Olika typer av mikroskop i biologi

Ett mikroskop är en anordning som gör att människor kan se exemplar i detalj för små för att blotta ögat kan se. De gör detta genom förstoring och upplösning. Förstoring är hur många gånger objektet förstoras inuti tittarlinsen. Upplösning är hur detaljerat objektet visas när det visas. Mikroskop är särskilt användbara i biologin, där många biologer studerar organismer som är för små för att se utan hjälp. De kan använda stereoskop, sammansatta mikroskop, konfokala mikroskop, elektronmikroskop eller något av de specialiserade mikroskopen inom varje kategori. Provet under observation bestämmer mikroskopet som behövs.

Stereoskopet, även kallat dissektionsmikroskopet och stereomikroskopet, är ett ljusbelyst mikroskop som möjliggör en tredimensionell vy av ett prov. Det gör det genom att använda två okular i olika vinklar som egentligen bara är ett par sammansatta mikroskop. Bilden på exemplaret är också lateral och upprätt. Stereoskop har dock lägre effekt jämfört med sammansatta mikroskop. Bilder förstoras bara upp till cirka 100 gånger. Stereoskop gör det möjligt för studenter och forskare att manipulera exemplar under observation.

Liksom stereoskop belyses sammansatta mikroskop av ljus. De ger en tvådimensionell bild av ett exemplar under observation men kan ha förstoringar mellan 40x och 400x, med mer kraftfulla versioner upp till 2000x. Även om förstoringen kan vara hög begränsas upplösningen av ljusets våglängd. Förenade mikroskop kan inte visa detaljer som är mindre än 200 nanometer isär. Oavsett kan sammansatta mikroskop hittas i många biologiklassrum och forskningslaboratorier.

Konfokala mikroskop är också ljusmikroskop, men har fördelarna med både stereoskop och sammansatta mikroskop. Konfokala mikroskop tillåter stora förstoringar av prover med tredimensionella bilder. De har också högre upplösningar, som kan skilja detaljer ner till 120 nanometer. Den vanligaste typen av konfokalmikroskop är det fluorescerande mikroskopet. Detta mikroskop använder intensivt ljus för att excitera molekylerna i ett prov. Dessa molekyler avger ljus eller fluorescens som observeras, vilket möjliggör högre förstoring och upplösning.

Det första elektronmikroskopet var ett transmissionselektronmikroskop (TEM) som uppfanns i Tyskland 1931 av Max Knoll och Ernst Ruska. Det skapades som ett sätt att förstora objekt mer än vad ljusmikroskop kunde ha. Om ljusmikroskop i bästa fall kan förstoras upp till 1000x eller 2000x, kan elektronmikroskopet förstora objekt till 10.000x-intervallet. En TEM fungerar genom att fokusera en stråle av enenergielektroner som är tillräckligt starka för att passera genom ett mycket tunt prov. De resulterande bilderna ses sedan genom elektrondiffraktion eller direkt elektronföreställning.

Det finns skillnader mellan hur SEM uppfanns, men det skapades i början av 1930-talet. Det var dock först 1965 som Cambridge Instrument Company marknadsförde den första SEM. Detta berodde på komplexiteten i SEMs skanningsteknik, som var mer komplicerad att använda än TEM. SEM fungerar genom att skanna ett provs yta med en elektronstråle. Denna stråle skapar olika signaler, sekundära elektroner, röntgenstrålar, fotoner och andra, som alla hjälper till att karakterisera provet. Signalerna visas på en skärm som kartlägger provets materialegenskaper.