14 ТИПОВ МИКРОСКОПОВ И ИХ ФУНКЦИИ - НАУКА - 2025

Существуют разные типы микроскопов : оптический, составной, стереоскопический, петрографический, конфокальный, фруктовый, электронный, просвечивающий, сканирующий, сканирующий зонд, туннельный, ионный в поле, цифровой и виртуальный.

Микроскоп - это инструмент, позволяющий человеку видеть и наблюдать вещи, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. Он используется в различных областях торговли и исследований, от медицины до биологии и химии.

Микроскопы 18-го века из Музея искусств и ремесел, Париж

Даже был придуман термин для использования этого прибора в научных или исследовательских целях: микроскопия.

Изобретение и первые записи об использовании простейшего микроскопа (он работал через систему увеличительного стекла) относятся к XIII веку, с разными атрибутами того, кто мог быть его изобретателем.

Напротив, составной микроскоп, более близкий к моделям, которые мы знаем сегодня, по оценкам, впервые был использован в Европе примерно в 1620 году.

Даже тогда было несколько тех, кто претендовал на изобретение микроскопа, и появились разные версии, которые с похожими компонентами смогли соответствовать цели и увеличить изображение очень маленького образца перед человеческим глазом.

Среди наиболее известных имен, приписываемых изобретению и использованию собственных версий микроскопов, являются Галилео Галилей и Корнелис Дреббер.

Появление микроскопа в научных исследованиях привело к открытиям и новым взглядам на важные элементы для развития различных областей науки.

Обнаружение и классификация клеток и микроорганизмов, таких как бактерии, - одно из самых популярных достижений, которые стали возможными под микроскопом.

Начиная с его первых версий более 500 лет назад, сегодня микроскоп сохраняет свою базовую концепцию работы, хотя его характеристики и специализированные цели менялись и развивались до сегодняшнего дня.

Основные типы микроскопов

Оптический микроскоп

Также известный как световой микроскоп, это микроскоп с наибольшей конструктивной и функциональной простотой.

Он работает через серию оптики, которая вместе с попаданием света позволяет увеличивать изображение, которое хорошо расположено в фокальной плоскости оптики.

Это микроскоп старейшей конструкции, и его самые ранние версии приписываются Антону ван Левенхуку (17 век), который использовал прототип с одной линзой на механизме, удерживающем образец.

Составной микроскоп

Составной микроскоп - это тип светового микроскопа, который работает иначе, чем простой микроскоп.

Он имеет один или несколько независимых оптических механизмов, которые позволяют увеличивать или уменьшать образец в большей или меньшей степени. Они, как правило, имеют гораздо более прочный состав и облегчают наблюдение.

Предполагается, что его название связано не с большим количеством оптических механизмов в структуре, а с тем фактом, что формирование увеличенного изображения происходит в два этапа.

Первый этап, на котором образец проецируется прямо на объективы на нем, и второй, где он увеличивается через глазную систему, которая достигает человеческого глаза.

Стереоскопический микроскоп

Это тип светового микроскопа с малым увеличением, который в основном используется для препарирования. Имеет два независимых оптических и визуальных механизма; по одному на каждый конец образца.

Работайте с отраженным светом на образце, а не через него. Это позволяет визуализировать трехмерное изображение исследуемого образца.

Петрографический микроскоп

Петрографический микроскоп, используемый специально для наблюдения за составом горных пород и минеральных элементов, работает с оптическими основами предыдущих микроскопов с качеством включения поляризованного материала в его объективы, что позволяет уменьшить количество света и яркость, которую минералы они могут размышлять.

Петрографический микроскоп позволяет с помощью увеличенного изображения выявить элементы и структуру состава горных пород, минералов и компонентов суши.

Конфокальный микроскоп

Этот оптический микроскоп позволяет увеличить оптическое разрешение и контрастность изображения благодаря устройству или пространственному «точечному отверстию», которое устраняет избыточный или расфокусированный свет, который отражается через образец, особенно если он имеет большую размер больше, чем допускается фокальной плоскостью.

Устройство или «пиноль» представляет собой небольшое отверстие в оптическом механизме, которое предотвращает рассеивание избыточного света (того, который не находится в фокусе на образце) по образцу, уменьшая резкость и контраст, которые он может представлять.

Из-за этого конфокальный микроскоп работает с довольно ограниченной глубиной резкости.

Флуоресцентный микроскоп

Это еще один тип оптического микроскопа, в котором флуоресцентные и фосфоресцентные световые волны используются для более детального изучения органических или неорганических компонентов.

Они выделяются просто тем, что для создания изображения используется флуоресцентный свет, при этом не обязательно полностью зависеть от отражения и поглощения видимого света.

В отличие от аналоговых микроскопов других типов, флуоресцентный микроскоп может иметь определенные ограничения из-за износа, который может иметь флуоресцентный световой компонент из-за накопления химических элементов, вызванного воздействием электронов, изнашивающим флуоресцентные молекулы.

Разработка флуоресцентного микроскопа принесла ученым Эрику Бетцигу, Уильяму Моернеру и Стефану Хеллу Нобелевскую премию по химии в 2014 году.

Электронный микроскоп

Электронный микроскоп представляет собой отдельную категорию по сравнению с предыдущими микроскопами, потому что он меняет основной физический принцип, позволяющий визуализировать образец: свет.

Электронный микроскоп заменяет использование видимого света электронами в качестве источника освещения. Использование электронов создает цифровое изображение, которое позволяет увеличить образец больше, чем оптические компоненты.

Однако большое увеличение может привести к потере точности изображения образца. Он в основном используется для исследования ультраструктуры образцов микроорганизмов; емкость недоступна в обычных микроскопах.

Первый электронный микроскоп был разработан в 1926 году Ханом Бушем.

Просвечивающий электронный микроскоп

Его главным признаком является то, что электронный луч проходит через образец, создавая двухмерное изображение.

Из-за энергетической мощности, которую могут иметь электроны, образец должен быть подвергнут предварительной подготовке перед наблюдением через электронный микроскоп.

Сканирующий электронный микроскоп

В отличие от просвечивающего электронного микроскопа, в этом случае электронный луч проецируется на образец, вызывая эффект отскока.

Это позволяет трехмерную визуализацию образца благодаря тому, что информация получается на его поверхности.

Сканирующий зондовый микроскоп

Этот тип электронного микроскопа был разработан после изобретения туннельного микроскопа.

Он характеризуется использованием пробирки, которая сканирует поверхность образца для получения изображения с высокой точностью.

Пробирка сканирует, и с помощью тепловых значений образца он может создать изображение для его последующего анализа, отображаемое через полученные тепловые значения.

Туннельный микроскоп

Это инструмент, используемый специально для создания изображений на атомарном уровне. Его разрешающая способность позволяет манипулировать отдельными изображениями атомных элементов, работая через электронную систему в туннельном процессе, который работает с разными уровнями напряжения.

Для сеанса наблюдения на атомарном уровне необходим большой контроль окружающей среды, а также использование других элементов в оптимальном состоянии.

Однако были случаи, когда микроскопы этого типа создавались и использовались в домашних условиях.

Он был изобретен и реализован в 1981 году Гердом Биннигом и Генрихом Рорером, которые в 1986 году были удостоены Нобелевской премии по физике.

Ионный полевой микроскоп

Это больше, чем инструмент, под этим названием он известен как метод, применяемый для наблюдения и изучения упорядочения и перегруппировки на атомном уровне различных элементов.

Это был первый метод, который позволил различить пространственное расположение атомов в данном элементе. В отличие от других микроскопов, увеличенное изображение не зависит от длины волны световой энергии, проходящей через него, но обладает уникальной способностью к увеличению.

Он был разработан Эрвином Мюллером в 20-м веке и считается прецедентом, позволившим сегодня лучше и более детально визуализировать элементы на атомном уровне с помощью новых версий техники и инструментов, которые делают это возможным.

Цифровой микроскоп

Цифровой микроскоп - это инструмент, имеющий в основном коммерческий и универсальный характер. Он работает через цифровую камеру, изображение которой проецируется на монитор или компьютер.

Он считается функциональным инструментом для наблюдения за объемом и контекстом обработанных образцов. Точно так же у него есть физическая структура, которой гораздо легче манипулировать.

Виртуальный микроскоп

Виртуальный микроскоп, больше, чем физический инструмент, представляет собой инициативу, направленную на оцифровку и архивирование образцов, которые до сих пор работали в любой области науки, с целью, чтобы любая заинтересованная сторона могла получить доступ и взаимодействовать с цифровыми версиями органических образцов или неорганический через сертифицированную платформу.

Таким образом, использование специализированных инструментов будет оставлено позади, а исследования и разработки будут продвигаться без риска разрушения или повреждения реального образца.

Ссылки

1. (2010). Взято из истории микроскопа: history-of-the-microscope.org
2. Кейнс. (SF). Основы микроскопов. Получено с Keyence - сайта биологического микроскопа: keyence.com
3. Microbehunter. (SF). Теория. Получено от Microbehunter - Ресурс любительской микроскопии: microbehunter.com
4. Уильямс, Д. Б., и Картер, С. Б. (nd). Просвечивающая электронная микроскопия. Нью-Йорк: Пленум Пресс.