กล้องจุลทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงและส่วนประกอบกล้องจุลทรรศน์

กล้องจุลทรรศน์ คอนทราสต์ของเฟส เทคนิคนี้ดีที่สุดสำหรับการดูตัวอย่างที่มีชีวิต เช่น เซลล์เพาะเลี้ยง ในกล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟส วงแหวนรูปวงแหวนในเลนส์ใกล้วัตถุ และคอนเดนเซอร์จะแยกแสงออกจากกัน แสงที่ผ่านส่วนกลางของทางเดินแสงจะรวมเข้ากับแสง ที่เคลื่อนที่รอบขอบของชิ้นงานทดสอบอีกครั้ง การรบกวนที่เกิดจากเส้นทางทั้ง 2 นี้ทำให้เกิดภาพที่โครงสร้างหนาแน่นดูมืดกว่าพื้นหลัง

กล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟสสำหรับรายละเอียด ตัวอย่างคอนทราสต์การรบกวนเชิงอนุพันธ์ DIC ใช้ฟิลเตอร์โพลาไรซ์และปริซึมเพื่อแยกและรวมเส้นทางแสงใหม่ ทำให้ชิ้นงานมีลักษณะ 3 มิติ DIC เรียกอีกอย่างว่า Nomarski ตามชื่อผู้คิดค้น คอนทราสต์ของการมอดูเลตของฮอฟฟ์แมน-คอนทราสต์ของการมอดูเลตของฮอฟแมนนั้นคล้ายกับ DIC ยกเว้นว่าจะใช้เพลตที่มีร่องเล็กๆ

ทั้งในแกนและนอกแกนของเส้นทางแสงเพื่อสร้างคลื่นแสง 2 ชุดที่ผ่านชิ้นงานทดสอบ อีกครั้งเป็นภาพ 3 มิติ โพลาไรเซชันของกล้องจุลทรรศน์แบบแสงโพลาไรซ์ใช้โพลาไรเซอร์ 2 ตัว โดยอันหนึ่งอยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่งของชิ้นงานทดสอบ โดยวางตั้งฉากกันเพื่อให้แสงที่ผ่านชิ้นงานไปถึงเลนส์ตาเท่านั้น แสงจะโพลาไรซ์ในระนาบเดียวเมื่อผ่านตัวกรองแรกและมาถึงชิ้นงาน

ส่วนที่เว้นระยะสม่ำเสมอมีลวดลายหรือเป็นผลึกของชิ้นงานจะหมุนแสงที่ผ่านเข้ามา แสงที่หมุนบางส่วนจะผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์ตัวที่ 2 ดังนั้นพื้นที่ที่มีระยะห่างอย่างสม่ำเสมอเหล่านี้จึงสว่างตัดกับพื้นหลังสีดำ การเรืองแสง ของกล้องจุลทรรศน์ชนิดนี้ใช้แสงความยาวคลื่นสั้นที่มีพลังงานสูง โดยปกติจะเป็นรังสีอัลตราไวโอเลต เพื่อกระตุ้นอิเล็กตรอนภายในโมเลกุลบางชนิดภายในชิ้นงาน ทำให้อิเล็กตรอนเปลี่ยนไปสู่วงโคจรที่สูงขึ้น

เมื่อพวกมันถอยกลับไปสู่ระดับพลังงานเดิม พวกมันจะปล่อยแสงที่มีพลังงานต่ำและมีความยาวคลื่นยาวกว่า โดยปกติจะเป็นช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ซึ่งก่อตัวเป็นภาพ กล้องจุลทรรศน์ เรืองแสง กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงใช้หลอดปรอทหรือซีนอน เพื่อผลิตแสงอัลตราไวโอเลต แสงเข้ามาในกล้องจุลทรรศน์และกระทบกระจกไดโครอิก ซึ่งเป็นกระจกที่สะท้อนช่วงความยาวคลื่นหนึ่ง และยอมให้อีกช่วงหนึ่งผ่านเข้าไปได้

กระจกไดโครอิกจะสะท้อนแสงอัลตราไวโอเลตไปยังชิ้นงานทดสอบ แสงอัลตราไวโอเลตกระตุ้นการเรืองแสงภายในโมเลกุลในชิ้นงานทดสอบ เลนส์ใกล้วัตถุจะรวบรวมแสงที่มีความยาวคลื่นจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ แสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์นี้ผ่านกระจกไดโครอิกและแผ่นกรองแสง ซึ่งกำจัดความยาวคลื่นอื่นๆ นอกเหนือจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ เข้าสู่ช่องมองภาพเพื่อสร้างภาพ

โมเลกุลเรืองแสงภายในชิ้นงานสามารถเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติหรือถูกนำเข้ามาก็ได้ ตัวอย่างเช่น คุณสามารถย้อมเซลล์ด้วยสีย้อมที่เรียกว่าแคลซีอิน AM โดยตัวของมันเอง สีย้อมนี้ไม่เรืองแสง ส่วน AM ของโมเลกุลซ่อนส่วนหนึ่งของโมเลกุลแคลซีนที่จับแคลเซียมซึ่งเป็นสารเรืองแสง เมื่อคุณผสมแคลซีน AM กับสารละลายที่อาบเซลล์ สีย้อมจะข้ามเข้าไปในเซลล์

เซลล์ของสิ่งมีชีวิตมีเอนไซม์ที่กำจัดส่วน AM ออกไป ดักจับแคลซีนภายในเซลล์และปล่อยให้แคลซีนจับกับแคลเซียม เพื่อให้เรืองแสงเป็นสีเขียวภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต เซลล์ที่ตายแล้วจะไม่มีเอนไซม์นี้อีกต่อไป ดังนั้น เซลล์ที่มีชีวิตจะเรืองแสงเป็นสีเขียว และเซลล์ที่ตายแล้วจะไม่เรืองแสง คุณสามารถเห็นเซลล์ที่ตายแล้วในตัวอย่างเดียวกันได้

หากคุณผสมสีอื่นที่เรียกว่าโพรพิเดียมไอโอไดด์ ซึ่งจะแทรกซึมเฉพาะเซลล์ที่ตายแล้วเท่านั้น Propidium iodide ซึ่งจับกับ DNA ในนิวเคลียสและเรืองแสงสีแดงภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต เทคนิคการย้อม 2 ชั้นนี้ใช้ในการศึกษาทางพิษวิทยา เพื่อหาเปอร์เซ็นต์ของประชากรเซลล์ที่จะถูกฆ่า เมื่อบำบัดด้วยสารเคมีในสิ่งแวดล้อมบางชนิด เช่น ยาฆ่าแมลง เทคนิคกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงมีประโยชน์สำหรับการมองเห็นโครงสร้าง

การวัดเหตุการณ์ทางสรีรวิทยาและชีวเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต อินดิเคเตอร์เรืองแสงต่างๆมีไว้เพื่อศึกษาสารเคมีที่สำคัญทางสรีรวิทยาหลายชนิด เช่น DNA แคลเซียม แมกนีเซียม โซเดียม ค่า pH และเอนไซม์ นอกจากนี้แอนติบอดีที่จำเพาะต่อโมเลกุลทางชีวภาพต่างๆ สามารถจับกันทางเคมีกับโมเลกุลเรืองแสง และใช้เพื่อย้อมโครงสร้างเฉพาะภายในเซลล์ ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงไม่ว่าจะเป็นกล้องจุลทรรศน์สำหรับนักเรียนอย่างง่าย หรือกล้องจุลทรรศน์สำหรับการวิจัยที่ซับซ้อน มีระบบพื้นฐานดังต่อไปนี้ การควบคุมชิ้นงานใช้จับและควบคุมระยะของชิ้นงาน การทดสอบที่ยึดชิ้นงานทดสอบใช้เพื่อยึดชิ้นงานให้นิ่ง เนื่องจากคุณกำลังดูภาพที่ขยาย แม้แต่การเคลื่อนไหวที่เล็กที่สุดของชิ้นงาน ก็สามารถเคลื่อนส่วนต่างๆของภาพออกจากมุมมองของคุณ

micromanipulator คืออุปกรณ์ที่ช่วยให้คุณเคลื่อนย้ายชิ้นงานทดสอบทีละเล็กทีละน้อยตามแกน x และ y มีประโยชน์สำหรับการสแกนสไลด์ การส่องสว่างให้แสงสว่างแก่ชิ้นงาน ระบบการส่องสว่างที่ง่ายที่สุดคือกระจกที่สะท้อนแสงในห้องผ่านชิ้นงานทดสอบ หลอดไฟเพื่อให้แสงโดยทั่วไปแล้วหลอดไฟเป็นหลอดไฟไส้ทังสเตน สำหรับการใช้งานเฉพาะทาง หลอดไฟปรอทหรือซีนอนอาจ เพื่อใช้ผลิตแสงอัลตราไวโอเลต

กล้องจุลทรรศน์บางรุ่นใช้เลเซอร์สแกนชิ้นงานด้วยซ้ำ รีโอสแตทเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับหลอดไฟ เพื่อควบคุมความเข้มของแสงที่ผลิตขึ้น คอนเดนเซอร์ระบบเลนส์ที่จัดตำแหน่งและโฟกัสแสงจากหลอดไฟ ไปยังไดอะแฟรมตัวอย่างหรือรูรับแสง ซึ่งวางไว้ในเส้นทางแสงเพื่อเปลี่ยนปริมาณแสงที่มาถึงคอนเดนเซอร์ เพื่อเพิ่มคอนทราสต์ในภาพ แผนผังของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไป แสดงส่วนต่างๆและเส้นทางของแสง

เลนส์ประกอบเป็นเลนส์ใกล้ วัตถุรับภาพรวบรวมแสงจาก เลนส์ใกล้ตาของชิ้นงาน ส่งและขยายภาพจากเลนส์ใกล้วัตถุไปยังเลนส์ใกล้ตาของคุณ แท่นหมุนที่บรรจุท่อเลนส์ใกล้วัตถุจำนวนมาก ยึดเลนส์ใกล้ตาในระยะที่เหมาะสมจากเลนส์ใกล้วัตถุและปิดกั้นแสงเล็ดลอด โฟกัสวางตำแหน่งเลนส์ใกล้วัตถุในระยะที่เหมาะสม จากปุ่มปรับโฟกัสหยาบของชิ้นงาน ใช้เพื่อนำวัตถุเข้าสู่ระนาบโฟกัสของปุ่มปรับโฟกัสละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุ

ใช้เพื่อทำการปรับอย่างละเอียดเพื่อโฟกัสภาพ รองรับและจัดตำแหน่งส่วนโค้งที่ยึดชิ้นส่วนออปติกทั้งหมดในระยะคงที่และจัดตำแหน่ง ฐานรองรับน้ำหนักของชิ้นส่วนกล้องจุลทรรศน์ทั้งหมด ท่อเชื่อมต่อกับแขนของกล้องจุลทรรศน์โดยใช้เฟืองแร็คแอนด์พิเนียน ระบบนี้ช่วยให้คุณสามารถโฟกัสภาพ เมื่อเปลี่ยนเลนส์หรือผู้สังเกตการณ์และย้ายเลนส์ออกจากระยะเมื่อเปลี่ยนชิ้นงาน

บางส่วนที่กล่าวถึงข้างต้นไม่แสดงในแผนภาพและแตกต่างกันไปตามกล้องจุลทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์มีการกำหนดค่าพื้นฐาน 2 แบบ แบบตั้งตรงและแบบกลับด้าน กล้องจุลทรรศน์ที่แสดงในแผนภาพเป็นกล้องจุลทรรศน์แบบตั้งตรง ซึ่งมีระบบการส่องสว่างด้านล่างเวทีและระบบเลนส์อยู่เหนือเวที กล้องจุลทรรศน์กลับหัวมีระบบส่องสว่างเหนือเวทีและระบบเลนส์ด้านล่างเวที

กล้องจุลทรรศน์แบบกลับหัวนั้นดีกว่า สำหรับการมองผ่านชิ้นงานที่มีความหนา เช่น จานของเซลล์เพาะเลี้ยงเนื่องจากเลนส์สามารถเข้าใกล้ด้านล่างของจาน ซึ่งเป็นที่ที่เซลล์เติบโตได้ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงสามารถเปิดเผยโครงสร้างของเซลล์และเนื้อเยื่อที่มีชีวิต ตลอดจนตัวอย่างที่ไม่มีชีวิต เช่น หินและสารกึ่งตัวนำ กล้องจุลทรรศน์สามารถออกแบบได้ง่ายหรือซับซ้อนและบางรุ่นสามารถทำได้มากกว่า 1 ประเภท

กล้องจุลทรรศน์แต่ละประเภทจะแสดงข้อมูลที่แตกต่างกันเล็กน้อย กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงได้พัฒนาความรู้ด้านชีวการแพทย์ของเราอย่างมาก และยังคงเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับนักวิทยาศาสตร์

บทความที่น่าสนใจ : ทฤษฎีวิวัฒนาการ คำถามทั่วไปที่ถามเกี่ยวกับทฤษฎีวิวัฒนาการในปัจจุบัน