Kính Hiển Vi Quang học – cấu trúc Và bí quyết Sử Dụng
1. Trình làng chung về kính hiển vi
Kính hiển vi (microscope) là thiết bị nhằm quan sát các vật thể có kích thước rất bé dại mà mắt thường xuyên không nhìn thấy được. Công nghệ nhằm khám phá và kiểm tra những vật thể bé dại nhờ một thiết bị do đó được gọi là kỹ thuật hiển vi (microscopy). Hình hình ảnh hiển vi của vật dụng thể được thổi phồng thông sang 1 hoặc các thấu kính, hình ảnh này nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục của thấu kính (hoặc những thấu kính). Năng lực quan tiếp giáp của kính hiển vi được quyết định bởi độ phân giải.
Bạn đang đọc: Cấu tạo kính hiển vi quang học
Năm 1590, hai phụ vương con thợ có tác dụng kính mắt fan Hà Lan: Hans Janssen với Zaccharias Janssen đã phát minh ra kính hiển vi đầu tiên. Sau đó, Anton van Leeuwenhoek (1623 – 1732), Hà Lan, là fan đầu tiên chế tạo ra kính hiển vi để quan giáp tế bào hồng cầu, nấm, vi khuẩn, tinh trùng và những vi sinh đồ gia dụng trong nước… từ bỏ đó, vô cùng nhiều tìm hiểu và công trình phân tích được công bố, Anton van Leeuwenhoek được xem là “Cha đẻ của kỹ thuật hiển vi – Father of Microscopy) mặc dầu ông trước đó chưa từng được học tập qua trường lớp nào. Robert Hook (1635 – 1703) đã thực hiện nguồn sáng để quan sát trái đất vi sinh vật bởi kính hiển vi, ông cũng chính là người trước tiên quan tiếp giáp được cấu trúc tế bào. Cuốn sách “Hình ảnh hiển vi” được xuất phiên bản năm 1665 đã diễn đạt rất nhiều đối tượng người dùng mà mắt thường xuyên không nhìn thấy được. Ông cũng được tôn vinh là “Cha đẻ của công nghệ hiển vi fan Anh”.
Trong những thập kỷ gần đây, nhờ việc phát triển lập cập của kỹ thuật và công nghệ, những thế hệ kính hiển vi văn minh liên tục được giới thiệu và tung ra thị phần với nhiều tác dụng ưu việt. Vày vậy, rất khó khăn để phân ra chính xác thành từng loại kính hiển vi. Mặc dù nhiên, một số nhóm kính hiển vi có thể được bắt lược như sau: kính hiển vi quang học (kính hiển vi ánh sáng truyền qua, kính hiển vi soi nổi, kính hiển vi phản pha, kính hiển vi soi ngược, kính hiển vi phân cực, kính hiển vi huỳnh quang, kính hiển vi đồng tụ,…), kính hiển vi điện tử (kính hiển vi năng lượng điện tử truyền qua – TEM, kính hiển vi năng lượng điện tử quét – SEM,…), kính hiển vi quét đầu dò (kính hiển vi lực nguyên tử – AFM, kính hiển vi quét chui hầm – STM, kính hiển vi quang học tập quét trường ngay sát – SNOM,…)
Bài này chỉ tập trung giới thiệu một số một số loại kính hiển vi quang học tập được sử dụng phổ biến tại các phòng xét nghiệm vi sinh sinh hoạt Việt Nam:
Kính hiển vi tia nắng truyền quaKính hiển vi tia nắng truyền qua (transmitted light microscope) là các loại kính hiển quang học tập được sử dụng phổ cập nhất hiện tại nay, thường thực hiện một nguồn ánh nắng trắng rọi qua mẫu bỏ trên một lam kính để quan sát ngoài mặt và vi cấu trúc của mẫu. Ảnh của mẫu là hình ảnh hai chiều.
Kính hiển vi soi nổiKính hiển vi soi nổi (stereoscopic microscope) là một số loại kính hiển vi quang quẻ học được thiết kế theo phong cách để quan gần kề hình ảnh bề khía cạnh của mẫu vật thể ngơi nghỉ độ phóng đại thấp. Loại kính này thường thực hiện chùm tia nắng trắng chiếu tới mặt phẳng của thiết bị thể, hình ảnh tạo ra bởi tia nắng phản xạ trải qua hai trục quang học đơn lẻ với hai đồ dùng kính (hoặc một thứ kính phẳng), hệ thống kính phóng và mang lại thị kính,. Ảnh của vật mẫu thường là hình hình ảnh 3 chiều.
Kính hiển vi phân cựcKính hiển vi phân cực (polarizing microscope) là một số loại kính hiển vi sử dụng ánh sáng phân rất để quan tiền sát, nghiên cứu và phân tích định tính cùng định lượng các mẫu tất cả đặc tính lưỡng chiết (có hai chỉ số khúc xạ). Kính hiển vi phân cực có công dụng cung cấp cho những thông tin về màu dung nạp và đường biên giới quang học giữa các gia công bằng chất liệu khác nhau (có chỉ só khúc xạ khác nhau) trong và một mẫu. Hình ảnh hiển vi phân cực bao gồm độ tương phản nghịch cao.
Kính hiển vi quang học bao gồm hai nicon phân cực ánh sáng, để thẳng góc nhau: nicon phân rất đặt dưới mâm kính, nicon phân tích để giữa vật kính với thị kính. Chủng loại đá hoặc khoáng đồ mài mỏng tanh tới bề dày 0,03 mm, được gắn bằng nhựa Canađa vào tấm thuỷ tinh và bỏ lên mâm kính. KHVPC được cho phép xác định các hằng số quang học của khoáng trang bị (chiết suất, lưỡng tách suất, góc quang đãng học, màu sắc tự nhiên, màu nhiều sắc của khoáng đồ gia dụng kim loại) và nhờ đó có thể xác định chính xác tên khoáng vật.
Kính hiển vi huỳnh quangKính hiển vi huỳnh quang (flourescence microscope) là một số loại kính hiển vi quang quẻ học thực hiện một nguồn tia nắng kích mê say để nghiên cứu, quan tiền sát những thuộc tính của chủng loại sinh học sau khi mẫu này nhuộm với chất phát huỳnh quang quẻ (hoặc mẫu mã tự phạt huỳnh quang). Chuyên môn hiển vi huỳnh quang đãng cũng cho phép quan sát các thuộc tính sinh hóa cùng sinh lý học của các tế bào sống. Phụ thuộc vào mục đích và đối tượng người dùng cần quan ngay cạnh mà mẫu hoàn toàn có thể nhuộm với phần nhiều chất phạt huỳnh quang khác biệt sử dụng ánh sáng có cách sóng kích mê thích khác nhau.
2. Cấu trúc kính hiển vi quang đãng học
Kính hiển vi tia nắng truyền quaGồm các bộ phận chủ yếu hèn sau:
Nguồn sáng truyền qua (bóng đèn gai đốt hoặc halogen).Tụ quang để hội tụ chùm sángMàn chắn sáng, khẩu độ chắn sáng (nếu có)Giá đỡ mẫu (có bộ phận giữ mẫu)Bộ phận điều khiển và tinh chỉnh giá đỡ mẫu (lên, xuống, thanh lịch phải, thanh lịch trái)Mâm đồ gia dụng kính có công dụng xoay vòng để chắt lọc vật kính có độ phóng đại thích hợp khi quan lại sátVật kính: là một trong những ống hình trụ bao gồm một hay nhiều thấu kính, để thu ánh sáng đi chiếu thẳng qua mẫu. Vật kính có những độ phóng đại điển hình như 4x, 5x, 10x, 20x, 40x, 50x, 60x và 100x có thể được lắp đặt trên cùng một mâm đồ gia dụng kính.Thị kính: là một trong những ống hình trụ tất cả hai hay nhiều thấu kính, giúp quy tụ hình hình ảnh của vật mẫu lên võng mạc của mắt.Độ phóng đại nổi bật của thị kính là 2x, 5x, 10x.
Núm chỉnh độ hội tụ (chỉnh thô với chỉnh tinh)Ống nối với camera (nếu có).Xem thêm: 100 Ảnh Gái Xinh Khoe Nhũ Hoa Khi Chơi Chó Gái Xinh, Em Xinh Khoe Nhũ Hoa Chà Bá Lửa Cực Đẹp
Gồm các phần tử chủ yếu sau :
Nguồn sáng bức xạ (và truyền qua)Bệ kính duy trì thăng bằng có mức giá đặt mẫuLăng kínhỐng quan tiền sátVật kính : thường bao hàm hai thiết bị kính hoặc thứ kính phẳng nỗ lực định, có thể chấp nhận được quan sát mẫu vật ở những góc độ khác nhau. Độ phóng đại điển hình của vật kính : 1x ; 1,5x ; 2x.Núm chỉnh độ phóng đạiNúm chỉnh độ hội tụThị kính : là một trong ống hình trụ với thấu kính. Độ phóng đại nổi bật của thị kính : 10x, 15x, 20x cùng 30xỐng nối camera (nếu có)
Gồm các thành phần chủ yếu ớt sau :
Nguồn sáng (sợi đốt, halogen…)Tụ quangBộ phân cực ánh sáng (thường được lắp thắt chặt và cố định phía dưới tụ quang)Giá đỡ mẫu có công dụng xoay vòngMâm đồ dùng kínhBộ so với (có năng lực xoay vòng với góc phát âm nhỏ)Vật kính: là 1 trong ống hình trụ bao gồm một hay nhiều thấu kính, nhằm thu tia nắng đi chiếu thẳng qua mẫu. đồ vật kính có các độ phóng đại điển hình không giống nhau như 4x, 5x, 10x, 20x, 40x, 50x, 60x với 100x có thể được lắp bỏ trên cùng một mâm đồ dùng kính.Thị kính: là một trong những ống hình trụ có hai hay các thấu kính, giúp hội tụ hình ảnh của vật mẫu lên võng mạc của mắt.Độ phóng đại điển hình nổi bật của thị kính là 2x, 5x, 10x.
Núm chỉnh độ quy tụ (chỉnh thô, chỉnh tinh)Bệ đỡ kínhỐng nối cùng với camera (nếu có)
Gồm các bộ phận chủ yếu hèn sau :
Nguồn sáng truyền qua (bóng đèn tua đốt hoặc halogen)Nguồn sáng kích say đắm huỳnh quang (đèn hơi thủy ngân, đèn hồ quang xenon…)Tụ quang đãng để hội tụ chùm sángMàn chắn sáng, khẩu độ chắn sángGương lưỡng hướng sắc (hoặc bộ phân loại chùm tia lưỡng sắc)Giá đỡ chủng loại (có phần tử giữ mẫu)Bộ phận tinh chỉnh và điều khiển giá đỡ mẫu (lên, xuống, quý phái phải, thanh lịch trái)Mâm đồ kính có tác dụng xoay vòng để chắt lọc vật kính tất cả độ phóng đại phù hợp khi quan tiền sát.Vật kính : là một trong ống hình trụ bao gồm một hay những thấu kính, nhằm thu ánh nắng đi chiếu thẳng qua mẫu. Thiết bị kính có các độ cường điệu điển dường như 4x, 5x, 10x, 20x, 40x, 50x, 60x với 100x rất có thể được lắp bỏ lên cùng một mâm trang bị kính.Thị kính : là một ống hình trụ bao gồm hai hay nhiều thấu kính, giúp hội tụ hình ảnh của mẫu vật lên võng mạc của mắt.Độ phóng đại nổi bật của thị kính là 2x, 5x, 10x
Núm chỉnh độ quy tụ (chỉnh thô với chỉnh tinh)Ống nối cùng với camera
3. Nguyên lý hoạt động vui chơi của kính hiển vi quang quẻ học
Kính hiển vi ánh nắng truyền qua
Ánh sáng khả con kiến từ mối cung cấp được triệu tập lại khi đi qua tụ quang để truyền qua mẫu bỏ trên lam kính. Sau đó, hình ảnh của chủng loại được chế tạo thành cùng phóng đại lần đầu tiên nhờ một thấu kính bao gồm tiêu cự ngắn (vài mm) điện thoại tư vấn là đồ kính. Hình ảnh này rất có thể tiếp tục được phóng đại lên nhiều lần nhờ thấu kính phóng. Hình ảnh phóng đại ở đầu cuối của chủng loại là hình ảnh thật, quan ngay cạnh được nhờ thị kính (có tiêu cực dài hơn nữa rất các so với tiêu cự của đồ dùng kính) hoặc được lưu lại nhờ CCD camera. Độ phân giải của ảnh hiển vi quang học bị tinh giảm bởi nhiễu xạ. Theo công thức của Abbe – Rayleigh, khoảng cách nhỏ nhất dmingiữa nhị điểm có công dụng phân biệt được xem theo công thức:
dmin = 1,22l/2NA
trong kia l là bước sóng ánh sáng, NA = n x sinα được hotline là khẩu độ số của thứ kính, n là chiết suất của môi trường mẫu quan liêu sát, α là bán góc mở cực lớn của đồ vật kính khi quan gần kề mẫu.
Kính hiển vi soi nổi
Kính hiển vi soi nổi có phong cách thiết kế để quan lại sát mẫu vật thể sống độ cường điệu thấp. Ảnh hiển vi soi nổi thường xuyên được chế tạo thành nhờ ánh nắng phản xạ trên bề mặt mẫu sau khi được thắp sáng hơn là ánh sáng truyền qua. Ánh sáng bội nghịch xạ trải qua hai đồ vật kính hoặc một đồ kính phẳng theo nhị trục quang học tuy nhiên song tạo nên hình ảnh ba chiều nhờ khả năng quan tiếp giáp mẫu từ những góc độ khác biệt (γ). Dựa vào sử dụng những kính viễn vọng phong cách Galilê đặt lên một trống luân chuyển (hoặc hệ thống các thấu kính có chức năng phóng khổng lồ hoặc thu nhỏ) nên bao gồm khả năng thay đổi được độ cường điệu của hình ảnh theo ý muốn.
Kính hiển vi phân cực
Không hệt như các các loại kính hiển vi quang học tập khác, kính hiển vi phân cực được thiết kế để quan gần cạnh mẫu khi sử dụng ánh nắng phân rất và tính năng quang học tập không đẳng vị trí hướng của mẫu. Các loại mẫu này còn có những liên kết nội phân tử phân cực xúc tiến với ánh nắng phân cực theo một phía nhất định dẫn đến việc trễ pha. Quy trình này được kiểm soát điều hành nhờ sự thay đổi biên độ giao quẹt tại mặt phẳng tạo hình ảnh ban đầu. Để quan lại sát các mẫu lưỡng tách (có nhị chỉ số khúc xạ khác nhau), kính hiển vi phải được sản phẩm hai cỗ phân cực, một bộ đặt lên đường đi của chùm ánh nắng tới trước mẫu, cỗ phân tích (bộ phân rất thứ hai) được đặt tại trục quang học giữa thứ kính, sau khẩu độ và những ống quan gần cạnh hoặc camera. Độ tương phản nghịch của ảnh tạo ra nhờ xúc tiến giữa tia nắng phân cực phẳng với mẫu mã lưỡng phân tách để tạo ra hai nhân tố sóng riêng biệt (tia bình thường và bất bình thường) phân cực trong các mặt phẳng vuông góc biến đổi lẫn nhau. Vận tốc của các thành phần này khác nhau và chuyển đổi hướng truyền khi trải qua mẫu. Sau thời điểm đi qua mẫu, những thành phần ánh nắng truyền lệch sóng nhau nhưng lại tái kết hợp lại sau quy trình giao sứt khi trải qua bộ phân tích.
Kính hiển vi huỳnh quang
Kính hiển vi huỳnh quang hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng tia nắng có cách sóng ngắn, tích điện cao nhằm kích thích những điện tử nội trên trong phân tử của mẫu mã nhảy lên quỹ đạo cao hơn nữa (có mức tích điện cao hơn). Khi những điện tử này trở về quỹ đạo cũ (có nấc năng lượng ban sơ khi chưa bị kích thích) chúng phát ra một tia nắng có bước sóng lâu năm hơn, tích điện thấp rộng (thường phía trong phổ ánh ánh nắng nhìn thấy) để tạo nên hình hình ảnh huỳnh quang. Kính hiển vi huỳnh quang thực hiện đèn xenon hoặc thủy ngân để tạo nên ánh sáng tia cực tím, qua cỗ lọc để đưa vào kính và đi mang đến gương lưỡng hướng sắc – nhiều loại gương có tác dụng phản xạ dải bước bước sóng khăng khăng và có thể chấp nhận được một dải cách sóng khác đi qua. Gương này phản nghịch xạ tia nắng tia cực tím lên mẫu mã để kích thích huỳnh quang đãng nội tại trong những phân tử của mẫu. đồ kính vẫn thu lại những ánh sáng có cách sóng huỳnh quang được tạo ra đi mang lại gương lưỡng phía sắc với thông sang 1 bộ lọc (để vứt bỏ những ánh sáng không tồn tại bước sóng huỳnh quang) dẫn mang lại thị kính để tạo ảnh huỳnh quang.
4. Phía dẫn sử dụng kính hiển vi quang đãng học
Nguyên tắc, mức sử dụng chung khi sử dụngNgười sử dụng kính hiển vi yêu cầu được giảng dạy cơ phiên bản về kỹ năng và kiến thức liên quan.Người áp dụng kính trước tiên phải gồm sự hướng dẫn của người dân có kinh nghiệm.Đọc kỹ trả lời của từng các loại kính trước lúc thao tác.Quy trình áp dụng kính hiển viKính hiển vi ánh nắng truyền qua
Bật công tắc khối nguồnNhấn công tắc nguồn khởi cồn trên kínhĐưa bộ lọc sáng sủa vào trục quang học tập (nếu có)Chỉnh trọng điểm hai thị kính vào trục quang quẻ họcTăng tụ quang quẻ (nếu có) mang lại vị trí cao nhất (sử dụng núm hội tụ tụ quang)Lựa chọn vật kính 10x gửi vào trục quang quẻ họcMở hoàn toàn màn chắn sáng và khẩu độĐưa mẫu và dịch chuyển giá đỡ mẫu mang lại vị trí phù hợp để quan tiền sátĐiều chỉnh độ hội tụĐiều chỉnh diop với thị kính phù hợp với mắtĐiều chỉnh độ quy tụ và chuẩn chỉnh tâm tụ quangLựa chọn vật kính gồm độ phóng đại ước muốn (lưu ý: khi biến đổi vật kính, rất có thể không quan gần kề được hình ảnh của mẫu, cho nên vì vậy phải điều chỉnh độ hội tu và khoảng cách giữa thiết bị kính cùng mẫu).Khi chụp hình ảnh hoặc quan tiếp giáp mẫu bởi camera, phải mở chốt chống trục quang học tập (chốt này thường xuyên ở ngay dưới ống nối camera)Tắt mối cung cấp sau khi quy trình quan gần cạnh mẫu kết thúcKính hiển vi soi nổi
Bật công tắc nguồn nguồn.Điều chỉnh cường độ sáng thích hợp (nếu có)Điều chỉnh nhì núm hội tụ một giải pháp nhẹ nhàng để đạt được khoảng cách làm việc tốt nhất có thể từ mẫu cho vật kính. (Chú ý: luôn phải kiểm soát và điều chỉnh cả hai núm hội tụ ở phía 2 bên thân kính, tránh nhằm kính rơi từ bỏ do)Điều chỉnh khoảng cách giữa hai thị kính để tương xứng với mắt người quan sát.Điều chỉnh điốp để phù hợp với mắt.Điều chỉnh độ hội tụ và khoảng cách làm việc.Thay đổi độ phóng đại, trường hợp muốn.Tắt nguồn sau khi quá trình quan sát mẫu kết thúcKính hiển vi phân cựcBật công tắc nguồn nguồn.Điều chỉnh thị kính để tương xứng với mắt quan sátĐẩy dòng nẫy đóng mở trục quang học nhằm quan sát bởi hai thị kínhĐưa thứ kính 10x vào trục quang học. Chỉnh trực tiếp chùm sángChỉnh trọng điểm tụ quangĐưa mẫu lên giá với chỉnh trung tâm giá duy trì mẫuChỉnh trung ương vật kínhĐiều chỉnh độ mở thích hợp của màng chắn khẩu độ cùng màng chắn trườngĐiều chỉnh độ hội tụChọn đồ dùng kính phù hợp và thực hiện một giọt dầu nhúng vật kính khi quan sátĐiều chỉnh cùng lựa chọn chế độ quan gần kề thích hợpĐẩy chiếc nẫy đóng mở trục quang học để ghi dấn hình ảnh bằng cameraTắt nguồn sau khi quá trình quan gần kề mẫu kết thúcKính hiển vi huỳnh quangQuan sát ảnh hiển vi trường sáng
Bật công tắc nguồnBật công tắc nguồn khởi cồn kính và kiểm soát và điều chỉnh độ sáng mê thích hợpĐưa những bộ lọc ánh nắng vào trục quang học (ví dụ: đưa những bộ lọc ND8, ND32 với NCB11 đến chính sách IN ở kính Eclipse 90i, Nikon).Đẩy chiếc nẫy đóng góp mở trục quang học nhằm quan sát bởi hai thị kính.Nâng tụ quang lên vị trí cao nhất (ví dụ: thực hiện núm chỉnh quy tụ tụ quang nghỉ ngơi kính Eclipse 90i, Nikon).Chọn trang bị kính 10x vào trục quang họcMở hoàn toàn màng chắn trường cùng màng chắn khẩu độĐưa mẫu lên giá chỉ và dịch chuyển giá chủng loại (lên, xuống hoặc/và theo hướng ngang, dọc) mang đến trường quan lại sátChỉnh quy tụ mẫu.Chỉnh điốp và khoảng cách giữa những thị kính để phù hợp với đôi mắt quan sátChỉnh núm quy tụ tụ quang cùng chỉnh chổ chính giữa tụ quang đãng bằng những vít (cố định mâm tụ quang xoay).Chọn vật dụng kính phù hợp để quan gần kề mẫuQuan cạnh bên hình hình ảnh huỳnh quang
Hạ phải chăng tụ quang mang đến vị trí rẻ nhấtTắt mối cung cấp sáng truyền qua (diascopic)Đưa bộ lọc tia nắng kích phù hợp vào trục quang quẻ họcMở hoàn toàn màng chắn khẩu độ cho tia nắng kích ham mê huỳnh quangKiểm tra cửa ngõ trập cho ánh nắng kích ham mê huỳnh quang vẫn đóng và mở nguồn sánh kích mê thích huỳnh quang.Mở cửa ngõ trập của ánh sáng kích say đắm huỳnh quang và chỉnh trung ương đèn.Đưa thứ kính 10x vào trục quang quẻ họcĐưa mẫu mã vào giá đỡ cùng và di chuyển giá mẫu (lên, xuống hoặc/và theo chiều ngang, dọc) mang lại trường quan lại sátChỉnh hội tụChỉnh trọng tâm màng chắn trườngChọn thiết bị kính thích hợp để quan gần kề mẫuĐể khắc ghi hình hình ảnh hiển vi bằng camera, ta thực hiện quá trình sau:Chỉnh kính nhằm quan ngay cạnh hình hình ảnh rõ ràng trướcĐẩy chiếc nẫy đóng mở trục quang học tập sang chính sách hiển thị bên trên cameraĐiều chỉnh đầu camera đến đúng địa chỉ để có được hình ảnh rõ nét tốt nhất trên màn hình.Thiết lập những chế độ thiết lập của cameraLựa chọn cơ chế camera phù hợp cho đối tượng người tiêu dùng quan sátChỉnh chuẩn camera với hình ảnhChụp và giữ gìn hình ảnh.Tắt nguồn sau khi quy trình quan sát mẫu kết thúc
