میکروسکوپ ابزاری است که تصاویر بزرگنمایی شده از اجسام کوچک را تولید می‌کند و به کاربر امکان مشاهده و بررسی برای تحلیل دقیق در مقیاس مناسب را می‌دهد. در واقع میکروسکوپها، از مهمترین ابزارها در هر آزمایشگاه به شمار می‌آیند.
این دستگاه در انواع مختلف می‌تواند تصویری دینامیک و یا تصویری ساکن تولید کنند.
یکی از ویژگی‌هایی که میکروسکوپ را به یک ابزار محبوب در آزمایشگاههای زیست شناسی تبدیل کرده است، این است که می‌توان برای مشاهده یک شی در سطح سلولی از آن استفاده کرد.
کاربرد میکروسکوپ
درواقع میکروسکوپ به زیست شناسان اجازه می‌دهد شکل سلول، هسته آن، میتوکندری و سایر اندامک‌ها را ببینند. در حالی که میکروسکوپ مدرن قطعات زیادی دارد، مهمترین قطعات در هر نوع میکروسکوپ لنزهای آن است.
از طریق لنزهای میکروسکوپ است که می توان تصویر یک جسم را با جزئیات بزرگ و بزرگ کرد. یک میکروسکوپ نوری ساده نحوه ورود نور به چشم را با استفاده از یک عدسی محدب، تغییر می‌دهد.
وقتی نور از جسمی که در زیر میکروسکوپ مشاهده و از لنز عبور می‌کند ، به سمت چشم خم و منعکس می‌شود. همین امر باعث می‌شود که شی بزرگتر از آنچه که هست به نظر برسد.
مروری بر تاریخچه میکروسکوپها
در طول تاریخ میکروسکوپ، نوآوری‌ها و فن آوری‌های جدید استفاده از میکروسکوپ را آسان کرده و کیفیت تصاویر تولید شده را بهبود بخشیده است. میکروسکوپ مرکب که حداقل از دو عدسی تشکیل شده است، در سال ۱۵۹۰ توسط سازندگان هلندی، زکریا و هانس جانسن اختراع شد.
یکی از قدیمی‌ترین میکروسکوپها را نیز فردی هلندی به نام آنتوان ون لیوون هوک ساخته است. میکروسکوپهای لیوون هوک شامل یک توپ کوچک شیشه‌ای می‌شد که درون یک قاب فلزی قرار گرفته بود.
وی به دلیل استفاده از میکروسکوپهای خود برای مشاهده میکروارگانیسم‌های تک سلولی آب شیرین که آنها را جانوران کوچک نامید، مشهور شد.
معرفی انواع میکروسکوپ از گذشته تا کنون
میکروسکوپها بسته با کارکرد و استفاده‌هایی که از آنها می‌شود در انواع مختلفی ساخته شده‌اند، که در ادامه با انواع آن و کاربردها آشنا می‌شوید:
1. میکروسکوپ ساده
به طور کلی میکروسکوپ ساده به عنوان اولین میکروسکوپی که ساخته شده است در نظر گرفته می‌شود. این میکروسکوپ در قرن هفدهم توسط آنتونی ون لیوون هوک ساخته شد، وی یک عدسی محدب را با یک نگهدارنده برای نمونهها ترکیب کرد.
این میکروسکوپ با بزرگنمایی بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ بار، در اصل یک ذره بین بود. گرچه این میکروسکوپ ساده بود، اما به اندازه کافی قدرت داشت تا اطلاعات ون لیوون هوک را در مورد نمونه‌‌های بیولوژیکی، از جمله تفاوت اشکال بین گلبول‌‌های قرمز، ارائه دهد.
امروزه از میکروسکوپهای ساده استفاده نمی‌شود چون وجود عدسی دومی، منجر به تولید میکروسکوپ مرکب شده است که به مراتب قوی‌تر از میکروسکوپهای ساده عمل می‌کند.
2. میکروسکوپ مرکب
با دو لنز یا دو عدسی، میکروسکوپ مرکب بزرگنمایی بهتری نسبت به یک میکروسکوپ ساده ارائه می‌دهد. لنز دوم تصویر حاصل از لنز اول را بزرگ می‌کند. میکروسکوپهای مرکب میکروسکوپهای زمینه روشن هستند، به این معنی که زمینه نمونه مورد نظر توسط نور روشن می‌شود.
این دستگاه‌‌ها بزرگنمایی ۱۰۰۰ برابری دارند که بزرگنمایی مناسبی است، اگرچه وضوح تصویر در این میکروسکوپها نسبت به سایر میکروسکوپهای جدیدتر پایین است. با این وجود این بزرگنمایی زیاد، به کاربران امکان می‌دهد تا اشیا بسیار کوچکی را که با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شوند، از جمله موجودات تک سلولی را از نزدیک مشاهده کنند.
نمونهها معمولاً کوچک هستند. از آنجا که میکروسکوپهای مرکب نسبتاً ارزان و در عین حال مفید هستند، از آزمایشگاههای تحقیقاتی گرفته تا کلاس‌‌های زیست شناسی دبیرستان در همه جا مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از میکروسکوپهای مرکب به عنوان میکروسکوپ بیولوژیکی می‌توان نام برد. میکروسکوپ مرکب در آزمایشگاه‌‌ها، مدارس، تصفیه خانه‌‌های فاضلاب، مطب‌‌های دامپزشکی و برای بافت شناسی و آسیب شناسی استفاده می‌شود.
از میکروسکوپ مرکب می‌توان برای مشاهده نمونه‌‌های متنوعی استفاده کرد که برخی از آنها شامل: سلولهای خونی، سلولهای پوست، سلول انگلی، باکتری، جلبک، بافت و بخش‌‌های نازک اندام‌‌ها هستند.
از میکروسکوپ مرکب برای مشاهده نمونه‌‌هایی استفاده می‌شود که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند. بزرگنمایی میکروسکوپ مرکب معمولاً ۴۰x، ۱۰۰x، ۴۰۰x و گاهی اوقات ۱۰۰۰x است.
3. میکروسکوپ نوری
میکروسکوپهای نوری یکی از متداول‌ترین میکروسکوپهای مورد استفاده در آزمایشگاه‌‌ها محسوب می‌شود که از نور برای بزرگنمایی یک جسم استفاده می‌کند. میکروسکوپهای نوری ساده امکان مشاهده یک ارگانیسم را به صورت همزمان با بزرگنمایی ۱۰۰ تا ۱۵۰ برابری فراهم می‌کند.
میکروسکوپهای مرکب که برای جزئیات بیشتر سلولی استفاده می‌شوند، حاوی دو نوع عدسی هستند که عملکرد آنها برای بزرگنمایی موجودات تک سلولی ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ برابر است.
میکروسکوپهای زمینه تاریک و فاز کنتراست که به عنوان میکروسکوپهای تخصصی‌تر محسوب می‌شوند، نور را پراکنده می‌کنند تا نه تنها سلولهای زنده، بلکه امکان مشاهده داخلی سلول مانند میتوکندری نیز فراهم شود.
4. میکروسکوپ فلورسنت
میکروسکوپ فلورسنت یا کانفوکال از نور ماورا بنفش به عنوان منبع نور خود استفاده می‌کند. هنگا‌می‌که نور ماورا بنفش به جسمی برخورد می‌کند، الکترون‌‌های جسم را برانگیخته و نوری در رنگ‌‌های مختلف منتشر می‌شود که می‌تواند به شناسایی باکتری‌‌های موجود در ارگانیسم کمک کند.
میکروسکوپهای فلورسنت برخلاف میکروسکوپهای مرکب و تشریح کننده، جسم را از طریق یک منفذ بسیار باریک کانفوکال نشان می‌دهند، بنابراین در این میکروسکوپ تصویر کاملی از نمونه نشان داده نمی‌شکند
این امر با خاموش کردن نور فلورسنت خارجی و ساختن یک تصویر سه بعدی واضح از نمونه، وضوح تصویر را افزایش می‌دهد.
5. میکروسکوپ کانفوکال
برخلاف میکروسکوپهای استریو و مرکب که از نور منظم برای تشکیل تصویر استفاده می‌کنند، میکروسکوپ کانفوکال از یک نور لیزر برای اسکن نمونه‌‌های رنگ شده استفاده می‌کند.
این نمونهها روی اسلاید‌ها تهیه شده و درج می‌شوند. بعد از آن با کمک یک آینه دو رنگ، دستگاه یک تصویر بزرگنمایی را روی صفحه رایانه تولید می‌کند. اپراتور‌ها می‌توانند با جمع آوری اسکن‌‌های متعدد، تصاویر ۳ بعدی ایجاد کنند.
مانند میکروسکوپ مرکب، این میکروسکوپها نیز از بزرگنمایی بالایی برخوردار هستند، اما وضوح آنها بسیار بهتر است. آنها معمولاً در زیست شناسی سلولی و کاربرد‌های پزشکی استفاده می‌شوند.
6. میکروسکوپ معکوس یا اینورت
این دستگاه به صورت میکروسکوپ معکوس بیولوژیکی یا نوع معکوس متالورژی در دسترس است. میکروسکوپهای معکوس بیولوژیکی بزرگنمایی ۴۰x، ۱۰۰x و گاهی ۲۰۰x و ۴۰۰x را فراهم می‌کنند.
از نوع معکوس بیولوژیکی برای مشاهده نمونه‌‌های زنده موجود در پتری دیش استفاده می‌شود. میکروسکوپ معکوس به کاربر امکان می‌دهد پتری دیش نمونه را روی صفحه صاف نمونه قرار دهد، در حالی که لنزهای شئي در زیر این صفحه قرار دارند.
این میکروسکوپ برای لقاح آزمایشگاهی، تصویربرداری از سلول زنده، مطالعه زیست شناسی رشد، زیست شناسی سلولی، علوم اعصاب و میکروبیولوژی استفاده می‌شود. این نوع اغلب در تحقیقات برای تجزیه و تحلیل و مطالعه بافت‌‌ها و سلول‌‌ها و به ویژه سلولهای زنده به کار گرفته می‌شوند.
7. میکروسکوپ اشعه ایکس
همان طور که از نامش پیداست، این میکروسکوپها از پرتوی اشعه X برای ایجاد تصویر استفاده می‌کنند. اشعه ایکس برخلاف نور مرئی به راحتی منعکس و شکسته نمی‌شود و برای چشم انسان قابل مشاهده نیست.
وضوح تصویر میکروسکوپ اشعه ایکس بین میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی قرار می‌گیرد و به اندازه کافی حساس است تا بتواند محل قرارگیری جداگانه اتم‌ها را در مولکول‌های کریستال تعیین کند.
بر خلاف میکروسکوپ الکترونی، که در آن جسم خشک و ثابت شده است، این میکروسکوپهای بسیار تخصصی قادر به نشان دادن سلولهای زنده هستند.
8. میکروسکوپ زمینه تاریک
میکروسکوپ زمینه تاریک یکی از انواع میکروسکوپ است که به جهت برخورداری از سیستم نوری خاص و منبع نور مرئی، برای مطالعه بر روی سلولهای زنده و حرکت باکتری‌ها مناسب است.
در واقع این میکروسکوپ، نور مرئی را با عبور از منبع نوری، به شکل مخروطی در می‌آورد و توسط کندانسور خاص از اطراف به نمونه مورد مطالعه می‌تابد و توسط آیینه‌ها و عدسی‌های محدب و مقعر، تصویر نمونه را کاملا روشن و شفاف در پس زمینه ای سیاه و تاریک به نمایش می‌گذارد.
به صورت کلی یک میکروسکوپ معمولی دارای سه یا چهار لنز شیئی با طول کانونی متفاوت است که درون یک قطعه دایره‌ای شکل قرار گرفته‌اند و برای انتخاب لنز میکروسکوپ مورد نیاز هستند.
مکانیزم میکروسکوپ ها
میکروسکوپ مرکب از یک لوله تشکیل شده که در دو انتهای آن دو عدسی شئی نزدیک به شی مورد مطالعه و عدسی چشمی قرار دارد. تصویری که توسط عدسی شئی بوجود می آید، بوسیله عدسی چشمی بزرگتر می‌شود.
برای همین بزرگنمایی آن بیش از قدرت یک عدسی است. در میکروسکوپهای پیشرفته، دستگاه نوری پیچیده تر است. بدین ترتیب که در آنها علاوه بر لامپ، یک کندانسور (مجموعه عدسی‌های متمرکز کننده نور) و یک دیافراگم که شدت نور را کنترل می‌کند، قرار داده شده است.
اولین میکروسکوپ الکترونی که ساخته شد، درست مانند میکروسکوپ نوری که شعاع نور را از داخل نمونه مورد مطالعه عبور می‌دهد بود. و شعاع الکترون را از داخل مقطع بسیار نازکی عبور می‌داد.
چون تراکم مواد در تمام قسمت های نمونه مورد مطالعه یکسان نیست، میزان الکترونی که از قسمت‌های مختلف عبور می‌کند متفاوت است. درنتیجه تصویری از قسمت‌های تاریک و روشن آن بدست می‌آید.
میکروسکوپ الکترونی دارای یک قسمت لوله‌ای شکل است که الکترون می‌تواند آزادانه از آن عبور کند. در قسمت بالای لوله یک قطب منفی الکتریکی به شکل رشته سیم نازک وجود دارد که جنس آن از تنگستن است. این قسمت آنقدر حرارت داده می‌شود تا بتواند از خود الکترون آزاد کند.
اجزای تشکیل دهنده میکروسکوپ
اجزای ثابت در بین همه میکروسکوپ ها موارد زیر هستند:
1. بدنه (body)
بخشی است که تمامی اجزای میکروسکوپ آزمایشگاهی بر روی آن استوار است. بدنه عموماً از فلزات سخت تهیه می‌شود.
این فلزات معمولاً خشک بوده یا از جنس آلیاژهایی هستند که در عین سختی، وزنی متعادل داشته و قادر به تحمل وزن سایر اجزا و متعلقات دستگاه باشند.
این موضوع باعث می‌شود تا سیستم‌های نوری به صورت ثابت قرار گرفته و دچار لرزش نگردند. به علاوه بدنه از رنگ خاصی که نسبت به مواد خورنده مقاوم است پوشیده شده است.
2. بخش های مکانیکی (Mechanical Parts)
جدا از بدنه و قطعات اپتیکی آن، اجزاء متعلقاتی وجود دارند که به نوبه خود از اهمیت خاصی برخوردار هستند. مهم ترین این اجزاء عبارتند از:
1. رأس دو چشمی یا تک چشمی (Uniocuar / Binocular Head):
این بخش که روی قسمت بالایی دستگاه قرار دارد از حرکت دورانی 360 درجه‌ای برخوردار بوده و محل نصب عدسی‌های چشمی است.
2. ماکرو / میکرومتر (Macro/Micro Meter)
ماکرومتر و میکرومتر دو بخش مهم در تنظیم دستگاه به شمار می‌آیند . آن دوبخش به صورت مجزا یا متحد در کنار هم قرار داشته و بوسیله آنها صفحه دستگاه سریعاً به بالا و پایین حرکت می‌کند.
بعلاوه نگه دارنده اسلاید روی صفحه دستگاه که روی بدنه نصب شده است قرار داشته و محل اسلاید را تغییر می‌دهد.
3. صفحه میکروسکوپ (Stage)
این بخش که به صورت مربع یا مستطیل یا حتی دایره است، توسط چهار پیچ روی بدنه دستگاه نصب می‌گردد. روزنه مخصوصی که در وسط این صفحه تعبیه گردیده امکان عبور نور را مهیا می‌سازد. بعلاوه سیستم متحرک نگه دارنده اسلاید نیز روی آن قرار دارد.
4. کندانسور (Condensor)
این وسیله که در زیر صفحه واقع شده است با حرکت عمودی خود به تنظیم و تمرکز نور کمک می‌کند . این بخش دارای یک عدسی است که نوری را که از قسمت زیر می‌تابد بر روی اسلاید متمرکز می‌سازد.
کندانسور انواع مختلفی دارد . از آن جمله می‌توان به کندانسورهای Polarization Dark Field و… اشاره کرد.
5. نوزپس (Nosepiece)
قطعه‌ای است که دو یا چند عدسی شیئی بر روی آن قرار دارند. آنها بسته به نیاز فرد در درجات مختلفی از بزرگ نمایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سیستم عدسی ها (اپتیک)
اصولاً این عدسی‌ها در دو نوع مسطح و بدون رنگ (Plan Achromat) و نیمه مسطح (Semi Plan) وجود دارند. در عدسی‌های نوع اول میدان دید یکنواخت و گسترده است.
درحالیکه در عدسی‌های نیمه مسطح تنها یک بخش خاص قابل رؤیت ایت. عدسی‌های شیئی به صورت معمول در 4 بزرگنمایی 4،10،40 و 100 وجود دارند.
عدسی چشمی ( Ocular or Eyepiece)
این عدسی برای مطالعه نمونهها مورد استفاده قرار می‌گیرد و دارای بزرگ نمایی 10 تا 15 برابر است.
عدسی‌های چشمی معمولاً دو عدد هستند که در داخل یک استوانه استیل نصب شده‌اند. بزرگ نمایی عدسی‌های چشمی متنوع و قابل انتخاب است. در نهایت به کمک عدسی‌های شیئی و چشمی می‌توان به بزرگنمایی مورد انتظار دست یافت.
انواع عدسی میکروسکوپ چشمی
1. میکروسکوپ Pafrocal
عدسی های Parfocal بدون نیاز به متمرکز سازی مجدد اجازه تغییر بزرگ نمایی را می‌دهند.
2. عدسی های بی رنگ
این نوع عدسی‌ها رایج ترین و ارزان ترین نوع عدسی هستند. عدسی‌های بی رنگ برای دو رنگ تصحیح شده اند.
3. عدسی های آپوکروماتیک
این نوع عدسی‌ها برای سه رنگ تصحیح می‌شوند. حاشیه مشخص نیست و وضوح تفکیک تصویری که به دست می‌آید بالاتراست. دراز‌ای ارائه تصویر که به دست می‌آید فضای کاری کاهش یافته و عمق میدانی کوچکتر می‌شود.
4. عدسی های Plan objectives
این عدسی‌های چشمی برای نسخه‌های بی رنگ و آپوکروماتیک موجود است. حاوی عدسی‌های اضافی هستند که انحرافات را تصحیح می‌کنند. عدسی لنز میکروسکوپ در انتهای آن و در نزدیکی نمونه واقع شده است.
ساده ترین نوع این عدسی‌ها، یک عدسی بزرگ نمایی بسیار با توان بالا، با طول کانونی بسیار کوتاه است. لنز میکروسکوپ شیئی معمولاً استوانه‌ای شکل که می تواند حاوی یک یا چند عدسی دیگر باشد.
پیشرفته ترین میکروسکوپ های جهان
تیتان پیشرفته ترین میکروسکوپ الکترونی جهان را ساخت. این میکروسکوپ دارای ریز بینی تا حد ۰.۷ انگستروم می باشد. این میکروسکوپ توانسته است رکورد قبلی میکروسکوپ های با کاربرد تجاری که یک سال قبل توسط شرکت FEI ثبت شده بود را بشکند. این میکروسکوپ مجهز به تک رنگ نگار و تصحیح کننده انحراف می‌باشد.
میکروسکوپ الکترونی (Electron Microscope)
پیشرفته ترین میکروسکوپ قرن حاضر، با قدرت تفکیک ۲ آنگستروم است. در این میکروسکوپ با عبور پرتوهای الکترونی ساطع شده از رشته سیمی تنگستن با طول موج بسیار پائین از عدسی های متعدد که در نهایت بر روی یک صفحه فلورسنت یا صفحه مانیتور، عکسبرداری صورت گرفته و تصویر شیء قابل مشاهده می باشد.
طرز استفاده از میکروسکوپ
پس از آموزش کار با میکروسکوپ و تنظیم عدسی های آن، حال لازم است تا با شرایط و طرز قرار گیری نمونه مورد آزمایش در لام و لامل آشنا شوید.
شرط استفاده از لام و لامل
لام و لامل شیشه‌های نازکی هستند که برای مشاهده نمونه در زیر میکروسکوپ، بکار می‌روند. (لازم است بعد از قرار دادن نمونه بر روی لام میکروسکوپ، لامل را روی نمونه قرار دهید.)
همچنین توجه کنید که در هنگام استفاده از لام و لامل، باید آن ها را از قسمت های لبه و کنار شیشه، در دست بگیرید.
نگهداری صحیح از میکروسکوپ
میکروسکوپ را باید در محیطی بدور از رطوبت و گرد و غبار نصب نمایید. (فضایی با داشتن سیستم تهویه برای نصب این دستگاه مناسب است.)
• نصب میکروسکوپ بر روی سطحی صاف و تراز شده
• پرهیز از قرار دادن میکروسکوپ در کنار لوازم آزمایشگاهی که باعث تولید لرزش می شوند همانند دستگاه سانتریفیوژ
• پس از اتمام کار، لامپ میکروسکوپ را خاموش کنید.
• به مدت حداقل ۱۰ دقیقه پس از خاموش کردن دستگاه، از تکان دادن آن خوداری نمایید.
• با پایین آوردن صفحه میکروسکوپ، لام‌ها را بر دارید.
• تمیز کردن لنزهای دستگاه پس از هر بار استفاده
• تمیز کردن عدسی با روغن ایمرسیون و سپس با مایع مخصوص
• جدا نمودن کابل برق از پریز (باید توجه کنید که ولتاژ پریز با ولتاژ برق دستگاه متناسب باشد.)
• و در نهایت بهتر است تا کاوری را به عنوان محافظ بر روی دستگاه بکشید.
• هنگام کار با میکروسکوپ از برخورد و تماس عدسی با نمونه جلوگیری نمایید و پس از هر با استفاده عدسی ها را با مایع و پارچه های مخصوص لنز، تمیز کنید.
تمیز کردن بدنه میکروسکوپ
پس از اتمام کار با میکروسکوپ، لازم است تا بدنه دستگاه را جهت از بین بردن چربی، روغن و دیگر آلودگی ها با محلول های شوینده و استفاده از برس کوچک تمییز نمایید. سپس بدنه را با محلول آب مقطر و اتانول ۹۵% (۵۰/۵۰) پاک کنید. (البته باید توجه کنید که نباید از این محلول برای تمیز کردن سطوح نوری استفاده کنید).
برند های معروف میکروسکوپ
برندهای المپوس Olympus، وست لب WestLab، نیکون Nikon، زایس Zeiss، یورومکس Euromex، نایت اسکای Nightsky، سوئیفت Swift، نوکس Novex بهترین نوع میکروسکوپ هستند.
تخصصی ترین مجموعه خرید میکروسکوپ و فروش میکروسکوپ
اگر قصد خرید میکروسکوپ برای آزمایشگاه، دانشگاه و مجموعه تحقیقاتی خود دارید، با ما در تماس باشید. بهترین میکروسکوپ با بودجه شما و ارسال رایگان ارائه و تقدیم می شود. 09107788587