14 TYPŮ MIKROSKOPŮ A JEJICH FUNKCE - VĚDA - 2025

Existují různé typy mikroskopů: optické, složené, stereoskopické, petrografické, konfokální, frakcionované, elektronické, přenosové, skenovací, skenovací sonda, tunelování, ionty v poli, digitální a virtuální.

Mikroskop je nástroj, který umožňuje člověku vidět a pozorovat věci, které pouhým okem nebylo vidět. Používá se v různých oblastech obchodu a výzkumu od medicíny po biologii a chemii.

Mikroskopy z 18. století od Musée des Arts et Métiers, Paříž

Termín byl dokonce vytvořen pro použití tohoto nástroje pro vědecké nebo výzkumné účely: mikroskopie.

Vynález a první záznamy o použití nejjednoduššího mikroskopu (prošlo systémem zvětšovacího skla) sahá až do 13. století, s různými atributy, kdo mohl být jeho vynálezcem.

Naproti tomu se odhaduje, že složený mikroskop, blíže k modelům, které dnes známe, byl poprvé použit v Evropě kolem roku 1620.

I tehdy bylo několik, kteří se snažili nárokovat vynález mikroskopu, a objevily se různé verze, které s podobnými komponenty dokázaly splnit objektiv a zvětšovat obraz velmi malého vzorku před lidským okem.

Mezi více uznávaná jména připisovaná vynálezu a použití jejich vlastních verzí mikroskopů patří Galileo Galilei a Cornelis Drebber.

Příchod mikroskopu do vědeckých studií vedl k objevům a novým pohledům na základní prvky pro pokrok v různých oblastech vědy.

Pozorování a klasifikace buněk a mikroorganismů, jako jsou bakterie, je jedním z nejpopulárnějších úspěchů dosažených pod mikroskopem.

Od svých prvních verzí před více než 500 lety si mikroskop zachovává základní koncepci fungování, přestože jeho výkon a specializované účely se mění a vyvíjejí se dodnes.

Hlavní typy mikroskopů

Optický mikroskop

Také známý jako světelný mikroskop, je to mikroskop s největší strukturální a funkční jednoduchostí.

Funguje prostřednictvím řady optik, které společně se vstupem světla umožňují zvětšení obrazu, který je dobře umístěn v ohniskové rovině optiky.

Je to nejstarší konstrukční mikroskop a jeho nejstarší verze jsou přičítány Antonu van Lewenhoeku (17. století), který použil prototyp jediné čočky na mechanismus, který držel vzorek.

Složený mikroskop

Složený mikroskop je druh světelného mikroskopu, který pracuje odlišně od jednoduchého mikroskopu.

Má jeden nebo více nezávislých optických mechanismů, které umožňují větší nebo menší stupeň zvětšení na vzorku. Mají tendenci mít mnohem robustnější složení a umožňují větší snadnost pozorování.

Odhaduje se, že jeho název není připisován většímu počtu optických mechanismů ve struktuře, ale skutečnosti, že k vytvoření zvětšeného obrazu dochází ve dvou fázích.

První fáze, kdy se vzorek promítá přímo na objektivy, a druhá, kde se zvětší okulárním systémem, který dosáhne lidského oka.

Stereoskopický mikroskop

Je to typ světelného mikroskopu s nízkým zvětšením, který se používá hlavně pro pitvy. Má dva nezávislé optické a vizuální mechanismy; jeden pro každý konec vzorku.

Pracujte s odraženým světlem na vzorku spíše než skrz něj. Umožňuje vizualizovat trojrozměrný obraz dotyčného vzorku.

Petrografický mikroskop

Petrografický mikroskop, využívaný zejména pro pozorování a složení hornin a minerálních prvků, pracuje s optickými základy předchozích mikroskopů, s kvalitou zahrnutí polarizovaného materiálu do svých cílů, což umožňuje snížit množství světla a jasu minerálů mohou odrážet.

Petrografický mikroskop umožňuje zvětšeným obrazem objasnit prvky a složení struktury hornin, minerálů a pozemních složek.

Konfokální mikroskop

Tento optický mikroskop umožňuje zvýšení optického rozlišení a kontrastu obrazu díky zařízení nebo prostorové „dírce“, která eliminuje nadměrné nebo nezaostřené světlo, které se odráží skrz vzorek, zejména pokud má větší velikost, než je dovoleno ohniskovou rovinou.

Zařízení nebo „pinole“ je malý otvor v optickém mechanismu, který zabraňuje rozptýlení přebytečného světla (toho, které není zaostřeno na vzorek) na vzorku, což snižuje ostrost a kontrast, který může představovat.

Z tohoto důvodu pracuje konfokální mikroskop s poměrně omezenou hloubkou ostrosti.

Fluorescenční mikroskop

Je to další typ optického mikroskopu, ve kterém se pro lepší podrobnosti o studiu organických nebo anorganických složek používají fluorescenční a fosforeskující světelné vlny.

Vyčnívají jednoduše pro použití fluorescenčního světla k vytvoření obrazu, aniž by museli zcela záviset na odrazu a absorpci viditelného světla.

Na rozdíl od jiných typů analogových mikroskopů může fluorescenční mikroskop představovat určitá omezení v důsledku opotřebení, které může fluorescenční světelná složka představovat v důsledku akumulace chemických prvků způsobených dopadem elektronů, přičemž se fluorescenční molekuly opotřebovávají.

Vývoj fluorescenčního mikroskopu získal vědce Eric Betzig, William Moerner a Stefan Hell, Nobelovu cenu za chemii v roce 2014.

Elektronický mikroskop

Elektronový mikroskop představuje kategorii sám o sobě ve srovnání s předchozími mikroskopy, protože mění základní fyzikální princip, který umožňoval vizualizaci vzorku: světlo.

Elektronový mikroskop nahrazuje použití viditelného světla elektrony jako zdrojem osvětlení. Použití elektronů vytváří digitální obraz, který umožňuje větší zvětšení vzorku než optické komponenty.

Velké zvětšení však může způsobit ztrátu věrnosti ve vzorovém obrázku. Používá se hlavně ke zkoumání ultrastruktury mikroorganických vzorků; kapacita, kterou konvenční mikroskopy nemají.

První elektronový mikroskop byl vyvinut v roce 1926 Hanem Buschem.

Transmisní elektronový mikroskop

Jeho hlavním atributem je, že elektronový paprsek prochází vzorkem a vytváří dvojrozměrný obraz.

Kvůli energetické energii, kterou mohou mít elektrony, musí být vzorek podroben předchozí přípravě, než bude pozorován elektronovým mikroskopem.

Skenovací elektronový mikroskop

Na rozdíl od transmisního elektronového mikroskopu je v tomto případě elektronový paprsek promítán do vzorku, čímž se vytvoří odrazový efekt.

To umožňuje trojrozměrnou vizualizaci vzorku, protože informace jsou získány na jeho povrchu.

Skenovací sondový mikroskop

Tento typ elektronového mikroskopu byl vyvinut podle vynálezu tunelového mikroskopu.

Je charakterizováno použitím zkumavky, která skenuje povrchy vzorku, aby se vytvořil obraz s vysokou věrností.

Zkumavka skenuje a pomocí tepelných hodnot vzorku je schopna generovat obraz pro jeho pozdější analýzu, zobrazený prostřednictvím získaných tepelných hodnot.

Tunelující mikroskop

Je to nástroj používaný zejména pro generování obrázků na atomové úrovni. Jeho rozlišovací kapacita může umožnit manipulaci s jednotlivými obrazy atomových prvků, pracujícími elektronovým systémem v tunelovém procesu, který pracuje s různými úrovněmi napětí.

Pro pozorovací relaci na atomové úrovni a pro použití dalších prvků v optimálním stavu je nutná velká kontrola prostředí.

Byly však případy, kdy byly mikroskopy tohoto typu konstruovány a používány domácím způsobem.

Vynalezl a provedl v roce 1981 Gerd Binnig a Heinrich Rohrer, kteří získali Nobelovu cenu za fyziku v roce 1986.

Mikroskop s iontovým polem

Více než nástroj je znám pod tímto názvem technika implementovaná pro pozorování a studium uspořádání a přeskupení na atomové úrovni různých prvků.

Byla to první technika, která umožnila rozeznat prostorové uspořádání atomů v daném prvku. Na rozdíl od jiných mikroskopů není zvětšený obraz vystaven vlnové délce světelné energie, která prochází, ale má jedinečnou schopnost zvětšení.

Byl vyvinut Erwinem Mullerem ve 20. století a byl považován za precedens, který dnes umožnil lepší a podrobnější vizualizaci prvků na atomové úrovni prostřednictvím nových verzí techniky a nástrojů, které to umožňují.

Digitální mikroskop

Digitální mikroskop je nástroj s většinou komerčním a zobecněným charakterem. Funguje to prostřednictvím digitálního fotoaparátu, jehož obraz se promítá na monitor nebo počítač.

Byl považován za funkční nástroj pro pozorování objemu a kontextu zpracovaných vzorků. Stejně tak má fyzickou strukturu, se kterou je mnohem snadnější manipulovat.

Virtuální mikroskop

Virtuální mikroskop, více než fyzický nástroj, je iniciativou, která usiluje o digitalizaci a archivaci vzorků, které byly dosud zpracovány v jakémkoli vědeckém oboru, s cílem, aby jakákoli zúčastněná strana měla přístup a interagovala s digitálními verzemi organických vzorků nebo anorganické prostřednictvím certifikované platformy.

Tímto způsobem by zůstalo používání specializovaných nástrojů a byl by podporován výzkum a vývoj bez rizika zničení nebo poškození skutečného vzorku.

Reference

1. (2010). Citováno z Historie mikroskopu: history-of-the-microscope.org
2. Keyence. (sf). Základy mikroskopů. Získáno z webu Keyence - Biological Microscope Site: keyence.com
3. Mikrobuunter. (sf). Teorie. Získáno z Microbehunter - Amateur Microscopy Resource: microbehunter.com
4. Williams, DB, a Carter, CB (nd). Transmisní elektronová mikroskopie. New York: Plenum Press.