Введение в некоторые знания об оптическом микроскопе
Инструмент или устройство, которое увеличивает крошечный объект или крошечную часть объекта с большим увеличением для наблюдения. Он широко используется в промышленном и сельскохозяйственном производстве и научных исследованиях. Биологи и медицинские работники также активно используют микроскопы в своей работе. Широко делятся на оптические микроскопы и электронные микроскопы.
Оптический микроскоп — это микроскоп, в котором в качестве источника света используется видимый свет. Обычные оптические микроскопы можно разделить на две части: оптическую систему и механическое устройство. Оптическая система в основном включает окуляры, объективы, конденсоры, диафрагмы и источники света. Механическое устройство в основном состоит из оправы объектива, колонны зеркала, предметного столика, основания зеркала, винта регулировки толщины и других деталей (рис. 1). Его основной оптический принцип показан на рис. 2. Маленькая выпуклая линза слева на рисунке представляет собой группу линз с коротким фокусным расстоянием, называемых линзой объектива. Большая выпуклая линза справа представляет собой группу линз с большим фокусным расстоянием, называемую окуляром. Объект наблюдения (AB) находится немного вне фокальной точки (f1) линзы объектива. Свет от объекта формирует перевернутое увеличенное реальное изображение (B'A') немного в фокусе окуляра (f2) после прохождения через линзу объектива. Глаза наблюдателя дополнительно увеличивают реальное изображение (B'A') в перевернутое виртуальное изображение (B"A") через окуляр.
Окуляр расположен над тубусом микроскопа и обычно состоит из двух выпуклых линз. Помимо дальнейшего расширения реального изображения, формируемого объективом, он также ограничивает поле зрения, наблюдаемое глазами. В зависимости от увеличения обычно используются три вида окуляров: 5-кратные, 10-кратные и 15-кратные.
Объектив обычно располагается под тубусом микроскопа, близко к наблюдаемому объекту. Он состоит из 8-10 линз. Его функция — увеличивать (создавать увеличенное реальное изображение объекта), вторая — обеспечивать качество изображения, третья — повышать разрешение. Обычно используемые объективы можно разделить на объективы с малым увеличением (4×), средним увеличением (10× или 20×), большим увеличением (40×) и объективы с масляной иммерсией (100×) в зависимости от увеличения. Несколько объективов установлены на колесе смены зеркал, и объективы с разными кратными можно выбрать, вращая поворотный стол по мере необходимости.
Увеличение микроскопа равно произведению окуляра на объектив. Например, если окуляр 10-кратный, а объектив 40-кратный, увеличение составляет 40×10 крат (увеличение 400 крат). Хороший микроскоп может увеличить в 2000 раз и различать две точки на расстоянии 1 × 10-5 см друг от друга.
Когда белый свет проходит через выпуклую линзу, свет с более короткой длиной волны (сине-фиолетовый) имеет большее преломление, чем свет с большей длиной волны (красно-оранжевый). Поэтому при визуализации вокруг изображения появляются различные спектры, а также круг синего или красного света. Этот цветовой дефект называется хроматической аберрацией. Из-за разных углов, под которыми свет входит (и выходит) из различных частей поверхности линзы, свет, проходящий через периферию линзы, преломляется под большим углом, чем свет, проходящий через центр линзы. Поэтому во время визуализации по окружности изображения появляются размытые и искаженные изображения. Этот дефект кривизны поверхности изображения называется сферической аберрацией. Ряд групп выпуклых и вогнутых линз с различной формой, структурой и расстояниями взаимодействуют друг с другом, чтобы максимально корректировать хроматическую и сферическую аберрации, формируя яркое, четкое и точное изображение. Вот почему окуляр или объектив состоит из набора линз соответственно. Такие линзы называются планахроматами.
Когда свет проецируется из одной среды (например, воздуха) в другую, более плотную среду (например, стекло), он изгибается до «нормальной линии» (линии, перпендикулярной границе раздела среды), такой как линия BOA на рисунке. 3. Когда свет попадает из плотной среды (стекла) в неплотную среду (воздух), он будет отклоняться от «нормальной линии», такой как линия АОВ (рис. 3а). Когда свет проходит через стекло конденсора (показатель преломления 1,51) и попадает в воздух, он также будет отклоняться и преломляться наружу, поэтому количество света, попадающего в линзу объектива, значительно уменьшается, а также снижается разрешение изображения. При использовании объектива со 100-кратным увеличением, если между линзой объектива и покровным стеклом (показатель преломления также равен 1,51) заполнить маслом для изоляции воздуха, свет может попасть в линзу объектива практически без преломления, что увеличивает яркость и разрешение Изображение . Такие объективы называются масляными иммерсионными (рис. 3b).
Конденсор расположен под предметным столиком микроскопа, который может собирать свет от источника света, концентрировать свет на образце и обеспечивать равномерное облучение образца с умеренной интенсивностью света. Нижний конец конденсора снабжен апертурной диафрагмой (диафрагмой) для контроля толщины пучка.
Источник освещения обычного оптического микроскопа расположен под конденсором, который представляет собой специальную сильную лампочку с равномерным освещением и снабжен переменным резистором для изменения интенсивности света.
Поскольку свет источника света обычного оптического микроскопа проходит снизу корпуса объектива, проходит через линзу конденсора, линзу объектива и достигает окуляра, исследуемый образец необходимо разрезать на тонкие срезы толщиной около 6 мкм, которые могут пропускать свет в медицинских и биологических исследованиях. И окрашивать, чтобы показать разные ткани, клетки и другие тонкие структуры. Весь процесс обработки называется обычной техникой срезов тканей, включая выбор соответствующих тканевых материалов, фиксацию их раствором формальдегида (формалина), поэтапную дегидратацию спиртом, заливку в парафин, разрезание ткани на тонкие срезы с помощью микротома и их монтаж. на предметных стеклах, а затем после окрашивания гематоксилин-эозиновым красителем предметные стекла окончательно монтировали в клей для оптической смолы. Готовые предметные стекла могут храниться длительное время.
Окуляр и объектив микроскопа устанавливаются по обоим концам тубуса объектива, расстояние между ними фиксируется. Поместите предметное стекло на предметный столик и поверните винт грубой настройки, чтобы приблизить предметный столик к линзе объектива. Срез ткани попадает в фокальную плоскость объектива, и изображение ткани в образце можно увидеть в окуляре. Затем с помощью винта точной настройки сделайте изображение в окуляре четким для наблюдения. При изменении увеличения необходимо заменить окуляр или объектив.
