پنجشنبه ۱۹ تير ۱۳۹۹ ,9 July 2020
0
Share/Save/Bookmark
۰
تاریخ انتشار : يکشنبه ۸ دی ۱۳۹۸ ساعت ۲۰:۵۸
بررسی کاربرد‌های میکروسکوپ نوری
 
میکروسکوپ‌های نوری در انواع مختلفی در بازار یافت می‌شود که از میان آن‌ها می‌توان به؛ میکروسکوپ نوری زمینه–روشن، میکروسکوپ نوری فاز–کنتراست و میکروسکوپ نوری کنتراست تداخلی–افتراقی اشاره کرد.
 
به گزارش عصرهامون؛ به نقل از باشگاه خبرنگاران جوان، میکروسکوپ‌های نوری معمولا در تحقیقات بیولوژیکی و پزشکی کاربرد دارند و انواع گوناگونی از آن ها در بازار یافت می‌شود.
همانطور که می دانید؛ با توجه به گسترش روز افزون میکروسکوپ‌ها در شاخه‌های مختلف علوم پزشکی و صنعت هر روز شاهد پیشرفت‌های مختلف در صنعت میکروسکوپ‌ها هستیم و این پیشرفت‌ها را می توان؛ شامل پیشرفت سیستم روزی طراحی اجزای مکانیکی، پایداری استحکام و راحتی در استفاده از آن‌ها دانست. میکروسکوپ‌های نوری معمولی که در تحقیقات بیولوژیکی و پزشکی از آن ها استفاده می شوند، شامل دو دسته هستند.
یک دسته دارای چشمه نوری مجزا از میکروسکوپ هستند و دسته دوم میکروسکوپ‌هایی هستند که دارای چشمه نوری تعبیه شده در میکروسکوپ هستند. میکروسکوپ‌های معمولی مدرن مورد استفاده از نوع دوم است و تقریبا ساخت و استفاده نوع اول منسوخ شده است.
معرفی انواع میکروسکوپ نوری
  • میکروسکوپ نوری زمینه – روشن
    میکروسکوپ نوری فاز – کنتراست
    میکروسکوپ نوری کنتراست تداخلی – افتراقی
    میکروسکوپ نوری زمینه تاریک
    میکروسکوپ نوری فلورسانس
    میکروسکوپ نوری زمینه – روشن:
در این میکروسکوپ نمونه‌ها به علت تفاوت‌های اندک در کنتراستی که بین آن‌ها و محیط اطرافشان وجود دارد، قابل مشاهده هستند. تفاوت‌های کنتراست به این خاطر به وجود می‌آیند که سلول‌ها نور را به درجات متفاوتی جذب یا متفرق می‌کنند. این نوع میکروسکوپ بیشتر در دروس عملی زیست شناسی و میکروبیولوژی کاربرد دارند.
  • استفاده از میکروسکوپ زمینه تاریک:
در این میکروسکوپ نور تنها از کناره‌ها به نمونه می‌رسد و تنها نوری که به عدسی می‌رسد همان نوری است که توسط نمونه متفرق شده است و بنابراین نمونه به صورت روشن در زمینه‌ای تاریک پدیدار می‌شود. قدرت تفکیک میکروسکوپ زمینه – تاریک کمی بهتر از میکروسکوپ زمینه – روشن است.
  • استفاده از میکروسکوپ فلورسانس:
این میکروسکوپ برای به تصویر کشیدن نمونه‌های فلورسانس، یعنی ساطع کننده نور از یک رنگ، استفاده می‌کند. فلور سانس در سلول‌ها یا به علت وجود مواد فلور سنت طبیعی، مثل کلروفیل و…. یا به علت رنگ آمیزی سلول‌ها با رنگ فلورسنت است. برای مثال DAPI رنگ فلورسنتی است که به علت تشکیل کمپلکس با DNA سلول به طور گسترده می‌گیرد و سلول‌ها را به رنگ آبی روشن رنگ آمیزی می‌کند.
  • استفاده از میکروسکوپ فاز – کنتراست:
باتقویت تغییرات در چگالی نمونه، کنتراست را در نمونه رنگ آمیزی نشده افزایش می‌دهد. مخصوصا برای مطالعه‌ی سلول‌های رنگ آمیزی نشده و زنده مفید است.
  • میکروسکوپ کنتراست افتراقی – تداخلی (ِDIC):
نوعی میکروسکوپ نوری که به منظور تولید نور پلاریزه (نور در یک سطح) از یک پلاریزان در کندانسور خود بهره می‌گیرد. سپس نور پلاریزه از میان یک منشور عبور می‌کند که باعث تولید دو پرتو مجزا می‌گردد. این پرتو‌ها از نمونه عبور می‌کنند و وارد عدسی شیی می‌شوند. در اینجا مجددا با هم ترکیب شده و یک پرتو را به وجود می‌آورند. چون دو پرتو از میان مواد مختلف باتفاوت اندک در شاخص انکساری، عبور می‌کنند.
پرتو‌های ترکیب شده کاملا در یک فاز نیستند، ولی در عوض اثر تداخلی را بوجود می‌آورند.
این اثر به طور محسوسی تفاوت‌های جزئی در ساختار‌های سلولی را تشدید می‌کند؛ بنابراین با استفاده از این میکروسکوپ ساختار‌های سلولی نظیر هسته‌ی سلول‌های یوکاریوتی، اندوسپور‌ها، واکوئل‌ها و گرانول‌های سلول‌های باکتریایی، سه بعدی‌تر پدیدار می‌شود.
اجزای اصلی میکروسکوپ نوری
  • پایه
یک قطعه شامل یک بخش پایین به صورت‌های مختلف و گاهی بصورت نعل اسبی است که بر روی میز محل مطالعه قرار می‌گیرد. پایه دارای ستون است که اجزا مختلف به آن متصل می‌شود، وزن پایه نسبتا زیاد است و اجزائی که بر روی پایه سوارند عبارتند از: چشمه نور و حرکت دهنده لوله میکروسکوپ.
  • لوله
میکروسکوپ‌های مختلف تک چشمی (monocular) و یا دو چشمی (binocular) هستند، وقتی به مدت طولانی می‌خواهیم از میکروسکوپ استفاده کنیم دو چشمی بهتر است، چون مانع خستگی چشم است. لوله شامل دو گروه عدسی به نام‌های چشمی و شیی است.
  • عدسی‌های شیی
در میکروسکوپ‌های معمولی چهار عدسی شیی بر روی صفحه چرخان نصب شده که ویژگی‌های این عدسی‌ها بصورت، زیرا است:
  • عدسی شیی آکروماتیک X۱۰ (۱۶ میلیمتری با N.A = ۰.۳)
    عدسی شیی آکروماتیک X۴۰ (۴ میلیمتری با N.A = ۰.۶۵)
    عدسی فلورئیت X۴۵ (۳۵ میلیمتری)
    عدسی آکروماتیک X۹۰ (۲ میلیمتری و N.A = ۱.۲)
دو عدسی اول در حالت خشک و دو عدسی بعدی در حالت ایمرسیون روغنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. وظیفه عدسی شئی تهیه تصویر بزرگ شده از شیی مورد نظر است عدسی‌های شیی وقتی به صورت خشک بکار می‌روند، دارای N.A زیاد نهستند و لذا مدت تفکیک آن‌ها است. استفاده از روش ایمرسیون روغنی می‌تواند موجب افزایش N.A و افزایش روزلوشن شود. عدسی‌های شیی معمولا بصورت عدسی‌های مرکب هستند. کیفیت در عدسی‌های شیی وابسته به شدت روشنایی تصویر می‌توان تفکیک است.
  • عدسی‌های چشمی
وظایفی که چشمی بر عهده دارند عبارتند از:
بزرگ سازی تصویر معکوس حاصله از عدسی شیی، تشکیل تصویر مجازی از تصویر حاصله بوسیله عدسی شیی، اندازه گیری و سنجش اجزا واقع در تصویر و چشمی‌ها دارای انواع مختلفی هستند که دو نوع معروف و معمول آن‌ها عبارتند از: چشمی هویگنس (Huygenian) و چشمی رامزدن (Ramsden). چشمی هویگنس متشکل از دو عدسی سطح محدب است که یک طرف هر کدام مسطح و یکطرف محدب است.
در نوع هویگنس سطح محدب هر دو عدسی بطرف پایین است و بین این دو عدسی دیافراگم قرار گرفته، دیافراگم در محل کانون عدسی بالای عدسی چشمی واقع است. عدسی پایین پرتو‌های رسیده از عدسی شی را جمع آوری نموده و در محل دیافراگم یا در نزدیکی آن متمرکز می‌نماید. عدسی چشمی این تصویر را بزرگ نموده و البته بصورت یک تصویر مجازی بزرگ شده به چشم فرد مشاهده‌گر منتقل می‌کند.
کار دیافراگم کاهش خیره کننده‌گی نور رسیده به چشم بیننده است. چشمی‌های هویگنس به چشمی‌های منفی معروفند و دارای بزرگنمایی ۱۰ و ۵ هستند. چشمی هویگنس دارای قیمت نسبتا ارزان و کارایی مناسب است، اشکال عمده آن محدود بودن میدان دید و عدم تامین راحتی کافی برای چشم است. چشمی‌های رامزدن به چشمی‌های مثبت معروفند، این چشمی‌ها با دقت خوبی انحرافات عدسی‌های آپکروماتیک را تصحیح می‌نمایند.
  • سیستم روشنایی
میکروسکوپ‌ها دارای محدودیت‌های متعددی هستند و لیکن در عمل اغلب روشنایی میکروسکوپ موجب محدودیت اصلی می‌شود؛ بنابراین تلاش‌های زیادی در تهیه روشنایی و روش تهیه روشنایی مناسب برای میکروسکوپ‌ها گردیده است. پس تهیه نور مناسب می‌تواند نقش اساسی در وضوح تصویر داشته باشد.
روشنی محیط نمی‌تواند برای تهیه تصویر مناسب و کافی باشد، لذا در تهیه روشنایی حتما باید از لامپ‌ها و چشمه‌های مصنوعی نوری استفاده می‌شود.
لامپ‌های مورد استفاده در میکروسکوپ‌ها
 لامپ هالوژن:
این لامپ نور سفید ایجاد می‌کند و متشکل از یک رشته تنگستن در گاز هالوژن است. حاصلضرب شدت نور حاصله در طول عمر این لامپ تقریبا ثابت است. از لحاظ قیمت در مقایسه با لامپ جیوه و گزنون ارزانتر است و برای کار‌های فتومیکروگرافی مفید است.
 لامپ تنگستن:
این لامپ‌ها در میکروسکوپ‌های ارزان قیمت و آموزشی بکار می‌روند.
 لامپ گزنون:
این نوع لامپ یک لامپ تخلیه الکتریکی است. این لامپ‌ها دارای پایداری بیشتری نسبت به لامپ‌های جیوه‌ای هستند.
 لامپ جیوه‌ای:
این لامپ همانند لامپ گزنون از طریق تخلیه الکتریکی ایجاد نور می‌نماید. لامپ جیوه‌ای حاوی مقدار کمی جیوه است که در اثر یونیزه شدن هوای داخل لامپ، یون‌های تولید شده موجب تبخیر و یونیزه شدن جیوه‌ها می‌شوند.

کندانسور چیست؟
وظیفه کندانسور متمرکز سازی نور بر روی نمونه است. کندانسور در زیر Stage که محل قرار گیری نمونه است واقع می‌شود.
معرفی انواع کندانسور 
  •  کندانسور آبه: این نوع کندانسور عموما در میکروسکوپ‌های معمولی بکار می‌روند. در این نوع کندانسور‌ها دو عدسی بکار رفته است و دارای قیمت ارزان هستند. این کندانسور‌ها با عدسی‌های شیی و آکرومات CF با بزرگنمایی ۴x تا ۱۰۰x برای مشاهدات عمومی و کاربرد‌های تشخص مفید هستند.
     کندانسور با عدسی متحرک: این کندانسور برای فتومیکروگرافی همراه با عدسی‌های شیی و پلن آکرومات از نوع CF مفید هستند.
     کندانسور آکرومات: این گروه کندانسور در مشاهدات و فتومیکروگرافی مورد استفاده قرار می‌گیرد این نوع کندانسور با عدسی‌های شیی ۴x تا ۱۰۰x می‌تواند بکار رود.
    کندانسور آکرومات - آپلانت: این نوع کندانسور را پایه همراه با عدسی‌های شیی آپوکرومات بکار برد این کندانسور‌ها برای فتومیکروگرافی جهت تصویرگیری از اجزا بسیار ریز بسیار مفید است.
     کندانسور جهت عدسی‌های شیی با توان کم، که این نوع کندانسور معمولا در بزرگنمایی‌های بسیار پایین مثل عدسی شیی با بزرگنمایی ۴x تا ۴۶۰x مفید هستند.
چگونگی تشکیل و مشاهده تصویر در این میکروسکوپ‌ها 
نور به صورت موج سینوسی پیوسته انتشار نمی‌یابد و لیکن می‌توان تصور کرد که یک فوتون همچون یک بار، ولی با سرعت ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند. و، چون این ذرات بطور پی‌در‌پی در حال تعقیب یکدیگرند، لذا در عمل راهی جز نمایش آن‌ها به صورت یک موج پیوسته نیست. فوتون‌های نوری می‌توانند دارای طول موج‌های متفاوتی باشند، رنگ نور بوسیله طول موج آن تعیین می‌شود. مخلوط نور‌های مختلف موجب تحریک شبکیه چشم می‌شود که انسان احساس رنگ سفید می‌نماید.
اکثرا اشیایی که توسط میکروسکوپ مشاهده می‌شوند نسبت به نور شفاف هستند و اجزای آن‌ها تنها وقتی قابل مشاهده هستند که این اجزا نسبت به زمینه دارای کنتراست (کنتراست در شدت و یا رنگ) باشند.
زمانی که نور سفید به یک جسم قرمز بتابد، تمامی طول موج‌های موجود در نور سفید بجز نور قرمز در آن جذب می‌شود؛ بنابراین یک جسم با ناحیه قرمز را در یک زمینه سفید بخاطر آنکه دارای کنتراست رنگی است می‌توان دید.
عدسی شیی در میکروسکوپ که یک عدسی همگرا با فاصله کانونی کوچک است، تصویر حقیقی و وارونه و بزرگتر از شی را تشکیل می‌دهد.
برای این منظور شی باید بین کانون عدسی شیی و قرار گیرد، توان عدسی شیی بزرگتر از توان عدسی چشمی است و تصویر اول را بزرگتر می‌کند (عدسی چشمی مثل ذره بین عمل می‌کند) و تصویر حاصل از عدسی شیی باید در فاصله کانونی عدسی چشمی باشد. از این شی، تصویر مجازی نهایی تشکیل می‌شود که بزرگتر است.
انتهای پیام/
 
Share/Save/Bookmark
کد مطلب : ۱۱۸۸۶۷


ارسال