میکروسکوپ بیولوژی چیست؟
میکروسکوپ بیولوژی یک ابزار نوری دقیق است که برای مشاهده برش های بیولوژیکی، سلول های بیولوژیکی، باکتری ها و کشت بافت زنده، رسوب مایع و غیره استفاده می شود.
همچنین می تواند سایر اجسام شفاف یا نیمه شفاف، پودرها، ذرات ریز و سایر اشیاء را مشاهده کند.
میکروسکوپ‌های بیولوژی توسط واحدهای پزشکی و بهداشتی، دانشکده‌ها و دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقیقاتی برای مشاهده میکروارگانیسم‌ها، سلول‌ها، باکتری‌ها، کشت بافت، سوسپانسیون‌ها، رسوبات و غیره استفاده می‌شوند و می‌توانند به طور مداوم روند تولید مثل و تقسیم سلول‌ها، باکتری‌ها در محیط کشت را مشاهده کنند.
میکروسکوپ های بیولوژی به طور گسترده ای در زمینه های سیتولوژی، انگل شناسی، سرطان شناسی، ایمونولوژی، مهندسی ژنتیک، میکروبیولوژی صنعتی، گیاه شناسی و سایر زمینه ها استفاده می شود.
پارامترهای فنی اپتیکال آن عبارتند از: دیافراگم عددی، وضوح، بزرگنمایی، عمق کانونی، عرض میدان دید، اختلاف پوشش، فاصله کاری و غیره.
این پارامترها هم به هم مرتبط و هم محدودکننده هستند.
در کاربردهای عملی، رابطه بین پارامترها باید بر اساس هدف میکروسکوپ و وضعیت واقعی هماهنگ شود و در عین حال وضوح را تضمین کند.
فهرست مطالب
1 طبقه بندی میکروسکوپ های بیولوژی
2 ساختار اساسی میکروسکوپ بیولوژی
3 نحوه استفاده از میکروسکوپ بیولوژی
4 اقدامات احتیاطی هنگام استفاده از میکروسکوپ بیولوژی
طبقه بندی میکروسکوپ های بیولوژی
1. طبقه بندی بر اساس سطح موقعیت:
می توان آن را به میکروسکوپ های زیستی در سطح دانش آموز، سطح تجربی و سطح تحقیقاتی تقسیم کرد.
2. طبقه بندی بر اساس تعداد چشمی:
می توان آن را به میکروسکوپ های بیولوژیکی تک چشمی، دوچشمی و سه چشمی تقسیم کرد.
3. بر اساس موقعیت نسبی چشمی و مرحله متحرک طبقه بندی کنید:
می توان آن را به میکروسکوپ بیولوژیکی قائم و میکروسکوپ بیولوژیکی معکوس تقسیم کرد. عدسی شیئی میکروسکوپ بیولوژیکی قائم (معمولی) بالای مرحله متحرک و عدسی شیئی میکروسکوپ بیولوژیک معکوس زیر مرحله متحرک قرار دارد.
4. طبقه بندی بر اساس اصول تصویربرداری :
می توان آن را به میکروسکوپ بیولوژیکی نوری و میکروسکوپ بیولوژیکی الکترونیکی تقسیم کرد.
یک میکروسکوپ نوری عمدتاً از چشمی ها، عدسی های شیئی، مراحل و بازتابنده ها (آینه های جمع کننده) تشکیل شده است.
عدسی چشمی و شیئی هر دو عدسی محدب با فواصل کانونی متفاوت هستند.
فاصله کانونی عدسی محدب عدسی شیئی کوچکتر از فاصله کانونی عدسی محدب چشمی است. عدسی شیئی معادل عدسی یک پروژکتور است.
جسم از عدسی شیئی عبور می کند تا یک تصویر واقعی وارونه و بزرگ شده را تشکیل دهد.
چشمی معادل یک ذره بین معمولی است و تصویر واقعی از طریق چشمی به یک تصویر مجازی عمودی و بزرگ شده تبدیل می شود.
اشیایی که از طریق میکروسکوپ به چشم انسان می گذرند به تصاویر مجازی معکوس و بزرگنمایی می شوند.
میکروسکوپ های الکترونی بر اساس اصول اپتیک الکترونی ساخته شده اند و به جای پرتوهای نور و عدسی های نوری از پرتوهای الکترونی و عدسی های الکترونی استفاده می کنند، به طوری که می توان ساختار ظریف ماده را با بزرگنمایی بسیار بالا تصویربرداری کرد.
از آنجایی که طول موج پرتو الکترونی بسیار کوچکتر از طول موج نور مرئی است، حتی اگر زاویه مخروط پرتو الکترونی تنها 1٪ از زاویه میکروسکوپ نوری باشد، قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی هنوز بسیار برتر از آن است.
از میکروسکوپ نوری حداکثر بزرگنمایی یک میکروسکوپ نوری حدود 2000 برابر است، در حالی که حداکثر بزرگنمایی یک میکروسکوپ الکترونی مدرن از 3 میلیون برابر فراتر رفته است.
ساختار اصلی میکروسکوپ بیولوژی
1. نگهدارنده آینه: در پایین میکروسکوپ قرار دارد و برای پشتیبانی از آینه کامل استفاده می شود.
2. بازوهای آینه ای: در پشت لوله عدسی قرار دارد و معمولاً قوسی شکل است و برای حمایت از لوله عدسی و نگه داشتن میکروسکوپ هنگام حرکت آن استفاده می شود.
3. بشکه لنز: در بالای میکروسکوپ قرار دارد و به چشمی های بالا و مبدل هدف در زیر متصل می شود.
4. مبدل هدف: میز گردان واقع در زیر لوله لنز معمولا دارای 3 تا 4 سوراخ گرد است که می توان آن ها را به عدسی های شیئی با بزرگنمایی های مختلف مجهز کرد، به طوری که هر عدسی شیئی یک سیستم بزرگنمایی را از طریق لوله عدسی و چشمی تشکیل می دهد.
5. ایستگاه سیار: همچنین به عنوان میز صحنه، میز کار یا آینه شناخته می شود، برای قرار دادن نمونه ها استفاده می شود.
بر روی صحنه متحرک دو عدد گیره کشویی فلزی به نام گیره نمونه وجود دارد که برای تثبیت نمونه های لام از آنها استفاده می شود.
برخی از مراحل مجهز به فشار دهنده برای جابجایی نمونه ها هستند و برخی از مراحل خود قابل جابجایی هستند.
6. دستگاه فوکوس: برای به دست آوردن یک تصویر واضح باید فاصله بین عدسی شیئی و نمونه را طوری تنظیم کرد که فوکوس عدسی شیئی با نمونه هماهنگ شود به این عمل فوکوس می گویند.
تنظیم فوکوس از طریق دستگیره فوکوس درشت و دستگیره فوکوس خوب انجام می شود.
7. عدسی شیئی: زیر مبدل عدسی شیئی در انتهای تحتانی بشکه لنز نصب می شود و به دلیل نزدیک بودن به جسم مورد مشاهده به آن عدسی شیئی نیز می گویند.
عدسی شیئی مهمترین مؤلفه ای است که عملکرد میکروسکوپ مانند وضوح را تعیین می کند.
هدف عدسی شیئی این است که نمونه را برای اولین بار در یک تصویر معکوس بزرگ کند.
یک میکروسکوپ به چندین عدسی شیئی مجهز است و هر عدسی شیئی از چندین عدسی با شعاع های کروی مختلف تشکیل شده است.
هرچه قطر عدسی در انتهای پایین عدسی شیئی کمتر باشد و لوله عدسی بلندتر باشد، بزرگنمایی بیشتر است، در غیر این صورت، برعکس است.
لنزهای شیئی شامل لنزهای شیئی کم مصرف و لنزهای شیئی پرقدرت هستند که معمولاً بزرگنمایی روی لوله عدسی شیئی حک می شود مانند 4×, 8×, 10×,…, 100× که به معنی 4x است.
به ترتیب 8 برابر، 10 برابر … 100 بار. از این میان، 40 تا 65 بار را عدسی شیئی پرقدرت و 90 یا 100 بار را عدسی شیئی غوطه وری روغن می نامند.
8. چشمی: به دلیل نزدیک بودن به چشم ناظر در انتهای بالایی لوله عدسی نصب می شود که به آن چشمی نیز می گویند.
عملکرد چشمی این است که تصویر واقعی بزرگ شده توسط عدسی شیئی را به یک تصویر مجازی ایستاده، که معادل ذره بین است، بیشتر می کند.
اما قدرت تفکیک میکروسکوپ را افزایش نمی دهد. در میدان دید چشمی یک خط سیاه به نام “اشاره گر” وجود دارد که می تواند قسمت مورد مشاهده را نشان دهد.
در صورت لزوم می توان یک میکرومتر نیز برای اندازه گیری اندازه جسم مورد مشاهده در چشمی نصب کرد.
عموماً یک میکروسکوپ مجهز به چندین چشمی با بزرگنمایی های مختلف است و بزرگنمایی روی قاب چشمی مانند 5×، 10×، 15× و غیره حک می شود (بزرگنمایی کل میکروسکوپ = بزرگنمایی عینی × بزرگنمایی چشمی ).
9. کندانسور: روی براکت زیر مرحله متحرک نصب می شود و عمدتاً از یک لنز کندانسور و یک دیافراگم دیافراگم تشکیل شده است.
وظیفه کندانسور جمع آوری نور از میکروسکوپ نوری و افزایش روشنایی نمونه است.
دیافراگم دیافراگم که به دیافراگم نیز معروف است برای تنظیم شدت نور استفاده می شود.
در زیر دیافراگم دیافراگم معمولاً یک نگهدارنده فیلتر دایره ای وجود دارد که می توان فیلترها را بر اساس نیازهای معاینه میکروسکوپی در آن قرار داد.
10. منبع نور: معمولاً برای تأمین منبع نور در پایه آینه میکروسکوپ نصب می شود.
روش کار با میکروسکوپ بیولوژی | روش کار با میکروسکوپ دانش آموزی |
1. هنگام بیرون آوردن میکروسکوپ از قاب آینه باید با یک دست بازوی آینه و با دست دیگر پایه آینه را بگیرید تا بدنه آینه به صورت عمودی نگه داشته شود.
برای جلوگیری از چشمی آن را با یک دست زاویه دار حمل نکنید.
از افتادن برای رسیدگی به آن با احتیاط، بازوی آینه را رو به خود و 5 تا 10 سانتی متر از لبه میز دور نگه دارید. میز باید متعادل، صفحه میز تمیز و دور از نور مستقیم خورشید باشد.
2. منبع نور را روشن کنید. کلید برق را روشن کنید.
3. نمونه اسلاید را قرار دهید. نمونه اسلاید مورد بررسی زیر میکروسکوپ را روی صحنه متحرک قرار دهید تا مواد رو به مرکز کندانسور باشد.
سپس از گیره های فنری برای بستن هر دو سر لام شیشه ای استفاده کنید تا از جابجایی نمونه اسلاید جلوگیری شود.
سپس با تنظیم لغزنده یا مرحله متحرک، مواد را به سمت مرکز کندانسور حرکت دهید.
4. با لنز شیئی با بزرگنمایی کم مشاهده کنید.
هنگام مشاهده نمونه ها با میکروسکوپ، ابتدا باید از یک لنز شیئی کم مصرف برای یافتن تصویر جسم استفاده کنید.
از آنجایی که محدوده مشاهده لنز شیئی با بزرگنمایی کم زیاد است، یافتن تصویر جسم و مکان یابی قسمت هایی که نیاز به مشاهده دقیق دارند آسان است.
به این روش عمل کنید:
1) دستگیره فوکوس درشت را بچرخانید، از کنار با چشمان خود نگاه کنید و لوله لنز را پایین بیاورید تا زمانی که لنز شیئی با بزرگنمایی کم حدود 0.5 سانتی متر از نمونه فاصله داشته باشد.
2) از طریق چشمی مشاهده کنید و به آرامی دکمه فوکوس درشت را با دست بچرخانید تا به تدریج لوله لنز را بالا ببرید تا تصویر شی در میدان دید واضح شود.
پس از آن، با استفاده از دکمه فوکوس خوب، فوکوس را کمی تنظیم کنید تا تصویر شیء واضح‌تر شود.
3) مرحله متحرک یا حرکت اسلاید را به دقت تنظیم کنید تا قسمتی را که باید مشاهده کنید پیدا کنید.
لازم به ذکر است که تصویر جسم در میدان دید میکروسکوپ معمولاً یک تصویر معکوس است و اسلاید باید در جهت مخالف حرکت داده شود.
5. با بزرگنمایی بالا مشاهده کنید: بر اساس مشاهده با بزرگنمایی کم، اگر می خواهید بزرگنمایی را افزایش دهید، می توانید مشاهده با بزرگنمایی بالا انجام دهید. روش این است:
1) بخشی را که می خواهید مشاهده کنید به مرکز میدان دید کم مصرف منتقل کنید.تصویر شی باید واضح باشد.
2) قسمت دماغه را بچرخانید تا لنز شیئی با بزرگنمایی بالا به موقعیت صحیح حرکت کند و سپس کمی دکمه فوکوس دقیق را تنظیم کنید تا تصویر شیء واضح شود.
3) مرحله متحرک یا حرکت اسلاید را به دقت تنظیم کنید تا ناحیه ای را که می خواهید به دقت مشاهده کنید قرار دهید.
توجه: هنگام استفاده از لنز شیئی با بزرگنمایی بالا، به دلیل اینکه فاصله بین لنز شیئی و نمونه بسیار نزدیک است، دستگیره فوکوس درشت را نمی توان حرکت داد و فقط می توان از دکمه فوکوس ریز استفاده کرد.
6. پس از مشاهده، اگر نیاز به تغییر به علامت اسلاید دیگری دارید، لنز شیئی را به بزرگنمایی کم برگردانید، اسلاید را خارج کنید، آن را با یک اسلاید جدید جایگزین کنید، فوکوس را کمی تنظیم کنید، سپس می توانید مشاهده کنید.
تعویض لنز زیر لنز شیئی با بزرگنمایی بالا برای جلوگیری از آسیب دیدن لنز مجاز نمی باشد.
اقدامات احتیاطی هنگام استفاده از میکروسکوپ
1. میکروسکوپ یک ابزار دقیق است، هنگام استفاده از آن باید مراحل کار را رعایت کنید، مراقب باشید و صبور باشید و برای جلوگیری از آسیب دیدن قطعات در اثر خطاهای عملیاتی، خیلی عجولانه و خشونت آمیز عمل نکنید.
2. قسمت شیشه نوری را با دستان خود لمس نکنید و از آسیب دیدن قطعات در اثر برخورد شدید خودداری کنید.
3. هنگام مشاهده، حتماً یک لغزش پوششی اضافه کنید. اجازه ندهید آب روی لام روی صحنه متحرک جریان یابد.
اجازه ندهید اسیدها، قلیاها و سایر مواد شیمیایی با میکروسکوپ تماس پیدا کنند. اجازه ندهید میکروسکوپ در معرض نور خورشید قرار گیرد.
4. هنگام استفاده از دستگیره فوکوس ریز، اگر نمی تواند در همان جهت به چرخش ادامه دهد و به حد مجاز رسید، آن را زیاد سفت نکنید، باید آن را در جهت مخالف برگردانید، دستگیره فوکوس درشت را بچرخانید و سپس استفاده کنید. دکمه فوکوس خوب برای تنظیم فوکوس.
5. اگر چشمی یا عدسی شیئی کثیف است، آن را به صورت مستقیم با کاغذ لنز مخصوص پاک کنید، آن را با انگشت یا دستمال یا پارچه نخی پاک نکنید.
اگر چشمی یا عدسی شیئی آغشته به روغن است، ابتدا آن را با کاغذ لنز مخصوص آغشته به کمی زایلن (یا اتانول مطلق و اتر 1:1) پاک کنید و سپس دوباره با کاغذ لنز تمیز پاک کنید.
