14 DRUHOV MIKROSKOPOV A ICH FUNKCIE - VEDA - 2025

Existujú rôzne typy mikroskopov : optické, zložené, stereoskopické, petrografické, konfokálne, frakcionované, elektronické, prenos, skenovanie, skenovacia sonda, tunelovanie, ión v teréne, digitálny a virtuálny.

Mikroskop je nástroj, ktorý umožňuje človeku vidieť a pozorovať veci, ktoré sa voľným okom nedajú vidieť. Používa sa v rôznych oblastiach obchodu a výskumu, od medicíny po biológiu a chémiu.

Mikroskopy z 18. storočia od Musée des Arts et Métiers, Paríž

Na použitie tohto nástroja na vedecké alebo výskumné účely bol dokonca vytvorený výraz: mikroskopia.

Vynález a prvé záznamy o použití najjednoduchšieho mikroskopu (prepracovaného systémom zväčšovacieho skla) sa datujú do 13. storočia s rôznymi vlastnosťami, kto by mohol byť jeho vynálezcom.

Naproti tomu sa odhaduje, že zložený mikroskop, bližšie k modelom, ktoré poznáme dnes, sa prvýkrát použil v Európe okolo roku 1620.

Dokonca aj vtedy bolo niekoľko, ktorí sa snažili uplatniť vynález mikroskopu, a objavili sa rôzne verzie, ktoré s podobnými komponentami dokázali splniť cieľ a zväčšiť obrázok veľmi malej vzorky pred ľudským okom.

Medzi viac uznávané názvy priradené vynálezu a použitie ich vlastných verzií mikroskopov patria Galileo Galilei a Cornelis Drebber.

Prichádzanie mikroskopu do vedeckých štúdií viedlo k objavom a novým perspektívam v základných prvkoch rozvoja rôznych oblastí vedy.

Pozorovanie a klasifikácia buniek a mikroorganizmov, ako sú baktérie, je jedným z najpopulárnejších úspechov, ktoré sa pod mikroskopom umožňujú.

Od svojich prvých verzií pred viac ako 500 rokmi si mikroskop zachováva základnú koncepciu činnosti, hoci jeho výkon a špecializované účely sa do dnešného dňa menia a vyvíjajú.

Hlavné typy mikroskopov

Optický mikroskop

Tiež známy ako svetelný mikroskop, je to mikroskop s najväčšou štrukturálnou a funkčnou jednoduchosťou.

Funguje prostredníctvom série optík, ktoré spolu so vstupom svetla umožňujú zväčšenie obrazu, ktorý je dobre umiestnený v ohniskovej rovine optiky.

Je to najstarší konštrukčný mikroskop a jeho najstaršie verzie sa pripisujú Antonu van Lewenhoeku (17. storočie), ktorý použil prototyp jedinej šošovky na mechanizme, ktorý držal vzorku.

Zložený mikroskop

Zložený mikroskop je typ svetelného mikroskopu, ktorý funguje odlišne od jednoduchého mikroskopu.

Má jeden alebo viac nezávislých optických mechanizmov, ktoré umožňujú väčší alebo menší stupeň zväčšenia vzorky. Majú tendenciu mať oveľa robustnejšie zloženie a umožňujú väčšie ľahšie pozorovanie.

Odhaduje sa, že jeho názov nie je pripisovaný väčšiemu počtu optických mechanizmov v štruktúre, ale skutočnosti, že k zväčšeniu obrazu dochádza v dvoch stupňoch.

Prvá fáza, v ktorej sa vzorka premieta priamo na objektívy, a druhá, kde sa zväčšuje okulárnym systémom, ktorý dosahuje ľudské oko.

Stereoskopický mikroskop

Je to typ svetelného mikroskopu s nízkym zväčšením, ktorý sa používa hlavne na pitvy. Má dva nezávislé optické a vizuálne mechanizmy; jeden pre každý koniec vzorky.

Pracujte s odrazeným svetlom na vzorke a nie cez ňu. Umožňuje vizualizáciu trojrozmerného obrazu predmetnej vzorky.

Petrografický mikroskop

Petrografický mikroskop, ktorý sa používa najmä na pozorovanie a zloženie hornín a minerálnych prvkov, pracuje s optickými základmi predchádzajúcich mikroskopov, s kvalitou zahrnutia polarizovaného materiálu do svojich cieľov, čo umožňuje zníženie množstva svetla a jasu, ktoré minerály tvoria môžu odrážať.

Petrografický mikroskop umožňuje zväčšeným obrázkom objasniť prvky a zloženie štruktúr hornín, minerálov a suchozemských zložiek.

Konfokálny mikroskop

Tento optický mikroskop umožňuje zvýšenie optického rozlíšenia a kontrastu obrazu vďaka zariadeniu alebo priestorovej „dierke“, ktorá eliminuje prebytočné alebo zaostrené svetlo, ktoré sa odráža vzorkou, najmä ak má väčšie veľkosť, ako umožňuje ohnisková rovina.

Zariadenie alebo „diera“ je malý otvor v optickom mechanizme, ktorý zabraňuje rozptylu prebytočného svetla (toho, čo nie je zaostrené na vzorku) na vzorke, čím sa znižuje ostrosť a kontrast, ktorý môže predstavovať.

Z tohto dôvodu konfokálny mikroskop pracuje s pomerne obmedzenou hĺbkou ostrosti.

Fluorescenčný mikroskop

Je to ďalší typ optického mikroskopu, v ktorom sa používajú fluorescenčné a fosforeskujúce svetelné vlny na získanie podrobnejších informácií o štúdiu organických alebo anorganických zložiek.

Vynikajú jednoducho použitím žiarivkového svetla na vytvorenie obrazu, pričom nemusia úplne závisieť od odrazu a absorpcie viditeľného svetla.

Na rozdiel od iných typov analógových mikroskopov môže fluorescenčný mikroskop predstavovať určité obmedzenia v dôsledku opotrebovania, ktoré môže mať fluorescenčná zložka svetla v dôsledku akumulácie chemických prvkov spôsobených nárazom elektrónov, pričom sa fluorescenčné molekuly opotrebujú.

Vývojom fluorescenčného mikroskopu si vedci Eric Betzig, William Moerner a Stefan Hell stali Nobelovu cenu za chémiu v roku 2014.

Elektronický mikroskop

Elektrónový mikroskop predstavuje samostatnú kategóriu v porovnaní s predchádzajúcimi mikroskopmi, pretože mení základný fyzikálny princíp, ktorý umožnil vizualizáciu vzorky: svetlo.

Elektrónový mikroskop nahrádza použitie viditeľného svetla elektrónmi ako zdrojom osvetlenia. Použitie elektrónov generuje digitálny obraz, ktorý umožňuje väčšie zväčšenie vzorky ako optické komponenty.

Veľké zväčšenia však môžu spôsobiť stratu vernosti vo vzorke obrázka. Používa sa hlavne na skúmanie ultraštruktúry mikroorganických vzoriek; kapacita, ktorú bežné mikroskopy nemajú.

Prvý elektrónový mikroskop bol vyvinutý v roku 1926 Hanom Buschom.

Transmisný elektrónový mikroskop

Jeho hlavným atribútom je to, že elektrónový lúč prechádza vzorkou a vytvára dvojrozmerný obraz.

Vzhľadom na energetickú silu, ktorú môžu mať elektróny, musí byť vzorka podrobená predchádzajúcej príprave predtým, ako bude pozorovaná pomocou elektrónového mikroskopu.

Skenovací elektrónový mikroskop

Na rozdiel od transmisného elektrónového mikroskopu sa v tomto prípade elektrónový lúč premieta na vzorku, čím sa vytvorí odrazový efekt.

To umožňuje trojrozmernú vizualizáciu vzorky, pretože informácie sa získajú na jej povrchu.

Mikroskop skenovacej sondy

Tento typ elektrónového mikroskopu bol vyvinutý podľa vynálezu tunelového mikroskopu.

Je charakterizovaná použitím skúmavky, ktorá sníma povrchy vzorky, aby sa vytvoril obraz s vysokou vernosťou.

Skúmavka skenuje a pomocou tepelných hodnôt vzorky je schopná vytvoriť obraz pre svoju neskoršiu analýzu, zobrazenú prostredníctvom získaných tepelných hodnôt.

Tunelový mikroskop

Je to nástroj, ktorý sa používa najmä na vytváranie obrázkov na atómovej úrovni. Jeho rozlíšovacia kapacita môže umožniť manipuláciu s jednotlivými obrazmi atómových prvkov, ktoré pracujú prostredníctvom elektrónového systému v tunelovom procese, ktorý pracuje s rôznymi úrovňami napätia.

Pre pozorovacie sedenie na atómovej úrovni, ako aj pre použitie ďalších prvkov v optimálnom stave je potrebná veľká kontrola životného prostredia.

Existujú však prípady, keď boli mikroskopy tohto typu zabudované a používané v domácnosti.

Vynašiel a implementoval ju v roku 1981 Gerd Binnig a Heinrich Rohrer, ktorým bola v roku 1986 udelená Nobelova cena za fyziku.

Mikroskop s iónovým poľom

Viac ako nástroj je známy pod týmto menom techniky implementovanej na pozorovanie a štúdium usporiadania a preskupenia rôznych atómov na atómovej úrovni.

Bola to prvá technika, ktorá nám umožnila rozoznať priestorové usporiadanie atómov v danom prvku. Na rozdiel od iných mikroskopov zväčšený obraz nepodlieha vlnovej dĺžke svetelnej energie, ktorá ním prechádza, ale má jedinečnú schopnosť zväčšovať sa.

Bol vyvinutý Erwinom Mullerom v 20. storočí a bol považovaný za precedens, ktorý dnes umožňuje lepšiu a podrobnejšiu vizualizáciu prvkov na atómovej úrovni prostredníctvom nových verzií techniky a nástrojov, ktoré to umožňujú.

Digitálny mikroskop

Digitálny mikroskop je prístroj s väčšinou komerčným a zovšeobecneným charakterom. Funguje to prostredníctvom digitálneho fotoaparátu, ktorého obraz sa premieta na monitor alebo počítač.

Bol považovaný za funkčný nástroj na pozorovanie objemu a kontextu spracovaných vzoriek. Rovnako má fyzickú štruktúru, s ktorou je oveľa ľahšie manipulovať.

Virtuálny mikroskop

Virtuálny mikroskop, viac ako fyzický nástroj, je iniciatívou, ktorá sa snaží o digitalizáciu a archiváciu vzoriek, ktoré boli doteraz spracované v ktorejkoľvek oblasti vedy s cieľom, aby ktorákoľvek zainteresovaná strana mala prístup k digitálnym verziám organických vzoriek alebo s nimi mohla pracovať. anorganické prostredníctvom certifikovanej platformy.

Týmto spôsobom by zostalo používanie špecializovaných nástrojov a podporoval by sa výskum a vývoj bez rizika zničenia alebo poškodenia skutočnej vzorky.

Referencie

1. (2010). Zdroj: História mikroskopu: history-of-the-microscope.org
2. Keyence. (SF). Základy mikroskopov. Získané z lokality Keyence - Biological Microscope: keyence.com
3. Microbehunter. (SF). Teória. Získané z Microbehunter - Amateur Microscopy Resource: microbehunter.com
4. Williams, DB, a Carter, CB (nd). Transmisná elektrónová mikroskopia. New York: Plenum Press.