primerek, vendar imajo lahko povečave med 40x in 400x, z zmogljivejšimi različicami do 2000x. Čeprav je povečava lahko velika, je ločljivost omejena z valovno dolžino svetlobe. Sestavljeni mikroskopi ne morejo videti podrobnosti, manjših od 200 nanometrov. Ne glede na to lahko sestavljene mikroskope najdemo v mnogih učilnicah biologije in raziskovalnih laboratorijih.

Konfokalni mikroskopi so tudi svetlobni mikroskopi, vendar imajo prednosti tako stereoskopov kot sestavljenih mikroskopov. Konfokalni mikroskopi omogočajo velike povečave osebkov s tridimenzionalnimi slikami. Imajo tudi višjo ločljivost, ki lahko razlikuje podrobnosti do 120 nanometrov narazen. Najpogostejši tip konfokalnega mikroskopa je fluorescenčni mikroskop. Ta mikroskop uporablja močno svetlobo za vzbujanje molekul vzorca. Te molekule oddajajo svetlobo ali opaženo fluorescenco, ki omogoča večjo povečavo in ločljivost.

Prvi elektronski mikroskop je bil prenosni elektronski mikroskop (TEM), ki sta ga leta 1931 izumila Max Knoll in Ernst Ruska v Nemčiji. Ustvarjen je bil kot način za povečanje predmetov več, kot so bili zmožni svetlobni mikroskopi. Če bi lahko svetlobni mikroskopi v najboljšem primeru povečali do 1000x ali 2000x, bi lahko elektronski mikroskop predmete povečal do 10 000x. TEM deluje tako, da usmerja snop enoenergijskih elektronov, ki je dovolj močan, da preide skozi zelo tanek primerek. Nastale slike si nato ogledamo z elektronsko difrakcijo ali neposrednim predstavljanjem elektronov.

Obstaja neskladje glede tega, kako je bil SEM izumljen, vendar je bil ustvarjen v zgodnjih tridesetih letih prejšnjega stoletja. Vendar je šele leta 1965 podjetje Cambridge Instrument Company tržilo prvi SEM. Razlog za to je bila zapletenost tehnologije skeniranja SEM, ki je bila za uporabo bolj zapletena kot TEM. SEM deluje tako, da površino vzorca skenira z elektronskim žarkom. Ta žarek ustvarja različne signale, sekundarne elektrone, rentgenske žarke, fotone in druge, kar vse pomaga pri karakterizaciji vzorca. Signali so prikazani na zaslonu, ki preslika lastnosti materiala vzorca.