Mikroskoobiga töötamise reeglid. Digimikroskoobi kasutamise tunnused bioloogiatundides Mikroskoobi seadme kirjeldus
Mikroskoobid- need on seadmed, mis on mõeldud väikeste objektide suurendatud kujutiste ja nende fotode (mikrograafide) saamiseks. Mikroskoop peab täitma kolme ülesannet: näitama ravimi suurendatud pilti, eraldama pildil olevad detailid ja visualiseerima neid tajumiseks inimsilma järgi või kaamera. Sellesse instrumentide rühma ei kuulu mitte ainult keerukad objektiivide ja kondensaatoritega mitmeläätselised instrumendid, vaid ka väga lihtsad üksikud seadmed, mida on lihtne käes hoida, näiteks luup. Selles artiklis vaatleme mikroskoobi struktuuri ja selle põhiosi.
Optilise mikroskoobi disain ja põhiosad
Funktsionaalselt on mikroskoobi seade jagatud kolmeks osaks:
Valgustussüsteem
Valgustussüsteem on vajalik valgusvoo tekitamiseks, mis suunatakse objektile selliselt, et mikroskoobi järgnevad osad täidaksid kujutise koostamiseks võimalikult täpselt oma ülesandeid. Otsese läbiva valgusega mikroskoobi valgustussüsteem paikneb otsemikroskoobides (näiteks labori-, polariseeriv jne) objekti all ja pöördmikroskoobides objekti kohal.
Mikroskoobi valgustussüsteem sisaldab valgusallikat (halogeenlamp või LED ja elektritoiteallikas) ja optilis-mehaanilist süsteemi (kollektor, kondensaator, reguleeritavad välja ja ava/iirise diafragmad).
Mikroskoobi optika
Mõeldud taasesitamiseksisendi konstrueerimine kujutise tasapinnal uurimistööks vajaliku pildikvaliteedi ja suurendusega (st luua pilt, mis täpselt ja kõigis detailides reprodutseeriks objekti mikroskoobi optikale vastava resolutsiooni, suurenduse, kontrasti ja värviedastusega).
Optika tagab suurenduse esimese astme ja asub objekti järel mikroskoobi kujutise tasapinnal.
Mikroskoobi optika sisaldab läätse ja vahepealseid optilisi mooduleid (kompensaatorid, vahepealse suurenduse moodulid, analüsaatorid).
Kaasaegsed mikroskoobid põhinevad lõpmatuse jaoks korrigeeritud optiliste läätsede süsteemidel (Olympus UIS2). Selles optilises süsteemis töötamiseks kasutatakse torusid, mis püüavad kinni objektiivist väljuvad paralleelsed valguskiired ja “koguvad” need mikroskoobi kujutise tasapinnale.
Visualiseerimise osa
Mõeldud objektist reaalse pildi saamiseks silma võrkkestale, fotofilmile või arvutiekraanile lisasuurendusega (suurenduse teine etapp).
Visualiseeriv osa okulaaridega toru kujul asub objektiivi kujutise tasapinna ja vaatleja või mikroskoopia jaoks mõeldud digikaamera silmade vahel.
Mikroskoopide torud on monokulaarsed, binokulaarsed või trinokulaarsed. Trinokulaartoru võimaldab ühendada kaamera mikroskoopia tegemiseks ning pildistada uuritud proovist parima kvaliteediga fotosid ja videoid.
Projektsioonimanused toodetakse ka mikroskoopide jaoks, sealhulgas arutelumanused kahe või enama vaatleja jaoks; joonistusseadmed;
Püstise mikroskoobi anatoomia
Optilise mikroskoobi Olympus BH2 põhielementide paigutus
Halogeenlambi valgusvihk peegeldub ja kogub kollektorläätse, et suunata see mööda optilist rada. Kuna lamp kuumeneb töötamise ajal, paigaldatakse optilisele teele termofilter, mis katkestab ravimile mineva soojuskiirguse. Halogeenlamp muudab oma spektrit olenevalt sellele rakendatavast pingest, mis mõjutab piltide värviedastust, seetõttu kasutatakse optilisel teel tingimata värvi tasakaalustavat filtrit, et stabiliseerida värvitemperatuuri ja tagada valge taust.
Peegel suunab valguse illuminaatorist välja diafragmale, mis reguleerib ravimile antava valgusvihu läbimõõtu.
Kondensaator kogub saadud valguse kokku ja suunab preparaadile, mis paigaldatakse lavale. Mikroskoobi lääts teravustab proovil olevate peente ja jämedate teravustamisnuppude abil ning edastab saadud kujutise toru prismadele.
Mikroskoobile on paigaldatud trinokulaarne toru, millel on okulaaride ja kaamera jaoks kiire jaotur. Kasutaja saab uurida proovi läbi okulaaride ja teha mõõtmisi ka objektimikromeetri abil.
Spetsiaalse adapteri abil paigaldatakse trinokulaartorule kaamera, et luua mikrofoto. Filmikaameraid paigaldati mikroskoobile 20. sajandi algusest kuni digikaamerate leiutamiseni.
Muidugi ei seisa tänapäeval tehnoloogia paigal, mis on kergesti paigaldatavad mikroskoobile ja millel on isegi suurem funktsionaalsus kui nende filmi eelkäijatel.
Disaini ja tehnoloogilisest vaatepunktist koosneb mikroskoop järgmistest osadest:
- mehaaniline osa;
- Optiline osa;
1. Mikroskoobi mehaaniline osa
Mikroskoobi struktuur sisaldab raami (või statiivi), mis on mikroskoobi peamine struktuurne ja mehaaniline üksus. Raam sisaldab järgmisi põhiplokke: alus, teravustamismehhanism, lambi (või LED) korpus, kondensaatori hoidik, objekti staadium, objektiivi ninaosa, liugurid filtrite ja analüsaatorite paigaldamiseks.
Sõltuvalt mikroskoobi mudelist eristatakse järgmisi valgustussüsteeme:
- Peegliga tulemasin;
Mängu- ja lastemikroskoobide jaoks leiab endiselt peegliga illuminaatori, kuid sellise mikroskoobi kasutamine on väga piiratud.
Eelarvemikroskoobid (CKX31, CKX41, CX23), mida kasutatakse bioloogias ja meditsiinis, kasutavad lihtsustatud valgustust. Kriitilise valgustuse põhimõte seisneb selles, et ühtlaselt ere valgusallikas paikneb otse välja diafragma taga ja pildistatakse kondensaatori abil objekti tasapinnal. Väljadiafragma suurus on valitud nii, et selle kujutis oleks täpselt piiratud okulaari vaateväljaga (madala objektiivi suurenduse korral. Kuna kriitiline valgustus ei taga löök edasi kiiri läbib kogu optilise tee, eraldusvõime kriitilise valgustuse korral on madalam kui Kölleri meetodil valgustatuna.
Laboriklassi ja kõrgema klassi mikroskoopides kasutatakse Kölleri meetodil valgustussüsteemi. Kölleri valgustuse põhimõte on luua otsene kiire tee piki kogu mikroskoobi optilist telge. See annab ravimi maksimaalse eraldusvõime ja detailsuse. Just selle valgustussüsteemiga on õigustatud kaamerate ühendamine mikroskoopia jaoks kvaliteetsete mikrofotode saamiseks.
Mikroskoobi puhtmehaaniline komponent on lava, mis on ette nähtud vaatlusobjekti paigaldamiseks või fikseerimiseks kindlasse asendisse. Tabelid võivad olla fikseeritud, koordineeritud ja pöörlevad (tsentreeritud ja tsentreerimata). Uurimismikroskoobid kasutavad ka motoriseeritud etappe, mis võimaldavad automatiseerida pildistamisprotsessi ja jälgida proovi teatud koordinaatides teatud ajavahemike järel.
2. Optiline osa
Optilised elemendid ja tarvikud täidavad mikroskoobi põhifunktsiooni - objektist suurendatud kujutise loomine, millel on kuju, koostisosade suuruse ja värviedastuse piisav usaldusväärsus. Lisaks peab optika tagama pildikvaliteedi, mis vastab uuringu eesmärkidele ja analüüsimeetodite nõuetele.
Mikroskoobi peamised optilised elemendid on järgmised optilised elemendid: välja diafragma, kondensaator, filtrid, läätsed, kompensaatorid, okulaarid, kaamera adapterid.
Objektiivid mikroskoobid on optilised süsteemid, mis on loodud mikroskoopilise kujutise konstrueerimiseks pilditasandil sobiva suurenduse, eraldusvõime ja uuritava objekti kuju ja värvi reprodutseerimise täpsusega. Objektiivid on mikroskoobi üks võtmeosi. Neil on keerukas optilis-mehaaniline disain, mis sisaldab mitut üksikut läätse ja komponente, mis on kokku liimitud 2 või 3 läätsest.
Objektiivide arvu määrab objektiivi lahendatavate ülesannete hulk. Mida kõrgem on objektiivi pildikvaliteet, seda keerulisem on selle optiline disain. Objektiivide koguarv keerukas objektiivis võib olla kuni 14 (näiteks võib see kehtida UPLSAPO100XO plaanilise apokromaatilise objektiivi kohta, millel on 100-kordne suurendus ja NA 1,40).
Objektiiv koosneb esi- ja tagaosast. Eesmine lääts on näidise poole ja on sobiva kvaliteediga pildi loomisel peamine, mis määrab objektiivi töökauguse ja arvulise ava. Järgmine osa koos esiosaga tagab vajaliku suurenduse, fookuskaugus ja pildikvaliteeti ning määrab ka objektiivi parfokaalse kõrguse ja mikroskoobi toru pikkuse.
Kondensaator.
Kondensaatori optiline süsteem on loodud mikroskoobi siseneva valguse hulga suurendamiseks. Kondensaator asub objekti (lava) ja illuminaatori (valgusallika) vahel.
Õppe- ja lihtsates mikroskoopides on kondensaator mitte eemaldatav ja liikumatu. Muudel juhtudel on kondensaator eemaldatav moodul, mis on kohandatud konkreetse ülesande jaoks. Valgustuse reguleerimisel (mikroskoobi reguleerimisel) liigub kondensaator mööda optilist telge ja sellega risti.
Kondensaatoris on alati ava iirisdiafragma, mis mõjutab pildi kontrastsust ja eraldusvõimet.
Tööks kasutatakse spetsiaalseid kondensaatoreid, mis on kohandatud faasikontrastsuse, tumeda välja, DIC ja polarisatsioonikontrastsuse meetoditele.
Okulaarid
IN üldine vaade okulaarid koosnevad kahest läätsede rühmast: silmalääts, mis on vaatleja silmale kõige lähemal, ja väljalääts, mis on kõige lähemal tasapinnale, millel objektiiv moodustab kõnealuse objekti kujutise.
Okulaarid klassifitseeritakse samade omaduste rühma järgi nagu läätsed:
- kompenseeriva (K - kompenseerivad objektiivi suurenduse kromaatilist erinevust üle 0,8%) ja mittekompenseeriva toimega okulaarid;
- tavalised ja tasapinnalised okulaarid;
- lainurk-okulaarid (okulaari numbriga - okulaari suurenduse ja selle lineaarvälja korrutis - üle 180); ülilainurk (silma arvuga üle 225);
- pikendatud pupilliga okulaarid prillidega või ilma prillideta töötamiseks;
- vaatlusokulaarid, projektsiooniokulaarid, fotookulaarid, gamaalid;
- okulaarid sisemise sihtimisega (kasutades okulaari sees liikuvat elementi, reguleeritakse võrestiku või mikroskoobi kujutise tasapinna teravat kujutist; samuti okulaari suurenduse sujuv, pankraatiline muutus) ja ilma selleta.
Olympuse mikroskoobid kasutavad prillidega või ilma prillideta kasutamiseks laia väljaga okulaare väljanumbriga 20 mm kuni 26,5 mm. Okulaaridel on elektrostaatiline kaitse ja dioptri reguleerimine mugavaks töötamiseks.
3. Elektriline osa mikroskoop
Tänapäevased mikroskoobid kasutavad peeglite asemel erinevaid elektrivõrgust toidetavaid valgusallikaid. Need võivad olla kas tavalised halogeenlambid või fluorestsents- (luminestsentsmikroskoopia) ksenoon- ja elavhõbedalambid. Üha populaarsemaks muutub ka LED-valgustus. Neil on tavaliste lampide ees mõned eelised, näiteks pikk kasutusiga (mikroskoobivalgusti Olympus BX46 U-LHEDC kasutusiga on 20 000 tundi), väiksem energiatarve jne. Valgusallika toiteks erinevad toiteallikad, süüteplokid ja muud seadmed, mis muudavad elektrivõrgu voolu selliseks, mis sobib konkreetse valgusallika toiteks.
OSA: TÜTOLOOGIA
TEEMA: "VALGUSMIKROSKOOPIDE SEADME JA MIKROSKOPIA TEHNIKAD."
Organisatsiooni vorm haridusprotsess: praktiline tund.
Asukoht: treeningu ruum.
Tunni eesmärk: Valgusmikroskoobi ehituse teadmiste põhjal valdab mikroskoopia tehnikat ja ajutiste preparaatide valmistamist.
Uuritava teema olulisus
Valgusmikroskoopia on üks objektiivsed meetodid bioloogilised, biomeditsiinilised ja meditsiinilised distsipliinid. Oskus õigesti kasutada mikroskoopi, asjatundlikult hinnata, tõlgendada, dokumenteerida (visandeerida) vaadeldud mikroskoopilist pilti eelduseks materjali edukas valdamine bioloogia, histoloogia praktilistes tundides, patoloogiline anatoomia, mikrobioloogia.
Praktilises tunnis töötamise tulemusena peab õpilane
tean:
· valgusmikroskoobi seade;
· valgusmikroskoobiga töötamise reeglid.
suutma:
· töötada valgusmikroskoobiga väikese ja suure suurendusega;
· valmistada ette ajutine ettevalmistus;
· koostada mikroskoopiliste preparaatide eskiise;
· koostada tunni protokoll.
Tunni varustus:
Arvuti;
projektor;
Esitlus Power Point sellel teemal;
Valgusmikroskoop;
Binokkel;
Mikronäidised (kõik);
Slaidid;
Katteklaasid;
Petri tassid;
skalpell;
Marli salvrätikud;
Filterpaber;
joodi alkoholilahus;
Pirn.
KLASSI PRAKTILINE OSA
TÖÖ nr 1. VALGUSMIKROSKOOPI SEADME.
1. harjutus:
- lugege hoolikalt töö nr 1 sisu ja uurige valgusmikroskoobi ehitust.
Mõelge mikroskoobi põhiosadele: mehaaniline, optiline, valgustus.
TO mehaaniline osa sisaldab: statiiv, lava, toru, revolver, makro- ja mikromeetri kruvid.
Statiiv koosneb massiivsest hobuserauakujulisest alusest, mis annab mikroskoobile vajaliku stabiilsuse. Aluse keskelt ulatub ülespoole peaaegu täisnurga all painutatud toruhoidik, mille külge on kinnitatud viltune toru.
Objektilaud, mille keskel on ümmargune auk, on paigaldatud statiivile. Kõnealune objekt asetatakse lauale (sellest ka nimi “objekt”). Laual on kaks klambrit või klambrit, mis kinnitavad ravimi kindlalt. Laua külgedel on kaks kruvi - ravimiekstraktorid, pööramisel liigub laud koos objektiiviga horisontaaltasapinnas. Valgusvihk läbib laua keskel oleva augu, võimaldades objekti vaadelda läbiva valguse käes.
Leidke statiivi külgedelt lava alt kaks kruvi, mida kasutatakse toru liigutamiseks. Makromeetrilisel kruvil ehk põrkmehhanismil on suur ketas ja pööramisel tõstab või langetab toru ligikaudseks teravustamiseks. Mikromeetri kruvi, millel on väiksema läbimõõduga välimine ketas, liigutab toru pööramisel veidi ja tagab täpse teravustamise. Mikromeetri kruvi saab mõlemas suunas keerata ainult pool pööret.
Optiline osa mikroskoopi esindavad okulaarid ja objektiivid.
Okulaar (ladina keelest oculus - silm) asub toru ülemises osas ja on suunatud silma poole. Okulaar on läätsede süsteem, mis on suletud silindrilisse metallümbrisesse. Okulaari ülemisel pinnal oleva numbri järgi saate hinnata selle suurendustegurit (X 7, X 10, X 15). Okulaari saab torust eemaldada ja vajadusel teisega asendada.
Otsige vastasküljelt üles pöörlev plaat ehk revolver (ladina revolvo - ma pöörlen), millel on 3 pesa objektiivide jaoks. Nagu okulaar, on ka lääts läätsede süsteem, mis on suletud ühisesse metallraami. Objektiiv keeratakse revolvri pessa. Objektiividel on ka erinevad suurendussuhted, mida tähistab number selle külgpinnal. Seal on: väikese suurendusega objektiiv (X 8), suure suurendusega objektiiv (X 40) ja sukellääts, mida kasutatakse kõige väiksemate objektide uurimiseks (X 90).
Mikroskoobi kogusuurendus võrdub okulaari suurendusega, mis on korrutatud objektiivi suurendusega. Seega on valgusmikroskoobi maksimaalne suurendus 15 X 90 või võib suurendada maksimaalselt 1350 korda.
Valgustuse osa Mikroskoop koosneb peeglist, kondensaatorist ja diafragmast.
Peegel on paigaldatud statiivile objektilava alla ja tänu liigutatavale kinnitusele on pööratav igas suunas. See võimaldab kasutada mikroskoobi suhtes erinevates suundades paiknevaid valgusallikaid ja suunata valgusvihk läbi laval oleva avause objektile. Peeglil on kaks pinda: nõgus ja tasane. Nõgus pind kontsentreerib valguskiiri tugevamalt ja seetõttu kasutatakse seda nõrgemas, tehisvalgustuses.
Kondensaator asub peegli ja lava vahel, see koosneb kahest või kolmest ühisesse raami ümbritsetud läätsest. Peegli poolt heidetud valgusvihk läbib kondensaatorläätsede süsteemi. Kondensaatori asendit muutes (kõrgem, madalam) saate muuta objekti valgustuse intensiivsust. Kondensaatori liigutamiseks kasutage kruvi, mis asub makro- ja mikrokruvide ees. Kui kondensaator langetatakse, siis valgustus väheneb, tõstmisel aga suureneb. Kondensaatori alumisse ossa paigaldatud diafragma toimib ka valgustuse reguleerimiseks. See diafragma koosneb plaatide seeriast, mis on paigutatud ringikujuliselt ja osaliselt kattuvad üksteisega nii, et keskel on auk valguskiire läbimiseks. Kondensaatoril asuva spetsiaalse käepideme kasutamine parem pool, saate muuta membraaniplaatide asendit üksteise suhtes ja seeläbi vähendada või suurendada ava ning seetõttu reguleerida valgustust.
sõna" mikroskoop"pärineb kahest Kreeka sõnad"mikros" - "väike", "skopeo" - "vaatan". See tähendab, et selle seadme eesmärk on uurida väikeseid objekte. Kui annad rohkem täpne määratlus, siis on mikroskoop optiline seade ( ühe või mitme objektiiviga), kasutatakse suurendatud kujutiste saamiseks teatud objektidest, mis pole palja silmaga nähtavad.
Nt, mikroskoobid, mida kasutatakse tänapäeva koolides, on võimelised suurendama 300-600 korda, sellest piisab, et näha elav rakküksikasjalikult - näete raku enda seinu, vakuoole, selle tuuma jne. Kuid kõige selle nimel läbis ta üsna pika avastuste ja isegi pettumuste tee.
Mikroskoobi avastamise ajalugu
Mikroskoobi avastamise täpset aega pole veel kindlaks tehtud, kuna esimesed seadmed väikeste objektide vaatlemiseks leidsid erinevatel ajastutel arheoloogid. Nad nägid välja nagu tavaline suurendusklaas, see tähendab, et see oli kaksikkumer lääts, mis suurendab pilti mitu korda. Täpsustan, et päris esimesed objektiivid olid tehtud mitte klaasist, vaid mingist läbipaistvast kivist, nii et piltide kvaliteedist pole vaja rääkidagi.
Hiljem leiutati need juba välja mikroskoobid, mis koosneb kahest objektiivist. Esimene lääts on objektiiv, see on suunatud uuritavale objektile ja teine lääts on okulaar, millesse vaatleja vaatas. Kuid objektide kujutis oli siiski tugevalt moonutatud, mis oli tingitud tugevatest sfäärilistest ja kromaatilistest kõrvalekalletest - valgus murdus ebaühtlaselt ja seetõttu oli pilt ebaselge ja värviline. Aga siiski, ka siis oli mikroskoobi suurendus mitusada korda, mis on päris palju.
Läätsede süsteem mikroskoopides oli märkimisväärselt keerukas alles 19. sajandi alguses, tänu selliste füüsikute nagu Amici, Fraunhofer jt tööle.Läätsede disainis kasutati juba kompleksset süsteemi, mis koosnes kogumis- ja lahknevatest läätsedest. Pealegi olid need läätsed pärit erinevad tüübid klaas, mis kompenseeris üksteise puudujääke.
Mikroskoop Hollandist pärit teadlasel Leeuwenhoekil oli juba ainetabel, kuhu olid paigutatud kõik uuritavad objektid, ja seal oli ka kruvi, mis võimaldas seda lauda sujuvalt liigutada. Seejärel lisati peegel - objektide paremaks valgustamiseks.
Mikroskoobi struktuur
On olemas lihtsad ja keerulised mikroskoobid. Lihtne mikroskoop koosneb ühest läätsesüsteemist, nagu tavaline suurendusklaas. Keeruline mikroskoop ühendab kaks lihtsad läätsed. Raske mikroskoop, annab vastavalt suurema suurenduse ja lisaks on sellel suurem eraldusvõime. Just selle võime (resolutsiooni) olemasolu võimaldab eristada proovide üksikasju. Suurendatud pilt, kus detaile ei ole võimalik eristada, annab meile kasulikku teavet.
Kompleksmikroskoopidel on kaheastmelised ahelad. Ühe objektiivi süsteem ( objektiiv) tuuakse objektile lähedale – see omakorda loob objektist lahendatud ja suurendatud kujutise. Seejärel suurendatakse pilti juba teise objektiivisüsteemiga ( okulaar), asetatakse see otse vaatleja silmale lähemale. Need 2 läätsesüsteemi asuvad mikroskoobi toru vastasotstes.
Kaasaegsed mikroskoobid
Kaasaegsed mikroskoobid suudavad pakkuda tohutut suurendust - kuni 1500-2000 korda, samas kui pildikvaliteet on suurepärane. Üsna populaarsed on ka binokulaarsed mikroskoobid, milles on ühe objektiivi pilt kaheharuline ja seda saab vaadata kahe silmaga korraga (kahes okulaaris). See võimaldab visuaalselt palju paremini eristada väikseid detaile. Sarnaseid mikroskoope kasutatakse tavaliselt erinevates laborites ( sealhulgas meditsiinis) uurimiseks.
Elektronmikroskoobid
Elektronmikroskoobid aitavad meil "uurida" üksikute aatomite pilte. Tõsi, sõna “kaaluma” kasutatakse siin suhteliselt, kuna me ei vaata otse silmadega - objekti kujutis tekib tänu väga keeruline töötlemine arvuti vastuvõetud andmed. Mikroskoobi (elektroonilise) disain põhineb füüsikalistel põhimõtetel, samuti meetodil objektide pindade “tunnetamiseks” väga õhukese nõelaga, mille ots on vaid 1 aatomi paksune.
USB mikroskoobid
Tänapäeval, digitehnoloogia arenedes, on kõigil võimalik oma kaamerale objektiivikinnitus osta. mobiiltelefon ja pildistada mis tahes mikroskoopilisi objekte. Olemas on ka väga võimsad USB-mikroskoobid, mis koduarvutiga ühendatuna võimaldavad monitoril tekkivat pilti vaadata.
Enamus digikaamerad võimeline sisse pildistama makrofotograafia, selle abil saate pildistada kõige väiksemaid objekte. Ja kui asetate kaamera objektiivi ette väikese koonduva objektiivi, saate fotot hõlpsalt kuni 500x suurendada.
Tänapäeval aitavad uued tehnoloogiad meil näha seda, mis oli sada aastat tagasi ligipääsmatu. Osad mikroskoop Ajaloo jooksul on seda pidevalt täiustatud ja praegu näeme mikroskoopi valmis kujul. kuigi, teaduse progress ei seisa paigal ja lähitulevikus ilmuvad ehk veelgi arenenumad mikroskoopide mudelid.
Video lastele. Mikroskoobi õige kasutamise õppimine:
Mikroskoop (kreeka keelest mikros - väike ja skopeo - vaatamine) on optiline seade, mis on mõeldud väikeste palja silmaga nähtamatute objektide visuaalseks uurimiseks. Mikrobioloogias kasutatakse väga erinevaid mikroskoope, millel on erinev konstruktsioon ja seadmed, kuid mis on põhielementide poolest sarnased.
Riis. 33. Mikroskoobi ehitus
1 - statiiv; 2 - toru; 3 - pea; 4 - objektitabel; 5 - makrokruvi; 6 - mikrokruvi;
7 - kondensaator; 8 - valgustusseade; 9 - objektiiv; 10 - okulaar.
Mikroskoop koosneb kahest põhiosast: mehaanilised Ja optiline(joonis 33). Mikroskoobi mehaaniline osa sisaldab statiivi (1), mis koosneb massiivsest alusest ja toruhoidikust.
Toruhoidja ülemise osa külge on kinnitatud monokulaarne või binokulaarne toru (2) ja tuvsabajuhikuga (3) pea. Revolver asetatakse sellele juhendile. Revolveril on neli keermestatud ava läätsede sissekeeramiseks ja lukk nende tsentreerimiseks. Revolvri sfääriline osa pöörleb kuulidel (kiireks läätsevahetuseks) ja on varustatud kuullukuga.
Toruhoidja keskosas on lava (4), millel on klambrid liuguri kinnitamiseks ja külgmised kruvid piki- ja põikisuunaliseks liikumiseks. See hõlbustab oluliselt tööd ettevalmistusega ja võimaldab objektiga tutvuda selle erinevates punktides. Lava keskel on auk valguse läbimiseks. Mõned uurimismikroskoobid on varustatud täiendava mikroskoobiga objekti mikroliikumiseks.
Alumises osas asuvas toruhoidikus on suurte käepidemetega (5) juhik mikroskoobi jämedaks teravustamiseks (makromeetriline kruvi või põrk) ja väikesed käepidemed (6) või ketas mikroskoobi peenfookustamiseks (mikromeetriline kruvi). Põrkmehhanismi pöörates on silmaga nähtav objektilaua või toru konarlik vertikaalne liikumine. Mikromeetri kruvi abil liigutatakse lava või toru väga väikese vahemaa tagant üles ja alla, mis on märgatav ainult mikroskoopias. Mikromeetri kruvi üks pööre annab 0,1 mm liikumise. Sellest piisab objekti täpseks teravustamiseks. Mikromeetri kruvi purunemise vältimiseks ärge keerake seda rohkem kui 1-1,5 pööret.
Optiline osa Mikroskoop sisaldab valgustussüsteemi ja läätsede süsteemi.
Valgustus süsteem asub objektilava all ja koosneb kondensaatorist (7) ja valgustusseade(8). Kondensaator on mikroskoobi kõige olulisem osa, millest sõltub edu mikrobioloogilised uuringud. See on ette nähtud hajutatud valguskiirte kogumiseks, mis läbides kondensaatori läätsi, koonduvad fookuses kõnealuse proovi tasapinnale.
Kondensaator on kinnitatud rõngaga kronsteinil asuvasse raami ja seda hoiab paigal väike polt. Lisaks on spetsiaalne küljekruvi, mis võimaldab vaatevälja valgustuse muutmiseks kondensaatorit 20 mm üles-alla liigutada. Kondensaatori põhjas on iirisdiafragma. Ava auku reguleeritakse spetsiaalse hoovaga, mis võimaldab muuta objekti valgustuse heledust. Kondensaatori põhjas on liigutatav raam (raam), millesse on asetatud matt- või sinisest klaasist valgusfiltrid. Valgusfiltreid kasutatakse valgustuse vähendamiseks ja pildi selguse parandamiseks.
Valguskiired suunatakse kondensaatorisse peegli või spetsiaalse elektrilise valgustusseadme abil, millel on erinevate mikroskoopide jaoks oma disainifunktsioonid.
Mikroskoobi kõige olulisem osa on ka süsteem läätsed, mis loob objektist suurendatud pöörd- ja virtuaalkujutise. See koosneb objektiivist (9), mis asub toru alumises osas ja on suunatud uuritavale objektile, ja okulaarist (10), mis asetatakse toru ülemisse ossa.
Objektiiv See on metallist silinder, millesse on fikseeritud läätsed. Peamine (eesmine) lääts on suunatud preparaadi poole. Ainult see tagab pildistatava objekti vajaliku suurenduse, kõik teised korrigeerivad pilti ja neid nimetatakse korrektsiooniks. Mikroskoobi lahutusvõime sõltub eesmisest läätsest, s.t. väikseim vahemaa, mille juures saab eraldi eristada kahte tihedalt asetsevat punkti. Kaasaegses optilised mikroskoobid Objektiivide eraldusvõime on 0,2 mikronit. Mida suurem on esiläätse kumerus, seda suurem on suurendusaste.
Esilääts põhjustab aga ka negatiivseid uurimistööd segavaid nähtusi, millest peamised on sfääriline aberratsioon ja kromaatiline aberratsioon.
Sfääriline aberratsioon on tingitud sellest, et esiläätse servadele langevad külgkiired murduvad teistest tugevamalt ning muudavad objekti kujutise uduseks ja ebaselgeks. Seetõttu näeb objekti iga punkt välja nagu ring. Esiläätse puuduste parandamiseks on akromaatobjektiividel parandusläätsede süsteem (3-4 kuni 10-12).
Olles kõige lihtsamad, kannatavad akromaadid kromaatilise aberratsiooni all. Kromaatiline aberratsioon on tingitud kiire lagunemisest valge valgus läbides esiläätse selle spektri komponentidesse. Objekti kujutis näib olevat ümbritsetud vikerkaarega. Kõige tugevamalt klaasist läätsed murda sinakasvioletseid ja kõige vähem punaseid kiiri.
Sfäärilise ja kromaatilise aberratsiooni kõrvaldamine saavutatakse kõige paremini apokromaatide kasutamisel. Need koosnevad erineva kumerusega ja valmistatud läätsede komplektist erinevad sordid klaasist See loob tingimused pildi selguse tagamiseks ja värviliste objektide värvi korrektsemaks edasiandmiseks.
Alguses kasutati neid akromaadid, mis võimaldas kõrvaldada kromaatilise aberratsiooni seoses kahe kõige erksad värvid spekter Seetõttu puudus eseme kujutisel värvus. Seejärel saadi spetsiaalsed klaasitüübid, mille läätsed mitte ainult ei kõrvaldanud objekti värvimist, vaid andsid ka kiirtest selge pildi erinevat värvi. Neid objektiive nimetatakse apokromaadid.
Panachromats on veelgi keerukama disainiga ja võimaldavad luua objektide selgemaid kontuure kogu vaatevälja ulatuses
Objektiivide valimiseks graveeritakse nende korpusele järgmised tähised: ahr. - akromaat, apo. - apokromaat; pann. - pankromaat
Olemas on kuiv- ja immersioonläätsed. Kuiva läätse kasutamisel on selle esiläätse ja kõnealuse objekti vahel õhukiht. Õhust saadavad valguskiired läbivad preparaadi klaasi, seejärel jälle läbi õhukihi, mille tulemusena nad murduvad ja hajuvad erinevate ainete piiril. Pärast selliseid üleminekuid heterogeense keskkonna kaudu tungib läätse ainult osa valguskiirtest. Püüdma maksimaalne summa valguskiirte korral peab läätsede esilääts olema suhteliselt suure läbimõõduga, suure fookuskaugusega ja väikese kumerusega. Seetõttu on kuivläätsedel väike suurendusaste (8 x, 10 x, 20 x, 40 x).
Suurema suurenduse saavutamiseks on vaja luua homogeenne optiline keskkond eesmise objektiivläätse ja proovi vahel. See saab võimalikuks, kastes läätse tilga seedriõli, mis kantakse preparaadile. Seedriõli murdumisnäitaja n = 1,515, mis on lähedane ravimiklaasi murdumisnäitajale (n = 1,52). Seetõttu ei haju immersioonõli läbivad valguskiired ja ilma suunda muutmata satuvad objektiivi, tagades uuritava objekti selge nähtavuse. Seedriõli puudumisel kasutatakse asendajaid: virsikuõli (n = 1,49); kastoorõli(1,48-1,49); nelgiõli (1,53); immersiool, mis sisaldab virsikuõli (50 g), kampoli (10 g), naftaleeni (10 g), salooli (1 g); võrdsetes kogustes riitsinusõli (n = 1,47) ja tilli (n - 1,52) segu.
Õlikümblusläätsed on märgistatud “MI”, silindril on must triip ja sissevajunud esilääts, mis kaitseb seda kahjustuste eest läätse hoolimatul kokkupuutel ravimiga. Õlikümblusobjektiivide pildi suurendusaste võib olla 80 x, 90 x, 95 x, 100 x ja 120 x.
Veekümblusobjektiividel on pildi suurendus 40X. Need on tähistatud tähtedega “VI” ja valge triibuga silindril. Sellised läätsed on katteklaasi paksuse muutuste suhtes väga tundlikud, kuna vee murdumisnäitaja erineb klaasi murdumisnäitajast. Parim kvaliteet pilte jälgitakse 0,17 mm paksuste katteklaaside kasutamisel.
Enamik mikroskoope on varustatud kolme tüüpi objektiividega (10 x, 20 x, 40 x ja 90 x), mis tagavad vastavalt väikese, keskmise ja suure suurenduse. Objektiivi väikseim suurendustegur on 8x. Kui läätse töödeldakse immersiooniõli eemaldamiseks pikka aega atsetooni või bensiiniga, hävib läätsesid ühendav liim. See muudab objektiivi optilise süsteemi kasutuskõlbmatuks.
Okulaar asub toru ülaosas ja suurendab objektiiviga antud pilti. See koosneb kahest lamekumerast läätsest: ülemine lääts (silm) ja alumine, näoga objekti poole, koguvad läätsed. Uurija silm, nagu jätkaks optiline süsteem mikroskoobi abil, murrab okulaarist väljuvad kiired ja loob võrkkestale objektist suurendatud kujutise.
Mõlemad objektiivid on ümbritsetud metallraamiga. Okulaari raamile on graveeritud number, mis näitab, mitu korda okulaar objektiivi suurendust suurendab. Monokulaarne mikroskoop kasutab ühte objektiivi, binokulaarne mikroskoop aga kahte. Vastavalt sellele on objekti kujutis tasane või stereoskoopiline. Binokulaarset toru saab reguleerida mis tahes pupillidevahelisele kaugusele vahemikus 55–75 cm.
Okulaari suurendustegur on märgitud silmaläätse metallraamile (7 x, 10 x või 15 x). Mikroskoobi kogusuurendus on võrdne objektiivi suurendusteguri ja okulaari suurendusteguri korrutisega. Seega on bioloogiliste mikroskoopide väikseim suurendus 56-kordne (8 on objektiivi suurendus korrutatud 7-ga – okulaari suurendus) ja suurim - 1800 (120 x 15).
Objekti suurendatud kujutis võib aga olla selge, kuid ei pruugi olla. Kujutise selguse määrab mikroskoobi eraldusvõime ( kasulik tõus) st. minimaalne kaugus kahe punkti vahel, kui need pole veel üheks liidetud. Mida suurem on mikroskoobi eraldusvõime, seda väiksem on nähtav objekt.
Mikroskoobi eraldusvõime sõltub kasutatava valguse lainepikkusest ning objektiivi ja kondensaatori arvavade summast:
kus α - minimaalne vahemaa kahe punkti vahel;
A 1 - objektiivi numbriline ava;
A 2 on kondensaatori numbriline ava;
λ on kasutatud valguse lainepikkus.
Objektiivi ja kondensaatori numbrilised avad on näidatud nende korpusel. Kasutades saate mikroskoobi eraldusvõimet suurendada ultraviolettkiirgus. Ultraviolettmikroskoobid on aga väga kallid, mistõttu on nende kasutamine keeruline. Kõige sagedamini kasutatakse mikroskoobi eraldusvõime suurendamiseks keelekümblussüsteemi.
Loe:
|
TO praktiline tund jaotises "Rakubioloogia"
Eriala “Arsti- ja ennetusravi” 1. kursuse üliõpilastele
TEEMA. Mikroskoop ja sellega töötamise reeglid
SIHT. Valgusmikroskoobi ehituse teadmiste põhjal valdab mikroskoopia tehnikat ja ajutiste mikroslaidide valmistamist.
TEADMISTE JA PRAKTILISTE OSKUSTE LOETELU
1. Teadma mikroskoobi põhiosi, nende otstarvet ja ehitust.
2. Teadma mikroskoobi kasutamiseks ettevalmistamise reegleid.
3. Oskab töötada väikese ja suure suurendusega mikroskoobiga.
4. Oskab valmistada ajutisi mikroslaide.
5. Oska õigesti protokollida praktiline töö.
TEEMA PEAMISED KÜSIMUSED
1. Peamised mikroskoopia liigid.
2. Valgusmikroskoobi põhiosad, nende otstarve ja ehitus.
3. Mikroskoobi mehaanilise osa elemendid.
4. Mikroskoobi valgustusosa. Kuidas saate objekti valgustuse intensiivsust suurendada?
5. Mikroskoobi optiline osa. Kuidas määrata objekti suurendust?
6. Mikroskoobi kasutamiseks ettevalmistamise reeglid.
7. Mikroskoobiga töötamise reeglid.
8. Ajutise mikroslaidi valmistamise tehnika.
TEEMA KOKKUVÕTE
Väikeste objektide uurimiseks kasutatakse mikroskoopi. Praktilises töös kasutavad nad tavaliselt mikroskoopi MBR-1 (bioloogiline töömikroskoop) või MBI-1 (bioloogiline uurimismikroskoop), Biolam ja MBS-1 (stereoskoopmikroskoop).
MIKROSKOPIA LIIGID: valgus (suurendusklaas, fluorestsents, tavalised valgusmikroskoobid - MBI-1, MBR-1, Biolam jne) ja elektrooniline (edastus- ja skaneerivad mikroskoobid).
VALGUSMIKROSKOOPIA on peamine meetod bioloogiliste objektide uurimiseks, seetõttu on arsti praktiliseks tööks vajalik mikroskoopia tehnika valdamine ja ajutiste mikroproovide ettevalmistamine. Valgusmikroskoobi eraldusvõimet piirab valguse lainepikkus. Kaasaegsed valgusmikroskoobid võimaldavad suurendust kuni 1500. On väga oluline, et valgusmikroskoobis saaks uurida mitte ainult fikseeritud, vaid ka elusaid objekte. Kuna enamiku elusrakkude struktuuridel pole piisavalt kontrasti (need on läbipaistvad), spetsiaalsed meetodid valgusmikroskoopia, mis võimaldab suurendada objekti kujutise kontrastsust. Sellised meetodid hõlmavad faasikontrastmikroskoopiat, tumevälja mikroskoopiat jne.
ELEKTRONIMIKROSKOOPIA – kasutab mitte valgust, vaid läbivat elektronide voogu elektromagnetväljad. Elektronide lainepikkus sõltub elektronkiire tekitamiseks rakendatavast pingest, praktikas võib saada ligikaudu 0,5 nm eraldusvõime, s.o. umbes 500 korda rohkem kui valgusmikroskoobis. Elektronmikroskoop võimaldas mitte ainult uurida varem tuntud struktuuri rakulised struktuurid, vaid ka uute organellide tuvastamiseks. Nii avastati, et paljude rakuliste organellide ehituse aluseks on elementaarne rakumembraan.
Mikroskoobi põhiosad: mehaaniline, optiline ja valgustus.
Mehaaniline osa. Mehaaniline osa sisaldab statiiv, lava, toru, revolver, makro- ja mikromeetri kruvid. Statiiv koosneb alusest, mis annab mikroskoobile stabiilsuse. Aluse keskelt ulatub üles toruhoidik, mille külge on kinnitatud viltune toru. Objektilaud on paigaldatud statiivile. Sellele asetatakse mikroslaid. Laval on kaks klambrit (klambrit) proovi kinnitamiseks. Läbi laval oleva augu valgustatakse objekti.
Statiivi külgpindadel on kaks kruvi, millega saab toru liigutada. Makromeetrilist kruvi kasutatakse fookuse jämedaks reguleerimiseks (objekti selge pildi saamiseks mikroskoobi väikese suurendusega). Mikromeetri kruvi kasutatakse peenhäälestus keskenduda.
Optiline osa. Mikroskoobi optilist osa esindavad okulaarid ja läätsed. Okulaar (ladina osillus – silm) asub toru ülaosas ja on suunatud silma poole. Okulaar on läätsede süsteem. Okulaarid võivad pakkuda erinevat suurendust: 7 (×7), 10 (×10), 15 (×15) korda. Toru vastasküljel on pöörlev ketas - pöörlev plaat. Objektiivid on fikseeritud selle pesadesse. Iga objektiiv on esindatud mitme objektiiviga, nagu okulaaril, mis võimaldab teil saavutada teatud suurenduse: ×8, ×40, ×90.