میکروسکوپ نوری چیست؟  انواع و کاربرد آن

میکروسکوپ نوری، یک ابزار پرکاربرد در علوم زیستی می‌باشد که به کاربر این امکان را می دهد اجسام و موجودات زنده مورد تحقیق را به طور دقیق بررسی کنند و همچنین  به پیشرفت تحقیقات علمی و به شناخت بهتر خواص و رفتار مواد بیولوژیکی کمک می کند. در این مقاله قصد داریم شما را با میکروسکوپ نوری و انواع آن آشنا می کنیم.

میکروسکوپ نوری چیست؟

میکروسکوپ نوری نوعی میکروسکوپ ساده است که با استفاده از نور مرئی، لنز ها و عدسی ها در بزرگنمایی اجسام و نمونه های کوچک نقش دارد. عملکرد میکروسکوپ نوری به دلیل جذب نور توسط سلول‌ها و بافت‌ها صورت می‌گیرد، این نور تصویری از نمونه را ایجاد می‌کند که محققان برای تحلیل استفاده می‌کنند.

انواع میکروسکوپ آزمایشگاهی نوری

• میکروسکوپ هماتولوژی:

از میکروسکوپ هماتولوژی برای بررسی سلولهای خونی به منظور تشخیص بیماریهایی مانند لوسمی، آنمی، عفونت‌ها و آلرژی استفاده می گردد.

• میکروسکوپ میکروبیولوژی:

با استفاده از این نوع میکروسکوپ برای شناسایی میکروارگانسیم ها  از تکینیک‌های انتخابی رنگ‌آمیزی به کار گرفته می شود.

میکروسکوپ نوری دوچشمی 

• میکروسکوپ نوری با زمینه روشن (Brightfield)

این میکروسکوپ‌ها ساده ترین نوع میکروسکوپ نوری است که به دلیل کنتراستی که بین نمونه و محیط اطراف وجود دارد نمونه قابل تشخیص است. برای اینکه یک نمونه در کانون توجه قرار گیرد و تصویری را در زیر میکروسکوپ زمینه روشن ایجاد کند، نمونه باید از یک پرتو یکنواخت نور روشن عبور کند.

نمونه های مورد استفاده در ابتدا با معرف رنگی  رنگ آمیزی می شوند. نمونه های رنگی دارای ضریب شکست هستند که آن را از محیط اطراف متمایز می کند و ترکیبی از جذب و کنتراست شکست را ارائه می دهد.

از میکروسکوپ زمینه روشن برای سلول‌های باکتریایی به دلیل اینکه  فاقد کنتراست نسبت به محیط اطراف است به کار رفته نمی رود. ولی برای باکتری‌های تولید کننده پیگمان استثناء هستند. تصویر میکروسکوپی میدان روشن، نمونه ای تیره بر روی پس زمینه روشن است.

میکروسکوپ های نوری با زمینه ی تاریک (Darkfield)

میکروسکوپ زمینه تاریک یک وسیله پرکاربرد در علوم زیستی است، زیرا  این دستگاه با استفاده از تکنولوژی نوری، تصاویر با کیفیت و وضوح بالا از نمونه‌های کوچک را به نمایش می گذارد. از این میکروسکوپ برای مشاهده سلول‌ها، باکتری‌ها و انواع مختلف سلول‌های خونی به کار می رود. همچنین  این  میکروسکوپ در تحقیقات داروسازی، بیولوژی مولکولی و پزشکی به  فراوانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

میکروسکوپ زمینه تاریک دارای لنز مخصوصی می باشد تا امکان عبور نور از سطح نمونه را فراهم کند. در این نوع میکروسکوپ فاصله بین لنز و نمونه کم است و تصویری با وضوح و کیفیت بالا نشان داده می شود.

میکروسکوپ تداخلی (Interference)

بخشی از نور که از منبع می تابد باعث عبور اشعه‌های نورانی از جسم  می شود  و بخشی وارد دستگاه می‌شود،  سپس دو دسته اشعه با هم ترکیب می‌شوند. اشعه‌ای که از جسم عبور می کند نسبت به اشعه اصلی تغییر فاز می‌دهد و دارای تاخیر می‌شود.  میکروسکوپ تداخلی انعکاسی تصویری است که از انعکاس سطح نمونه ایجاد می‌شود.

میکروسکوپ زمینه سیاه و تداخلی سلول‌ها به صورت زنده مورد بررسی قرار می‌گیرند ومیکروسکوپ تداخلی برای بررسی فراییندهای حیاتی سلول مانند تقسیم میتوز بسیار مناسب می‌باشند. میکروسکوپ زمینه سیاه برای مطالعه حرکت باکتری‌ها مانند اسپیروکت‌ها (ترپونما پالیدوم ) و اسپریل‌ها استفاده می‌شود.

میکروسکوپ اینورت (invert) :

تکنیک میکروسکوپی معکوس یا اینورت یک روش بسیار محبوب برای تصویربرداری از سلول های زنده است. در اینجا سلول های زنده از کف فلاسک سلولی مشاهده می شوند. این روش چندین مزیت نسبت به میکروسکوپ نوری معمولی دارد. در این مدل از میکروسکوپ‌ها منبع نوری و کندانسور در بالای صفحه نمونه قرار گرفته در حالیکه عدسی‌های شیئی در پایین صفحه است. در بررسی سلولهای زنده در کشت سلول و میکروارگانیسم‌ها (نحوه حرکت، تولیدمثل و شمارش) کاربرد زیادی دارد. میکروسکوپ اینورت دارای قابلیت فازكنتراست و نصب دوربین عكاسی و فیلمبرداری است.  بدبن صورت است که تصویری که عدسی شیئی ایجاد می‌کتد, عکس برداری صورت گرفته و بر روی صفحه مانیتور قابل مشاهده می‌باشد.

میکروسکوپ اینورت(معکوس)

میکروسکوپ های استریو (Streo):

استریو میکروسکوپ نوعی میکروسکوپ چشمی با قدرت پایین  است و از طریق دو مسیر جداگانه نور را بر روی شیئ تابیده و جسم را تا 160 برابر از طریق لنزهای چشمی و شیئی بزرگ‌تر می‌کند.

معمولا  از لنزهای با بزرگنمایی 50 و یا کمتر از آن استفاده می کنند. این دستگاه ها برای مشاهده نمونه هایی استفاده می شوند که میتوانیم آنها را با چشم غیر مسلح ببینیم، مانند انواع حشرات، کریستال ها، مدارهای الکترونی و سکه ها.

استریو میکروسکوپ Kern 

میکروسکوپ فلئورسانس

– این میکروسکوپ نوری از نور فلورسانس برای نمایش تصاویر استفاده می‌کند.

– این میکروسکوپ برای بررسی سلول‌ها و بافت‌های زنده با دقت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تقسیم بندی میکروسکوپ های نوری آزمایشگاهی بر اساس پیکر بندی :

میکروسکوپ‌های نوری بر اساس پیکر بندی پایه ای به صورت ساده و مرکب تقسیم بندی می‌شوند. اکثر میکروسکوپ‌های تحقیقاتی مدرن از نوع ترکیبی هستند ولی میکروسکوپ‌های ساده و ارزانتر و  تک عدسی هستند.

میکروسکوپ تک عدسی

در  این میکروسکوپ برای بزرگنمایی از یک عدسی استفاده می‌کند و میکروسکوپ‌های وان لیون هوک دارای یک عدسی ساده و همگراکننده می باشد .

میکروسکوپ های ترکیبی :

اساس کار این دسته از میکروسکوپ‌ها بدین صورت است که برای جمع کردن نور نمونه از چند عدسی و همچنین برای متمرکز کردن نور روی چشم یا دوربین از چند عدسی دیگر استفاده می‌کند. تعداد عدسی‌های به‌کار رفته در ساختار میکروسکوپ‌های ترکیبی بیشتر است به همین دلیل سنگین‌تر، بزرگ‌تر و گران‌تر از میکروسکوپ‌های ساده می‌باشند.

اجزای تشکیل دهنده میکروسکوپ و کاربرد آن ها

پایه: پایه بخشی از میکروسکوپ است که تمامی اجزای این ابزار بر روی آن قرار دارد.

عدسی ها : میکروسکوپ نوری دارای عدسی های شیئی و چشمی است، که عدسی شیئی شامل چهار نوع عدسی می‌شود و عدسی چشمی در قسمت بالای آن قرار گرفته است.

کندانسور: این بخش نور را جمع کرده و به طور مستقیم به نمونه تابیده می شود.

منبع نور:  از لامپ‌های LED به منظور  تامین منبع و اصلاح نوری استفاده می شود.

دیافراگم :به منظور  کم و زیاد کردن نور وروردی استفاده می شود.

پیچ ماکرو: برای بالا و پایین بردن صفحه میکروسکوپ کاربرد دارد.

پیچ میکرو:با حرکات افقی به سمت چپ و راست سبب وضوح تصویر می‌شود.

صفحه قرارگیری نمونه: نمونه‌ها به صورت اسلاید شده روی صفحه‌ای قرار می‌گیرد که آن را با نام صفحه قرارگیری نمونه می‌شناسیم. به این نکته توجه کنید که ابتدا بر روی نمونه عدسی می‌گذارند و بعد بر روی صفحه قرار می‌دهند.

میکروسکوپ الکترونی

میکروسکوپ‌های الکترونی ابزاری مناسب و کارآمد برای شناسایی ساختار مواد در اندازه نانو هستند. این میکروسکوپ با توجه به ماهیت نور مرئی و اساس کار میکروسکوپ‌های نوری نسبت به این گونه میکروسکوپ‌ها ارجحیت دارند. طول موج نور مرئی بین 400 تا 700 نانومتر است، در حالیکه دنیای نانو در محدوده اندازه 1 تا 100 نانومتر است. برخلاف میکروسکوپ الکترونی، با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری نمی‌توان مواد و ساختارهای با مقیاس نانو را با تفکیک‌پذیری یا رزولوشن بالا مشاهده کرد.

مقایسه  میکروسکوپ نوری و الکترونی

• میکروسکوپ‌های نوری به دلیل محدودیت که به فیزیک نور مربوط می‌شود میکروسکوپ‌های الکترونی توسعه یافته‌اند.
• در میکروسکوپ های الکترونی از پرتو‌های الکترونی پر انرژی برای شناسایی مواد در مقیاس بسیار کوچک به کار می رود. همچنین  الکترون‌ها پس از تولید در منبع تولید الکترون، در امتداد مسیر خود، از عدسی متمرکز‌کننده، عدسی شیئی، عدسی چشمی و دریچه‌های مختلف عبور می‌کند.
• تفاوت اساسی میکروسکوپ الکترونی با میکروسکوپ نوری این است که به جای نور،از الکترون‌ها برای تشخیص تصویر استفاده می شود.
• عدسی در میکروسکوپ نوری از جنس شیشه ای می باشد. درحالی که در میکروسکوپ الکترونی از جنس سیم‌پیچ‌های الکتریکی هستند و مبنای کار آنها اعمال نیروهای الکترومغناطیسی به الکترون‌ها است.
• به دلیل استفاده از الکترون‌ها برای تشکیل تصویر، میکروسکوپ‌های الکترونی ویژگی‌های بیشتری نسبت به میکروسکوپ‌های نوری دارند. برای مثال، میکروسکوپ‌های الکترونی به محیط خلاء نیاز دارند، زیرا برخورد بین الکترون‌های پرانرژی و مولکول‌های هوا به شدت انرژی الکترون را جذب می‌کند.

قیمت میکروسکوپ نوری حرفه ای

قیمت میکروسکوپ نوری حرفه ای تاثیر بسزایی بر خرید این تجهیز دارد. انتخاب مناسب با در نظر گرفتن ویژگی ها و نیازهای خود، امکان مشاهده و آنالیز دقیق تری را فراهم می کند. اهمیت قیمت در انتخاب میکروسکوپ نوری حرفه ای بسیار بالا است و لازم است که با دقت و با توجه به اهداف خود انتخاب نمایید.

نتیجه گیری

– در نهایت، میکروسکوپ نوری ابزاری بسیار حیاتی در زمینه‌های علمی و پزشکی است که انواع مختلفی دارد که هرکدام برای بررسی اشیاء و نمونه‌های مختلف، کارآمدی خاص خود را دارند.