Digitaalsed mikroskoobid. Elektronmikroskoopia Elektronmikroskoop
Elektronmikroskoopia on meetod selliste struktuuride uurimiseks, mis on väljaspool valgusmikroskoobi nähtavust ja mille mõõtmed on alla ühe mikroni (1 µm kuni 1-5 Å).
Elektronmikroskoobi töö (joon.) põhineb suunatud voolu kasutamisel, mis toimib valgusmikroskoobis valguskiirena ning läätsede rolli täidavad magnetid (magnetläätsed).
Tulenevalt asjaolust, et uuritava objekti erinevad alad hoiavad elektrone erineval viisil kinni, tekib elektronmikroskoobi ekraanil uuritavast objektist mustvalge kujutis, mida suurendatakse kümneid ja sadu tuhandeid kordi. Transmissioonelektronmikroskoope kasutatakse peamiselt bioloogias ja meditsiinis.
Elektronmikroskoopia tekkis 1930. aastatel, kui teatud viirustest (tubaka mosaiikviirus ja bakteriofaagid) saadi esimesed kujutised. Praegu on elektronmikroskoopia leidnud viroloogias ja viroloogias kõige laiemat rakendust, mis on viinud uute teadusharude loomiseni. Bioloogiliste objektide elektronmikroskoopias kasutatakse spetsiaalseid ettevalmistusmeetodeid. See on vajalik uuritavate objektide (rakud, bakterid, viirused jne) üksikute komponentide tuvastamiseks, samuti nende struktuuri säilitamiseks kõrgvaakumi tingimustes elektronkiire all. Elektronmikroskoopia abil uuritakse objekti väliskuju ja selle pinna molekulaarset korraldust, üliõhukeste lõigete meetodil uuritakse objekti sisestruktuuri.
Elektronmikroskoopia kombinatsioonis biokeemiliste, tsütokeemiliste uurimismeetoditega, immunofluorestsents-, aga ka röntgendifraktsioonanalüüsiga võimaldab hinnata rakkude ja viiruste struktuurielementide koostist ja funktsiooni.
Elektronmikroskoop 1970. aastatest
Elektronmikroskoopia on mikroskoopiliste objektide uurimine elektronmikroskoobi abil.
Elektronmikroskoop on elektron-optiline instrument, mille eraldusvõime on mitu angströmit ja mis võimaldab visuaalselt uurida mikroskoopiliste struktuuride ja isegi mõne molekuli peenstruktuuri.
Katoodist, juhtelektroodist ja anoodist koosnev kolmeelektroodiline püstol toimib elektronide allikana, et luua valguskiirt asendav elektronkiir (joonis 1).
Riis. 1. Kolmeelektroodiga püstol: 1 - katood; 2 - juhtelektrood; 3 - elektronkiir; 4 - anood.
Elektromagnetläätsed, mida optiliste asemel elektronmikroskoobis kasutatakse, on magnetiliselt pehmest materjalist kestadesse suletud mitmekihilised solenoidid, mille sees on mittemagnetiline pilu (joonis 2).
Riis. 2. Elektromagnetlääts: 1 - poolus; 2 - messingist rõngas; 3 - mähis; 4 - kest.
Elektronmikroskoobis tekkivad elektri- ja magnetväljad on aksiaalselt sümmeetrilised. Nende väljade toimel kogutakse objekti ühest punktist väikese nurga all väljuvad laetud osakesed (elektronid) pilditasandile uuesti kokku. Kogu elektron-optiline süsteem asub elektronmikroskoobi kolonnis (joonis 3).
Riis. 3. Elektro-optiline süsteem: 1 - juhtelektrood; 2 - esimese kondensaatori membraan; 3 - teise kondensaatori membraan; 4 - teise kondensaatori stigmatiseerija; 5 - objekt; 6 - objektiiv; 7 - objektiiviläätse stigmatiseerija; 8 - vahepealne läätse stigmatiseerija; 9 - projektsiooniobjektiivi ava; 10 - katood; 11 - anood; 12 - esimene kondensaator; 13 - teine kondensaator; 14 - fookuse korrektor; 15 - objektihoidja laud; 16 - objektiivi ava; 17 - selektori membraan; 18 - vahepealne lääts; 19 - projektsioonilääts; 20 - ekraan.
Elektronpüstoli tekitatud elektronkiir suunatakse kondensaatorläätsede toimevälja, mis võimaldab laias vahemikus varieerida uuritavale objektile langeva kiire tihedust, läbimõõtu ja ava. Objekti kambrisse on paigaldatud laud, mille konstruktsioon tagab objekti liikumise vastastikku risti olevates suundades. Sel juhul saate järjestikku kontrollida 4 mm 2 suurust ala ja valida kõige huvitavamad alad.
Objekti kaamera taga on objektiiv, mis võimaldab pildistatavast teravat pilti. See annab ka esimese suurendatud pildi objektist ning järgnevate, vahe- ja projektsioonläätsede abil saab üldist suurendust maksimaalseks tõsta. Objekti kujutis ilmub ekraanile, mis elektronide mõjul helendab. Ekraani taga on fotoplaadid. Elektronpüstoli stabiilsus, aga ka pildi selgus koos muude teguritega (kõrgepinge püsivus jne) sõltuvad suuresti vaakumi sügavusest elektronmikroskoobi kolonnis, seega ka seadme kvaliteedist. on suures osas määratud vaakumsüsteemiga (pumbad, pumpamiskanalid, kraanid, ventiilid, tihendid) (joonis 4). Vajalik vaakum kolonni sees saavutatakse tänu vaakumpumpade kõrgele efektiivsusele.
Mehaaniline esivaakumpump loob kogu vaakumsüsteemis eelvaakumi, seejärel hakkab tööle õli difusioonpump; mõlemad pumbad on ühendatud järjestikku ja tagavad mikroskoobi kolonnis kõrgvaakumi. Õlivõimenduspumba kasutuselevõtt elektronmikroskoobi süsteemi võimaldas esivaakumpumba pikaks ajaks välja lülitada.
Riis. 4. Elektronmikroskoobi vaakumkontuur: 1 - vedela lämmastikuga jahutatud püüdur (jahutusliin); 2 - kõrgvaakumventiil; 3 - difusioonipump; 4 - möödavooluklapp; 5 - väike puhversilinder; 6 - võimenduspump; 7 - eelvaakumi mehaaniline eelvaakumpump; 8 - neljakäiguline ventiil; 9 - suur puhversilinder; 10 - elektronmikroskoobi kolonn; 11 - õhu sisselaskeklapp mikroskoobi kolonni.
Mikroskoobi elektriahel koosneb kõrgepingeallikatest, katoodküttest, elektromagnetläätsede toiteallikast, aga ka süsteemist, mis tagab vahelduva toitepinge forevakuumpumba elektrimootorile, difusioonpumba ahjule ja juhtpaneeli valgustusele. Toiteseadmele esitatakse väga kõrgeid nõudeid: näiteks kõrge eraldusvõimega elektronmikroskoobi puhul ei tohiks kõrgepinge ebastabiilsuse aste ületada 5·10 -6 30 sekundi jooksul.
Termilise emissiooni tulemusena tekib intensiivne elektronkiir. Katoodi, mis on V-kujuline volframniit, hõõgniidi allikas on kõrgsagedusgeneraator. Tekkiv pinge võnkesagedusega 100-200 kHz annab monokromaatilise elektronkiire. Elektronmikroskoobi läätsede toiteallikaks on konstantne, väga stabiliseeritud vool.
Riis. 5. Elektronmikroskoop UEMV-100B elusate mikroorganismide uurimiseks.
Seadmeid toodetakse (joonis 5) garanteeritud eraldusvõimega 4,5 Å; Üksikutel ainulaadsetel fotodel saadi eraldusvõime 1,27 Å, mis lähenes aatomi suurusele. Kasulik kasv on sel juhul 200 000.
Elektronmikroskoop on täppisinstrument, mis nõuab spetsiaalseid ettevalmistusmeetodeid. Bioloogilistel objektidel on madal kontrastsus, mistõttu on vaja kunstlikult suurendada ravimi kontrastsust. Preparaatide kontrastsuse suurendamiseks on mitu võimalust. Varjutades preparaati plaatina, volframi, süsiniku jne nurga all, on elektronmikroskoopilistel fotodel võimalik määrata mõõtmeid piki ruumilise koordinaatsüsteemi kõiki kolme telge. Positiivse kontrastiga kombineeritakse ravim raskmetallide vees lahustuvate sooladega (uranüülatsetaat, pliimonooksiid, kaaliumpermanganaat jne). Negatiivse kontrastiga preparaati ümbritseb õhuke kiht suure tihedusega amorfset ainet, mis on elektronidele läbitungimatu (ammooniummolübdaat, uranüülatsetaat, fosfovolframhape jne).
Viiruste elektronmikroskoopia (viroskoopia) on viinud märkimisväärse eduni viiruste ülipeente submolekulaarsete struktuuride uurimisel (vt.). Koos füüsikaliste, biokeemiliste ja geneetiliste uurimismeetoditega aitas molekulaarbioloogia tekkele ja arengule kaasa ka elektronmikroskoopia kasutamine. Selle uue bioloogiaharu uurimisobjektiks on inimese, looma, taime, bakteri- ja mükoplasma rakkude submikroskoopiline organiseerimine ja funktsioneerimine, samuti riketsia ja viiruste korraldus (joonis 6). Viirusi, suuri valgu- ja nukleiinhapete molekule (RNA, DNA), üksikuid rakufragmente (näiteks bakterirakumembraani molekulaarstruktuuri) saab pärast eritöötlust elektronmikroskoobiga uurida: metallist varjundit, positiivset või negatiivset kontrasti. uranüülatsetaat või fosfovolframhape, samuti muud ühendid (joonis 7).
Riis. 6. Cynomolgus ahvi südamekoekultuuri rakk, mis on nakatunud variola viirusega (X 12 000): 1 - tuum; 2 - mitokondrid; 3 - tsütoplasma; 4 - viirus.
Riis. 7. Gripiviirus (negatiivne kontrast (X450 000): 1 - ümbris; 2 - ribonukleoproteiin.
Negatiivse kontrasti meetodit kasutades avastati paljude viiruste pinnalt korrapäraselt asetsevad valgumolekulide rühmad – kapsomeerid (joonis 8).
Riis. 8. Herpesviiruse kapsiidi pinna fragment. Üksikud kapsomeerid on nähtavad (X500 000): 1 - külgvaade; 2 - pealtvaade.
Riis. 9. Salmonella typhimurium bakteri üliõhuke lõik (X80 000): 1 - tuum; 2 - kest; 3 - tsütoplasma.
Bakterite ja viiruste, aga ka teiste suuremate bioloogiliste objektide siseehitust saab uurida alles pärast nende ultratoomi abil lahtilõikamist ja kõige õhemate, 100-300 Å paksuste lõikude valmistamist. (joonis 9). Tänu bioloogiliste objektide fikseerimise, kinnistamise ja polümerisatsiooni täiustatud meetoditele, teemant- ja klaasist nugade kasutamisele ultratomiseerimisel, samuti suure kontrastsusega ühendite kasutamisele seerialõike värvimiseks, oli võimalik saada üliõhukesi sektsioone mitte ainult suurtest. , aga ka inimeste, loomade, taimede ja bakterite väikseimad viirused.
Elektronmikroskoopi kutsutakse nii mitte sellepärast, et see kasutaks mingeid elektroonikat sisaldavaid komponente – kuigi seda on rohkem kui küll. Kuid peamine on see, et valguskiirte voo asemel, mis kannavad teavet objekti kohta ja mida saame lihtsalt näha, viies oma silmad okulaaridele lähemale, kasutab elektronmikroskoop elektronide voogu – täpselt sama, mis tavalises. TV. Võime jälgida televiisoriga sarnast pilti spetsiaalse kompositsiooniga kaetud ekraanil, mis helendab, kui elektronide voog seda tabab. Aga kuidas elektronmikroskoop suurendab?
Fakt on see, et nii nagu tavalise läätse klaas muudab valguskiirte teekonda, muudavad magnet- ja elektriväljad elektronide voolu liikumist, mis võimaldab fokuseerida elektronide "kiiri" samade efektidega kui tavalisel. "klaasist" valgusoptika süsteem. Kuid elektronide äärmiselt väikese suuruse ja elektronvoogude olulise "murdumise" tõttu saavutatakse kujutise suurendus umbes tuhat korda suurem kui optilise mikroskoobi oma. Tavaliste elektronmikroskoobis kasutatavate okulaaride asemel projitseeritakse pilt kas väga väikesele luminestsentsekraanile, millelt vaatleja vaatab seda läbi tavalise optilise mikroskoobi väikese suurendusega või kuvatakse see optilis-elektroonilise muunduri abil. tavalisel teleriekraanil või – mida praktikas kõige sagedamini kasutatakse – fotoplaadile salvestatud. Elektronmikroskoobi jaoks pole sellist parameetrit nagu värvitäpsus, sest värvus on valguskiirte, mitte elektronide omadused. Mikrokosmoses pole värvi, seetõttu pole elektronmikroskoobi abil saadud “värvilised” fotod midagi muud kui konventsioon. 
See oli ligikaudu ajaloo esimese elektronmikroskoobi tööpõhimõte; olemasoleva klassifikatsiooni järgi kuulus see OPEM-mikroskoobidesse - "tavaline transmissioonelektronmikroskoop"; väliselt meenutas see pigem suurt metallitöötlemismasinat kui mikroskoopi, mida inimesed kasutasid. harjunud nägema viimase pooleteise sajandi jooksul. Selles kuni miljon korda suurendust võimaldavas seadmes oli proov "kokku puutunud" konstantses suunas liikuva elektronide vooluga. Veidi hiljem ilmusid skaneerivad elektronmikroskoobid, milles subatomaarsetesse suurustesse fokuseeritud elektronkiir “skaneerib” proovi pinda ja pilti jälgitakse monitori ekraanil. Tegelikult on skaneeriva mikroskoobi "suurendus" samuti konventsioon; see on ekraani suuruse ja originaalse skannitud objekti suuruse suhe. Just sellise seadmega suutis inimene esimest korda üksikuid aatomeid näha. Praegu on see tehnoloogiliste võimaluste piir. Ja tegelikult on elementaarosakeste maailm meie omast nii erinev, et me ei suuda seda tõenäoliselt täielikult mõista isegi pärast seda, kui oleme seda oma silmaga näinud.
Tehnoloogiline arheoloogia)
Mõned elektronmikroskoobid taastavad kosmoselaeva püsivara, teised pöördprojekteerivad mikroskoobi all mikroskeemide skeemi. Kahtlustan, et tegevus on jube põnev.
Ja muide, mulle meenus imeline postitus tööstusarheoloogiast.
Spoiler
Ettevõttemälu on kahte tüüpi: inimesed ja dokumentatsioon. Inimesed mäletavad, kuidas asjad töötavad, ja teavad, miks. Mõnikord kirjutavad nad selle teabe kuskile üles ja salvestavad oma märkmed kuhugi. Seda nimetatakse "dokumentatsiooniks". Ettevõtte amneesia toimib samamoodi: inimesed lahkuvad ja dokumentatsioon kaob, mädaneb või lihtsalt unustatakse.
Töötasin mitu aastakümmet suures naftakeemiaettevõttes. 1980. aastate alguses projekteerisime ja ehitasime tehase, mis muudab süsivesinikud teisteks süsivesinikeks. Järgmise 30 aasta jooksul kadus ettevõtte mälu tehase kohta. Jah, tehas töötab endiselt ja toob ettevõttele raha; hooldus on tehtud ja targad spetsialistid teavad, mida tuleb tõmmata ja kuhu lüüa, et tehas edasi töötaks.
Kuid ettevõte on täielikult unustanud, kuidas see tehas töötab.
See juhtus mitme teguri tõttu:
Naftakeemiatööstuse langus 1980. ja 1990. aastatel pani meid lõpetama uute inimeste palkamise. 1990. aastate lõpus koosnes meie grupp alla 35-aastastest või üle 55-aastastest poistest – väga harvade eranditega.
Oleme aeglaselt üle läinud arvutisüsteemide abil projekteerimisele.
Ettevõtete ümberkorralduste tõttu pidime kogu oma kontori füüsiliselt ühest kohast teise kolima.
Mõned aastad hiljem toimunud ettevõtete ühinemine muutis meie ettevõtte täielikult suuremaks, põhjustades ulatusliku osakondade kapitaalremondi ja personali ümberpaigutamise.
Tööstusarheoloogia
2000. aastate alguses läksime mitme kolleegiga pensionile.
2000. aastate lõpus pidas ettevõte seda tehast meeles ja arvas, et oleks tore sellega midagi ette võtta. Oletame, et suurendage tootmist. Näiteks võite leida tootmisprotsessis kitsaskoha ja seda täiustada - tehnoloogia pole need 30 aastat seisma jäänud - ja võib-olla lisada veel ühe töökoja.
Ja siis lööb seltskond kõigest jõust vastu telliskiviseina. Kuidas see tehas ehitati? Miks ehitati just nii ja mitte teisiti? Kuidas see täpselt töötab? Milleks on vat A vaja, miks on töökojad B ja C ühendatud torustikuga, miks on torujuhtme läbimõõt D ja mitte D?
Ettevõtte amneesia tegevuses. Hiiglaslikud masinad, mille on ehitanud tulnukad oma tulnukate tehnoloogia abil, trügivad justkui kokku ja toodavad hunnikuid polümeere. Ettevõttel on mõningane ettekujutus, kuidas neid masinaid hooldada, kuid pole õrna aimugi, milline hämmastav maagia sees toimub ja kellelgi pole õrna aimugi, kuidas need loodi. Üldiselt pole inimesed isegi kindlad, mida täpselt otsida, ega tea, kummalt poolt seda sasipundart lahti harutada.
Otsime mehi, kes töötasid ettevõttes juba selle tehase ehitamise ajal. Nüüd on nad kõrgetel ametikohtadel ja istuvad eraldi konditsioneeriga kontorites. Neile antakse ülesanne leida määratud tehase jaoks dokumentatsioon. See pole enam ettevõtte mälu, see on pigem tööstusarheoloogia. Keegi ei tea, milline dokumentatsioon selle tehase kohta on olemas, kas see on üldse olemas ja kui on, siis millisel kujul, millistes vormingutes, mida see sisaldab ja kus see füüsiliselt asub. Tehase projekteeris projekteerimismeeskond, mida enam ei eksisteeri, ettevõttes, mis on vahepeal omandatud, suletud kontoris, kasutades arvutiajastu eelseid meetodeid, mida enam ei kasutata.
Tüübid meenutavad oma lapsepõlve kohustusliku mullas kaevamisega, käärivad kallite jopede käised üles ja asuvad tööle.
Mis on USB-mikroskoop?
USB-mikroskoop on digitaalmikroskoobi tüüp. Tavalise okulaari asemel on siia paigaldatud digikaamera, mis pildistab objektiivist ja edastab selle monitorile või sülearvuti ekraanile. See mikroskoop ühendatakse arvutiga väga lihtsalt – tavalise USB-kaabli abil. Mikroskoobiga on alati kaasas spetsiaalne tarkvara, mis võimaldab tekkivaid pilte töödelda. Saate pildistada, luua videoid, muuta pildi kontrasti, heledust ja suurust. Tarkvara võimalused on tootjati erinevad.
USB-mikroskoop on peamiselt kompaktne suurendusseade. Seda on mugav kaasa võtta reisidele, koosolekutele või linnast välja. Tavaliselt pole USB-mikroskoop suure suurendusega, kuid müntide, väikese kirja, kunstiesemete, kanganäidiste või pangatähtede uurimiseks piisab selle võimalustest. Sellise mikroskoobi abil saate uurida taimi, putukaid ja kõiki teie ümber olevaid väikeseid esemeid.
Kust osta elektronmikroskoopi?
Kui olete mudeli valiku lõpuks otsustanud, saate sellelt lehelt osta elektronmikroskoobi. Meie veebipoest leiad parima hinnaga elektronmikroskoobi!
Kui soovid elektronmikroskoopi oma silmaga näha ja seejärel otsust langetada, külasta Sulle lähimat Nelja Silma kauplust.
Jah, jah, ja võta lapsed kaasa! Kindlasti ei jää te ostude ja kingitusteta!
Mõistel "mikroskoop" on kreeka juured. See koosneb kahest sõnast, mis tõlgituna tähendavad "väike" ja "ma vaatan". Mikroskoobi peamine roll on selle kasutamine väga väikeste objektide uurimisel. Samas võimaldab see seade määrata palja silmaga nähtamatute kehade suurust ja kuju, struktuuri ja muid omadusi.
Loomise ajalugu
Ajaloos pole täpset teavet selle kohta, kes oli mikroskoobi leiutaja. Mõnede allikate kohaselt kujundasid selle 1590. aastal prillide valmistaja isa ja poeg Janssens. Veel üks kandidaat mikroskoobi leiutaja tiitlile on Galileo Galilei. Aastal 1609 esitlesid need teadlased Accademia dei Lincei avalikkusele nõgusate ja kumerate läätsedega instrumenti.
Aastate jooksul on mikroskoopiliste objektide vaatamise süsteem arenenud ja täiustatud. Tohutu samm selle ajaloos oli lihtsa akromaatiliselt reguleeritava kahe objektiiviga seadme leiutamine. Selle süsteemi võttis kasutusele hollandlane Christian Huygens 1600. aastate lõpus. Selle leiutaja okulaarid on tootmises tänaseni. Nende ainus puudus on vaatevälja ebapiisav laius. Lisaks on Huygensi okulaaridel võrreldes kaasaegsete instrumentide disainiga silmadele ebamugav asukoht.
Erilise panuse mikroskoobi ajalukku andis selliste seadmete tootja Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723). Just tema köitis bioloogide tähelepanu sellele seadmele. Leeuwenhoek valmistas väikese suurusega tooteid, mis olid varustatud ühe, kuid väga tugeva objektiiviga. Selliseid seadmeid oli ebamugav kasutada, kuid need ei kahekordistanud liitmikroskoopides esinevaid pildidefekte. Leiutajad suutsid selle puuduse parandada alles 150 aastat hiljem. Koos optika arenguga on komposiitseadmete pildikvaliteet paranenud.
Mikroskoopide täiustamine jätkub tänapäevani. Nii töötasid 2006. aastal biofüüsikalise keemia instituudis töötavad Saksa teadlased Mariano Bossi ja Stefan Hell välja uue optilise mikroskoobi. Tänu võimalusele vaadelda 10 nm mõõtmetega objekte ja kolmemõõtmelisi kvaliteetseid 3D-pilte, nimetati seadet nanoskoobiks.
Mikroskoopide klassifikatsioon
Praegu on väikeste objektide uurimiseks loodud suur valik instrumente. Nende rühmitamine põhineb erinevatel parameetritel. See võib olla mikroskoobi otstarve või kasutatud valgustusmeetod, optilise disaini jaoks kasutatav struktuur jne.
Kuid reeglina klassifitseeritakse peamised mikroskoopide tüübid selle süsteemi abil nähtavate mikroosakeste eraldusvõime järgi. Selle jaotuse järgi on mikroskoobid:
- optiline (valgus);
- elektrooniline;
- röntgen;
- skaneerivad sondid.
Kõige laialdasemalt kasutatavad mikroskoobid on valgustüüpi mikroskoobid. Optikapoodides on neid lai valik. Selliste seadmete abil lahendatakse konkreetse objekti uurimise peamised ülesanded. Kõik muud tüüpi mikroskoobid on klassifitseeritud spetsialiseeritud mikroskoobid. Tavaliselt kasutatakse neid laboratoorsetes tingimustes.
Igal ülaltoodud seadmetüübil on oma alamtüübid, mida ühes või teises valdkonnas kasutatakse. Lisaks on täna võimalik osta koolimikroskoop (või haridus), mis on algtaseme süsteem. Tarbijatele pakutakse ka professionaalseid seadmeid.
Rakendus
Mille jaoks on mikroskoop? Inimsilm, mis on eriline bioloogiline optiline süsteem, omab teatud eraldusvõimet. Teisisõnu on vaadeldavate objektide vahel väikseim vahemaa, kui neid saab veel eristada. Tavalise silma puhul jääb see eraldusvõime vahemikku 0,176 mm. Kuid enamiku looma- ja taimerakkude, mikroorganismide, kristallide, sulamite, metallide jne mikrostruktuur on sellest väärtusest palju väiksemad. Kuidas selliseid objekte uurida ja vaadelda? Siin tulevad inimestele appi erinevat tüüpi mikroskoobid. Näiteks võimaldavad optilised seadmed eristada struktuure, mille elementide vaheline kaugus on vähemalt 0,20 mikronit.
Kuidas mikroskoop töötab?
Seadmel, millega inimsilm saab vaadata mikroskoopilisi objekte, on kaks põhielementi. Need on objektiiv ja okulaar. Need mikroskoobi osad on fikseeritud liikuvas torus, mis asub metallalusel. Selle peal on ka esemelaud.
Kaasaegsed mikroskoobid on tavaliselt varustatud valgustussüsteemiga. See on eelkõige iirisdiafragmaga kondensaator. Kohustuslikus suurendusseadmete komplektis on mikro- ja makrokruvid, mida kasutatakse teravuse reguleerimiseks. Mikroskoopide konstruktsioon sisaldab ka süsteemi, mis kontrollib kondensaatori asendit.
Spetsiaalsetes keerukamates mikroskoopides kasutatakse sageli muid lisasüsteeme ja seadmeid.
Objektiivid
Alustaksin mikroskoobi kirjeldamist jutuga selle ühest põhiosast ehk objektiivist. Need on keerukas optiline süsteem, mis suurendab kõnealuse objekti suurust kujutise tasapinnal. Objektiivide disain hõlmab tervet süsteemi mitte ainult ühest, vaid ka kahest või kolmest kokku liimitud objektiivist.
Sellise optilis-mehaanilise konstruktsiooni keerukus sõltub ülesannete hulgast, mida üks või teine seade peab lahendama. Näiteks kõige keerulisemal mikroskoobil on kuni neliteist objektiivi.
Objektiiv koosneb esiosast ja sellele järgnevatest süsteemidest. Mille alusel konstrueeritakse vajaliku kvaliteediga pilt, samuti määratakse tööseisund? See on eesmine objektiiv või nende süsteem. Objektiivi järgnevad osad on vajalikud vajaliku suurenduse, fookuskauguse ja pildikvaliteedi tagamiseks. Sellised funktsioonid on aga võimalikud ainult koos eesmise objektiiviga. Samuti väärib märkimist, et järgneva osa disain mõjutab toru pikkust ja seadme objektiivi kõrgust.
Okulaarid
Need mikroskoobi osad on optiline süsteem, mis on loodud vaatleja silma võrkkesta pinnale vajaliku mikroskoopilise kujutise konstrueerimiseks. Okulaarid sisaldavad kahte rühma läätsi. Uurija silmale lähimat nimetatakse okulaarseks ja kaugeimaks väli silmaks (selle abiga koostab lääts uuritavast objektist kujutise).
Valgustussüsteem
Mikroskoobil on membraanide, peeglite ja läätsede kompleksne disain. Selle abiga tagatakse uuritava objekti ühtlane valgustus. Juba esimestes mikroskoopides kasutati seda funktsiooni, optiliste instrumentide täiustamisel hakati kasutama esmalt lamedaid ja seejärel nõgusaid peegleid.
Selliste lihtsate detailide abil suunati päikese- või lambikiired uuritavale objektile. Kaasaegsetes mikroskoopides on see arenenum. See koosneb kondensaatorist ja kollektorist.
Teema tabel
Uurimist vajavad mikroskoopilised preparaadid asetatakse tasasele pinnale. See on objektitabel. Erinevat tüüpi mikroskoopidel võib see pind olla kujundatud nii, et uuritavat objekti pööratakse vaatleja poole horisontaalselt, vertikaalselt või teatud nurga all.
Tööpõhimõte
Esimeses optilises seadmes andis läätsede süsteem mikroobjektidest pöördkujutise. See võimaldas eristada aine struktuuri ja väikseimaid detaile, mida uuriti. Valgusmikroskoobi tööpõhimõte on tänapäeval sarnane murduva teleskoobi tööga. Selles seadmes valgus klaasiosa läbimisel murdub.
Kuidas tänapäevased valgusmikroskoobid suurendavad? Pärast valguskiirte kiirte sisenemist seadmesse muudetakse need paralleelseks vooluks. Alles siis toimub okulaaris valguse murdumine, mille tõttu mikroskoopiliste objektide kujutis suureneb. Järgmisena saabub see teave vaatlejale vajalikul kujul
Valgusmikroskoopide alatüübid
Kaasaegsed klassifitseerivad:
1. Keerukusklassi järgi uurimis-, töö- ja koolimikroskoopidele.
2. Kasutusala järgi: kirurgiline, bioloogiline ja tehniline.
3. Mikroskoopia liikide järgi: peegeldunud ja läbiva valguse, faasikontakti, luminestsents- ja polarisatsiooniseadmed.
4. Valgusvoo suunas ümberpööratud ja otseseks.
Elektronmikroskoobid
Aja jooksul muutus mikroskoopiliste objektide uurimiseks mõeldud seade üha keerukamaks. Ilmusid seda tüüpi mikroskoobid, milles kasutati täiesti teistsugust, valguse murdumisest sõltumatut tööpõhimõtet. Uusimat tüüpi seadmete kasutamise protsessi kaasati elektronid. Sellised süsteemid võimaldavad näha üksikuid mateeria osi nii väikestena, et valguskiired lihtsalt voolavad nende ümber.
Milleks kasutatakse elektronmikroskoopi? Seda kasutatakse rakkude struktuuri uurimiseks molekulaarsel ja subtsellulaarsel tasemel. Sarnaseid seadmeid kasutatakse ka viiruste uurimiseks.
Elektronmikroskoobi seade
Mis on mikroskoopiliste objektide vaatamise uusimate instrumentide töö aluseks? Mille poolest elektronmikroskoop erineb valgusmikroskoobist? Kas nende vahel on sarnasusi?
Elektronmikroskoobi tööpõhimõte põhineb elektri- ja magnetvälja omadustel. Nende pöörlemissümmeetria võib elektronkiirtele fokusseerida. Selle põhjal saame vastata küsimusele: "Kuidas elektronmikroskoop erineb valgusmikroskoobist?" Sellel, erinevalt optilisest seadmest, pole läätsi. Nende rolli mängivad õigesti arvutatud magnet- ja elektriväljad. Need on loodud mähiste keerdude kaudu, mida vool läbib. Sellisel juhul toimivad sellised väljad sarnaselt Kui vool suureneb või väheneb, muutub seadme fookuskaugus.
Mis puudutab vooluringi, siis elektronmikroskoobi puhul sarnaneb see valgusseadme omaga. Ainus erinevus seisneb selles, et optilised elemendid asendatakse sarnaste elektriliste elementidega.
Objekti suurendamine elektronmikroskoopides toimub uuritavat objekti läbiva valguskiire murdumise protsessi tõttu. Erinevate nurkade all sisenevad kiired objektiivi tasapinnale, kus toimub proovi esimene suurendus. Järgmisena liiguvad elektronid vaheläätseni. Selles toimub objekti suuruse suurenemise sujuv muutus. Uuritava materjali lõplik pilt saadakse projektsiooniläätse abil. Sellest satub pilt fluorestsentsekraanile.
Elektronmikroskoopide tüübid
Kaasaegsed tüübid hõlmavad järgmist:
1. TEM ehk transmissioonelektronmikroskoop. Selles installatsioonis moodustub väga õhukese, kuni 0,1 mikroni paksuse objekti kujutis elektronkiire interaktsioonil uuritava ainega ja selle järgneval suurendamisel objektiivis paiknevate magnetläätsede abil.
2. SEM ehk skaneeriv elektronmikroskoop. Selline seade võimaldab saada suure eraldusvõimega, mitme nanomeetri suurusjärgus kujutist objekti pinnast. Täiendavate meetodite kasutamisel annab selline mikroskoop teavet, mis aitab määrata pinnalähedaste kihtide keemilist koostist.
3. Tunnel-skaneeriv elektronmikroskoop ehk STM. Selle seadme abil mõõdetakse kõrge ruumilise eraldusvõimega juhtivate pindade reljeefi. STM-iga töötamise käigus tuuakse uuritavale objektile terav metallnõel. Sel juhul säilitatakse vaid mõne angströmi kaugus. Järgmisena rakendatakse nõelale väike potentsiaal, mille tulemuseks on tunnelivool. Sel juhul saab vaatleja uuritavast objektist kolmemõõtmelise pildi.
Mikroskoobid "Leevenguk"
2002. aastal ilmus Ameerikas uus optilisi instrumente tootev ettevõte. Selle tootevalikusse kuuluvad mikroskoobid, teleskoobid ja binoklid. Kõik need seadmed eristuvad kõrge pildikvaliteedi poolest.
Ettevõtte peakontor ja arendusosakond asuvad USA-s Fremondis (California). Kuid tootmisrajatiste osas asuvad need Hiinas. Tänu kõigele sellele varustab ettevõte turgu täiustatud ja kvaliteetsete toodetega taskukohase hinnaga.
Kas vajate mikroskoopi? Levenhuk pakub vajalikku võimalust. Ettevõtte optiliste seadmete valikus on digitaalsed ja bioloogilised seadmed uuritava objekti suurendamiseks. Lisaks pakutakse ostjale mitmesugustes värvitoonides disainermudeleid.
Levenhuki mikroskoobil on lai funktsionaalsus. Näiteks saab arvutiga ühendada algtaseme õppeseadme, mis on võimeline ka videosalvestama teostatavat uurimistööd. Levenhuk D2L mudel on selle funktsiooniga varustatud.
Ettevõte pakub erineva tasemega bioloogilisi mikroskoope. Nende hulgas on lihtsamad mudelid ja uued esemed, mis sobivad professionaalidele.
