Різні типи мікроскопів у біології

Мікроскоп - це пристрій, що дозволяє людям детально розглядати зразки, занадто малі, щоб їх не можна було побачити неозброєним оком. Вони роблять це за допомогою збільшення та роздільної здатності. Збільшення - це скільки разів об’єкт збільшується в оглядовій лінзі. Роздільна здатність - це те, наскільки детально об’єкт відображається при перегляді. Мікроскопи особливо корисні в біології, де багато біологів вивчають організми, занадто малі, щоб їх не бачити без допомоги. Вони можуть використовувати стереоскопи, складні мікроскопи, конфокальні мікроскопи, електронні мікроскопи або будь-які спеціалізовані мікроскопи кожної категорії. Зразок під спостереженням визначає необхідний мікроскоп.

Стереоскоп, який також називають розсікаючим мікроскопом та стереомікроскопом, є світловим мікроскопом з підсвічуванням, що дозволяє отримати тривимірний огляд зразка. Це робиться за допомогою двох окулярів під різними кутами, які насправді є просто парою складених мікроскопів. Зображення зразка також є бічним і вертикальним. Однак стереоскопи мають меншу потужність порівняно зі складними мікроскопами. Зображення збільшуються лише приблизно до 100 разів. Стереоскопи дозволяють студентам та вченим маніпулювати зразками під час спостереження.

Як і стереоскопи, складні мікроскопи висвітлюються світлом. Вони дають двовимірний вигляд зразка під спостереженням, але можуть мати збільшення між 40x і 400x, з більш потужними версіями до 2000x. Хоча збільшення може бути великим, роздільна здатність обмежена довжиною хвилі світла. Складені мікроскопи не можуть розглядати деталі на відстані менше 200 нанометрів. Незважаючи на це, складені мікроскопи можна знайти у багатьох кабінетах біології та дослідницьких лабораторіях.

Конфокальні мікроскопи - це також світлові мікроскопи, але вони мають переваги як стереоскопів, так і складних мікроскопів. Конфокальні мікроскопи дозволяють збільшити зразки з тривимірними зображеннями. Вони також мають більш високу роздільну здатність, здатну диференціювати деталі до 120 нанометрів. Найпоширеніший тип конфокального мікроскопа - флуоресцентний мікроскоп. Цей мікроскоп використовує інтенсивне світло для збудження молекул зразка. Ці молекули видають світло або флуоресценцію, що спостерігається, що дозволяє збільшити збільшення та роздільну здатність.

Першим електронним мікроскопом був просвічуючий електронний мікроскоп (ТЕМ), винайдений у Німеччині в 1931 році Максом Ноллом та Ернстом Руською. Він був створений як спосіб збільшити об'єкти більше, ніж те, на що здатні світлові мікроскопи. Якщо світлові мікроскопи могли збільшувати до 1000x або 2000x в кращому випадку, то електронний мікроскоп міг збільшувати предмети до діапазону 10000x. ТЕМ працює, фокусуючи пучок одноенергетичних електронів, досить сильний, щоб пройти через дуже тонкий зразок. Потім отримані зображення переглядають за допомогою дифракції електронів або прямого уявлення електрона.

Існує розбіжність у тому, як було винайдено СЕМ, але вона була створена на початку 1930-х років. Однак лише в 1965 році компанія Cambridge Instrument Company випустила на ринок першу SEM. Це було пов’язано зі складністю технології сканування SEM, яка була більш складною у використанні, ніж TEM. SEM працює, скануючи поверхню зразка електронним пучком. Цей промінь створює різні сигнали, вторинні електрони, рентгенівські промені, фотони та інші, що все допомагає охарактеризувати зразок. Сигнали відображаються на екрані, який відображає властивості матеріалу зразка.