بررسی و بزرگ‌نمایی نمونه‌ها با میکروسکوپ آزمایشگاهی

سرویس فناوری فردا: میکروسکوپ آزمایشگاهی یکی از تجهیزات اصلی آزمایشگاه محسوب می شود که به منظور مشاهده و بررسی نمونه با بزرگ نمایی بسیار بالا از آن در انواع آزمایشگاه ها به کار گرفته می شود .

شکل های گوناگونی از میکروسکوپ آزمایشگاهی از لحاظ قدرت بزرگ نمایی در بازار تجهیزات آزمایشگاهی به چشم می خورد که تمامی آن ها توسط عدسی های گوناگون سبب بزرگ نمایی تصویر در زمان مشاهده نمونه های آزمایشگاهی می شوند .

قواعد کلی تمامی میکروسکوپ ها به یک شکل است که بر اساس عبور نور با طول موج های گوناگون از بین چند عدسی محدب است و هر چه طول موج نور استفاده شده در میکروسکوپ کوتاه تر باشد توانایی تفکیک میکروسکوپ مورد نظر بیشتر می شود .

شکل های مختلف میکروسکوپ آزمایشگاهی

1. میکروسکوپ صوتی

2. میکروسکوب پروب روبشی ( SPM )

3. استریو میکروسکوپ

4. میکروسکوپ معکوس یا اینورت

5. میکروسکوپ متالوژیکی

6. میکروسکوپ دیجیتال

7. میکروسکوپ ماوراء بنفش

8. میکروسکوپ نیروی اتمی

9. میکروسکوپ نیروی مغناطیسی

10. میکروسکوپ اختلاف فاز

11. میکروسکوپ تداخلی

12. میکروسکوپ زمینه سیاه

13. میکروسکوپ های الکترونی

14. میکروسکوپ آزمایشگاهی الکترونی گذاره TEM

15. میکروسکوپ آزمایشگاهی الکترونی نگاره SEM

16. مدل های مختلف میکروسکوپ آشکارساز

میکروسکوپ نوری

با توجه به توسعه ی روز افزون میکروسکوپ ها در دسته های گوناگون علوم پزشکی و صنعت هر روزه شاهد پیشرفت های گوناگون در صنعت میکروسکوپ ها هستیم . این پیشرفت ها شامل پیشرفت سیستم روزی طراحی اجزای مکانیکی ، پایداری استحکام و راحتی در زمان به کار بردن آن ها می شود . میکروسکوپ های نوری معمولی که در تحقیقات بیولوژیکی و پزشکی استفاده می شود در دو دسته قرار می گیرند . یک دسته دارای چشمه نوری مجزا از میکروسکوپ هستند و دسته ی دوم عبارت از میکروسکوپ هایی هستند که دارای چشمه نوری تعبیه شده داخل میکروسکوپ می ‌باشند . میکروسکوپ های معمولی مدرن مورد استفاده در دسته ی دوم قرار می گیرند و تقریبا تاریخ ساخت و استفاده از نوع اول گذشته است .

اجزای اصلی میکروسکوپ نوری

پایه

یک قطعه شامل یک بخش پایین به اشکال گوناگون و گاهی به شکل نعل اسب است که بر روی میز محل مطالعه قرار داده می شود . پایه دارای ستون است که قسمت های گوناگون به آن متصل می‌شود ، وزن پایه نسبتا زیاد است و اجزائی که بر روی پایه سوار می شوند عبارتند از : چشمه نور و حرکت دهنده لوله میکروسکوپ .

لوله

میکروسکوپ های گوناگون تک چشمی (monocular) و یا دو چشمی (binocular) هستند ، زمانی که به مدت طولانی قصد استفاده از میکروسکوپ را داریم مدل دو چشمی بهتر است ، به این علت که مانع خستگی چشم می شود . لوله دو گروه عدسی به نام های چشمی و شیئی را در خود جا می دهد .

عدسی های شیئی

در میکروسکوپ های معمولی چهار عدسی شیئی بر روی صفحه چرخان نصب شده است .

عدسی های چشمی

وظایفی که این نوع عدسی ها بر عهده دارند عبارت می شوند از : بزرگ سازی تصویر معکوس به دست آمده از عدسی شیئی ، تشکیل تصویر مجازی از تصویر به وجود آمده توسط عدسی شیئی ، اندازه گیری و سنجش اجزاء قرار گرفته در تصویر . عدسی های چشمی به مدل های گوناگونی دیده می شوند که دو شکل شناخته شده و معمول آنها عبارت می باشند از چشمی هویگنس (Huygenian) و چشمی رامزدن (Ramsden) . نوع چشمی هویگنس از دو عدسی سطح محدب تشکیل شده است که یک سمت هر کدام مسطح و یک سمت محدب است .

در نوع هویگنس سطح محدب هر دو عدسی به سمت پایین است و در بین این دو عدسی دیافراگم واقع شده است ، دیافراگم در محل کانون عدسی بالای عدسی چشمی قرار گرفته است . عدسی پایین پرتوهای رسیده از عدسی شیء را جمع آوری نموده و در محل دیافراگم یا در نزدیکی آن متمرکز می‌نماید . عدسی چشمی این تصویر را بزرگ کرده و البته به شکل یک تصویر مجازی بزرگ شده به چشم فرد مشاهده ‌گر انتقال می دهد .

نقش دیافراگم کم کردن میزان خیره کننده‌گی نور رسیده به چشم بیننده است . عدسی های چشمی هویگنس معروف به چشمی های منفی هستند و بزرگ نمایی 10 و 5 دارند . عدسی چشمی نوع هویگنس قیمت نسبتا ارزان و کارایی مناسب دارد ، مشکلی که عمدتا در رابطه با آن به چشم می خورد محدود بودن میدان دید و عدم تامین راحتی کافی برای چشم است . عدسی های چشمی نوع رامزدن مشهور به چشمی های مثبت هستند ، این عدسی ها با دقت خوبی انحرافات عدسی های آپکروماتیک را اصلاح می کنند .

سیستم روشنایی

میکروسکوپ ها محدودیت های فراوانی دارند ولی در عمل اغلب روشنایی میکروسکوپ باعث بروز محدودیت اصلی می‌شود . در نتیجه تلاش های متعددی معطوف به تهیه روشنایی و شیوه ی تهیه روشنایی مناسب برای میکروسکوپ ها شده است. در نتیجه تهیه ی نور مناسب می‌تواند نقش مهمی در وضوح تصویر ایفا کند . روشنی محیط نمی‌تواند برای تهیه تصویر مناسب و بسنده باشد ، بنابراین در تهیه روشنایی بایستی حتما لامپ ها و چشمه ‌های مصنوعی نوری را به کار برد .

کندانسور

نقش کندانسور متمرکز سازی نور بر روی نمونه است . کندانسور در زیر Stage که محل قرار‌‌‌گیری نمونه است قرار می گیرد .

شکل های گوناگون میکروسکوپ چشمی

به شکل کلی دو نوع میکروسکوپ به چشم می خورد ، مدل های ترکیبی ( که به نام میکروسکوپ های نوری نیز شناخته می شوند ) که یک تصویر دو بعدی به وجود می آورند و انواع استریو که یک تصویر سه بعدی به دست می دهند . برای دقت 100% ، تقریبا تمامی میکروسکوپ های مدرن ترکیبی محسوب می شوند ، از آن جایی که نوع استریو الزاما از دو میکروسکوپ آزمایشگاهی ترکیبی به وجود آمده است که در کنار هم قرار گرفته اند .

میكروسكوپ فلورسنت

به همراه واحد كنترل، صفحه كلید و منبع فلوئورسنت است و به منظور بررسی و مشاهده ی اجزا و اندامك هایی از سلول و ریز موجوداتی كه با رنگ فلورسنت رنگ آمیزی شده باشند ، استفاده می شود . این دستگاه توانایی عكس برداری از نمونه ها و ثبت اطلاعات بر روی هر عكس را نیز دارد .

میکروسکوپ های آزمایشگاهی و شکل های گوناگون آن

میكروسكوپ دو چشمی

این دستگاه میكروسكوپ دو چشمی نوری است كه عدسی های 5، 10، 20،40 و 100 و قابلیت فاز كنتراست و نصب دوربین عكسبرداری را دارد كه به منظور مشاهده معمولی و نمونه هایی كه رنگ آمیزی نشده اند مورد استفاده واقع می شود .

میكروسكوپ اینورت

این دستكاه دارای قابلیت فاز كنتراست و نصب دوربین عكاسی و فیلمبرداری است و در تحقیق در رابطه با شیوه ی حركت ، تولید مثل ، شناسایی ، شمارش زئو و فیتو پلانكتون ها و دیگر میكروارگانیسم ها به کار گرفته می شود .

این میکروسکوپ که از تجهیزات آزمایشگاهی به شمار میرود هم چنین در شرایطی همانند با هنگامی که نیاز به دستکاری نمونه ها است یا در زمان هایی که به فضای بالای نمونه احتیاج است به عنوان نمونه برای بازوهای مکانیکی و ابزارهای کوچک نگه داری و دستکاری نمونه ، در جنبه های کاربردی وابسته به فن استخراج و ذوب فلزات استفاده می شود . به نحوی که عملیات روی نمونه در مکانی بالای صفحه صورت گیرد تا برای عدسی های شیئی که زیر نمونه اند ، قابل رویت باشد . به همین علت فلز شناسان به این این میکروسکوپ علاقه نشان می دهند .

صفحه نمونه در میکروسکوپ اینورت همیشه ثابت است و فوکوس آن با تنظیم عدسی ها توسط جا به جا کردن عدسی های شیئی در امتداد محور عمودی صورت می گیرد تا عدسی ها به نمونه نزدیک یا دور شوند . مکانیسم فوکوس به وسیله ی دو پیچ متحد المرکز صورت می گیرد تا تنظیم به راحتی و درستی انجام شود . بسته به اندازه میکروسکوپ 4 تا 6 عدد عدسی شیئی با بزرگنمایی های مختلف در محور گردان نصب می شود .

استریو میكروسكوپ

این دستگاه بزرگنمایی 50 برابری دارد و از قابلیت نصب دوربین بهره می برد و در بررسی اجزا و موجوداتی كه دارای بعد و حجم هستند به کار گرفته می شود .

میکروسکوپ دیجیتال

این نوع میکروسکوپ ممکن است از نظر فنی میکروسکوپ لحاظ نشود ، ولی به دلیل شایع بودن فراوان استفاده از آن ، بایستی مورد اشاره قرار گیرد . همانند با مدل چشمی ، در رابطه با میکروسکوپ های ویدئویی تنوعی از گزینه ها و پیکربندی ها مشاهده می شود ، از میکروسکوپ های دیجیتال ساده گرفته تا سیستم های اندازه گیری ویدئویی پیشرفته ، گرچه میکروسکوپ های دیجیتال بایستی یقینا به عنوان جایگزینی برای میکروسکوپ چشمی در نظر گرفته نشوند ، بلکه ترجیحا مدل دیگری از این دستگاه محسوب شوند که گزینه های گوناگونی را در شرایط خاص به دست می دهد.