مقدمه ای بر دانش میکروسکوپ نوری
ابزار یا وسیله ای که یک جسم کوچک یا قسمت کوچکی از یک جسم را با بزرگنمایی بالا برای مشاهده بزرگ می کند. به طور گسترده ای در تولیدات صنعتی و کشاورزی و تحقیقات علمی استفاده می شود. زیست شناسان و کارکنان پزشکی نیز در تجارت خود از میکروسکوپ استفاده زیادی می کنند. به طور کلی به میکروسکوپ های نوری و میکروسکوپ های الکترونی تقسیم می شود.
میکروسکوپ نوری میکروسکوپی است که از نور مرئی به عنوان منبع نور استفاده می کند. میکروسکوپ های نوری معمولی را می توان به دو بخش تقسیم کرد: سیستم نوری و دستگاه مکانیکی. سیستم نوری عمدتاً شامل چشمی ها، عدسی های شیئی، کندانسورها، دیافراگم ها و منابع نور است. دستگاه مکانیکی عمدتاً شامل بشکه لنز، ستون آینه، استیج، پایه آینه، پیچ تنظیم ضخامت و سایر قطعات است (شکل 1). اصل اپتیکی اصلی آن در شکل 2 نشان داده شده است. عدسی محدب کوچک در سمت چپ در شکل نشان دهنده گروهی از لنزها با فاصله کانونی کوتاه است که عدسی شیئی نامیده می شود. عدسی محدب بزرگ سمت راست نشان دهنده گروهی از لنزها با فاصله کانونی زیاد است که چشمی نامیده می شود. جسم مورد مشاهده (AB) کمی خارج از نقطه کانونی (f1) عدسی شیئی قرار می گیرد. نور جسم پس از عبور از عدسی شیئی یک تصویر واقعی بزرگنمایی شده معکوس (B'A') را کمی در داخل کانون چشمی (f2) تشکیل می دهد. چشمان ناظر تصویر واقعی (B'A') را به یک تصویر مجازی معکوس (B"A") از طریق چشمی بزرگ می کنند.
چشمی در بالای لوله میکروسکوپ قرار دارد و به طور کلی از دو عدسی محدب تشکیل شده است. علاوه بر گسترش بیشتر تصویر واقعی ایجاد شده توسط عدسی شیئی، میدان دید مشاهده شده توسط چشم را نیز محدود می کند. با توجه به بزرگنمایی، سه نوع چشمی پرکاربرد وجود دارد: 5 بار، 10 بار و 15 بار.
عدسی شیئی عموماً در زیر لوله میکروسکوپ، نزدیک به جسم مورد مشاهده قرار دارد. از 8 تا 10 لنز تشکیل شده است. عملکرد آن بزرگ کردن (ایجاد یک تصویر واقعی بزرگ شده برای شی)، دوم اطمینان از کیفیت تصویر و سوم افزایش وضوح است. لنزهای شیئی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند را می توان به بزرگنمایی کم (4×)، بزرگنمایی متوسط (10× یا 20×)، بزرگنمایی بالا (40×) و لنزهای شیئی غوطه ور روغن (100×) تقسیم کرد. عدسی های شیئی چندگانه روی چرخ تعویض آینه نصب می شوند و لنز شیئی با مضرب های مختلف را می توان با چرخاندن صفحه گردان در صورت لزوم انتخاب کرد.
بزرگنمایی میکروسکوپ مضرب چشمی ضربدر شیئ است. به عنوان مثال، اگر چشمی 10 برابر و عدسی شیئی 40 برابر باشد، بزرگنمایی 40×10 برابر (بزرگنمایی 400 برابر) است. یک میکروسکوپ خوب می تواند 2000 برابر بزرگنمایی کند و دو نقطه را با فاصله 1×10-5 سانتی متر از هم تشخیص دهد.
هنگامی که نور سفید از عدسی محدب عبور می کند، نور با طول موج کوتاهتر (آبی-بنفش) نسبت به نور با طول موج بلند (قرمز-نارنجی) شکست بیشتری دارد. بنابراین، هنگام تصویربرداری، طیف های مختلفی در اطراف تصویر وجود دارد و دایره ای از نور آبی یا قرمز وجود دارد. به این نقص رنگ، انحراف رنگی می گویند. با توجه به زوایای متفاوتی که نور در آن وارد (و خارج می شود) قسمت های مختلف سطح عدسی، نوری که از حاشیه عدسی می گذرد با زاویه بزرگتری نسبت به نوری که از مرکز عدسی می گذرد شکسته می شود. بنابراین در حین تصویربرداری، تصاویر تار و مخدوش در اطراف محیط تصویر ظاهر می شوند. این نقص انحنای سطح تصویربرداری، انحراف کروی نامیده می شود. مجموعه ای از گروه های عدسی محدب و مقعر با شکل ها، ساختارها و فواصل مختلف با یکدیگر همکاری می کنند تا انحراف رنگی و انحراف کروی را تا حد زیادی اصلاح کنند و تصویری روشن، واضح و دقیق را تشکیل دهند. به همین دلیل است که چشمی یا عدسی شیئی به ترتیب از مجموعه ای از عدسی ها تشکیل شده است. به چنین لنزهایی پلان آکرومات می گویند.
هنگامی که نور از یک محیط (مانند هوا) به محیط متراکم تر دیگر (مانند شیشه) پرتاب می شود، به سمت "خط معمولی" (خطی عمود بر سطح مشترک محیط)، مانند خط BOA در شکل خم می شود. 3. هنگامی که نور از یک محیط متراکم (شیشه) به یک محیط غیر متراکم (هوا) وارد می شود، از "خط معمولی" مانند خط AOB (شکل 3a) منحرف می شود. هنگامی که نور از شیشه کندانسور (ضریب شکست 1.51) عبور می کند و وارد هوا می شود، منحرف می شود و به سمت بیرون منکس می شود، بنابراین میزان نور ورودی به لنز شیئی بسیار کاهش می یابد و وضوح تصویر نیز کاهش می یابد. هنگام استفاده از عدسی شیئی 100 برابر، اگر روغن بین عدسی شیئی و شیشه پوششی پر شود (ضریب شکست نیز 1.51 است) برای ایزوله کردن هوا، نور تقریباً بدون شکست وارد لنز شیئی می شود که باعث افزایش روشنایی و وضوح تصویر می شود. تصویر . چنین اهدافی را اهداف غوطه وری در روغن می نامند (شکل 3b).
کندانسور در زیر مرحله میکروسکوپ قرار دارد که می تواند نور منبع نور را همگرا کند، نور را روی نمونه متمرکز کند و نمونه را به طور یکنواخت با شدت نور متوسط تحت تابش قرار دهد. انتهای پایین کندانسور مجهز به یک دیافراگم (دیافراگم) برای کنترل ضخامت پرتو است.
منبع روشنایی میکروسکوپ نوری معمولی در زیر کندانسور قرار دارد که یک لامپ خاص قوی با روشنایی یکنواخت است و مجهز به یک مقاومت متغیر برای تغییر شدت نور است.
از آنجایی که نور منبع نور یک میکروسکوپ نوری معمولی از پایین بدنه عدسی عبور می کند، از عدسی کندانسور، عدسی شیئی عبور می کند و به چشمی می رسد، نمونه مورد مشاهده باید به برش های نازک با ضخامت حدودا بریده شود. 6 میکرومتر که می تواند نور را در تحقیقات پزشکی و بیولوژیکی منتقل کند. و رنگ آمیزی برای نشان دادن بافت ها و سلول های مختلف و سایر ساختارهای ظریف. کل فرآیند پردازش را تکنیک متداول برش بافت می نامند که شامل انتخاب مواد بافت مناسب، تثبیت آنها با محلول فرمالدئید (فرمالین)، آبگیری با الکل مرحله به مرحله، جاسازی در پارافین، برش بافت به برش های نازک با میکروتوم و نصب آنها می باشد. بر روی لام های شیشه ای و سپس پس از رنگ آمیزی با رنگ هماتوکسیلین-ائوزین، لام های بافت در نهایت در چسب رزین نوری سوار شدند. اسلایدهای بافت آماده شده را می توان برای مدت طولانی نگهداری کرد.
چشمی و عدسی شیئی میکروسکوپ در دو سر لوله لنز نصب شده و فاصله آنها ثابت است. اسلاید بافت را روی صحنه قرار دهید و پیچ تنظیم درشت را بچرخانید تا مرحله به لنز شیئی نزدیک شود. برش بافت وارد صفحه کانونی عدسی شیئی می شود و تصویر بافت در نمونه در چشمی قابل مشاهده است. سپس از پیچ تنظیم ظریف استفاده کنید تا تصویر در چشمی برای مشاهده واضح باشد. هنگام تغییر بزرگنمایی، چشمی یا عدسی شیئی باید تعویض شود.
