میکروسکوپ چیست ؛ انواع آن و کاربردهای میکروسکوپ نوری

میکروسکوپ (Microscope)

میکروسکوپ، یک ابزار آزمایشگاهی کاربردی است که از اجسام کوچک تصویر بزرگتری ایجاد می‌کند و به کاربر این امکان را  می‌دهد تا از ساختارهای غیرقابل رویت تصویری واضح با مقیاسی مناسب برای بررسی و مطالعه داشته باشد. میکروسکوپ از نظر لغوي از دو بخش میکرو (Micro) به معنی کوچک و سکوپ (Scope) به معنـی مشـاهده تشکیل شده است.

اگرچه متداولترین میکروسکوپها از نوع نوری هستند اما انواع مختلفی از میکروسکوپها وجود دارند که با توجه به ویژگی های آنها هر کدام کاربردی خاص در آزمایشگاه دارند. میکروسکوپ فلورسانت Fluorescent، میکروسکوپ الکترونی، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپهای نیروی مغناطیسی (MFM) مثالهایی از این میکروسکوپها هستند.

میکروسکوپ نوري (Light Microscope)

ساختار کلی میکروسکوپهای نوري مشابه و متشکل از: تنه، پایه، دسته، صفحه شیئی، سیستم نوري (منبع نور، کندانسور و دیـافراگم) و سیستم بزرگنمایی (عدسیهاي شیئی و عدسیهاي چشمی) میباشند.

دو ویژگی مهم هر میکروسکوپ عبارتند از بزرگنمایی (Magnification) و قدرت تفکیک.

بزرگنمایی وابسته به نوع  و تعداد عدسی های بکار رفته در میکروسکوپ است و در میکروسکوپهای نوری از فرمول زیر محاسبه می شود:

بزرگنمایی نهایی میکروسکوپ (M) = بزرگنمایی عدسی شیئی* بزرگنمایی عدسی چشمی

M =  Mobj* Mocul

با توجه به تعداد عدسی ها، دو نوع میکروسکوپ نوری وجود دارد میکروسکوپ نوری ساده (دارای یک عدسی و بزرگنمایی پایین) و میکروسکوپ نوری مرکب (دارای حداقل دو عدسی و بزرگنمایی بالاتر).

انواع امروزی میکروسکوپ های نوری عبارتند از:

- میکروسکوپ نوری زمینه روشن

- میکروسکوپ نوری فاز متضاد

- میکروسکوپ نوری زمینه تاریک

- میکروسکوپ پلاریزان

- میکروسکوپ فلورسانس

کیفیت یک میکروسکوپ نوري به وسیله قدرت تجزیه یا حد تفکیک (d) معین میگردد. قدرت تفکیک یک سیستم نوري، عبارت از توانایی آن سیستم در نشان دادن دو نقطه بصورت مجزا از یکدیگر. به عبارتی قدرت تفکیک، کمترین فاصله دو نقطه شیئی است که میتواند در میکروسکوپ، جدا از هم تشخیص داده شود. هرچه مقدار عددی حدتفکیک کوچکتر باشد، قدرت تفکیک آن میکروسکوپ بیشتر است. به طور کلی R عبارت است از:

R=0.61 ʎ /n.sinα

در این رابطه عدد 0.61 مقدار ثابت، ʎ طول موج ،  n ضـریب شکسـت نـور در محـیط بـین جسم و عدسی و a زاویه بین شعاع هاي خارج شده از شیئ که به طور عمود به مرکز عدسی میتابد و آخرین اشعه اي که پس از خروج از شیئ شکسته و میتواند وارد عدسی گردد، میباشد.

طول موج نور عامل مهمی در حدتفکیک میکروسکوپ است. طول موج های کوتاه تر وضوح بالاتری را ایجاد میکنند. بالاترین قدرت تفکیک در میکروسکوپ نوری مربوط به نور نزدیک به فرابنفش میباشد. نور ماوراء بنفش نزدیک به نور آبی، سبز و در نهایت قرمز در توانایی تشخیص جزئیات نمونه مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربردهای میکروسکوپ نوری

زمینه روشن (میکروسکوپ نوری مرکب)

پرکاربردترین میکروسکوپ که در میکروبیولوژی استفاده می شود زمینه روشن است و از آن برای مشاهده نمونه های ثابت و زنده که رنگ آمیزی شده اند استفاده می شود.

میکروسکوپ فاز متضاد (Phase Contrast)

در میکروسکوپ فاز متضاد، انحرافات نوری کوچک یا اختلاف فاز مختصر نور، که از یک برش نمونه رنگ آمیزي نشده خارج میشود، به دامنه یـا اخـتلاف روشـنایی تبـدیل و بـه ایـن ترتیـب نمونه بـدون رنـگ آمیـزي قابـل رویـت مـیگـردد. به این معنی که وقتی نور از نمونه مات عبور می‌کند، تغییر فاز، نمونه را روشن  و یک تصویر روشن در پس‌زمینه تشکیل می‌دهد. این میکروسکوپ براي مطالعه مورفولوژی سلول های زنده، بررسی تحرک میکروبی و ساختارهای حرکتی و برای شناسایی عناصر میکروبی خاص مانند اندوسپور باکتری ها مورد استفاده قرار می گیرد.

میکروسکوپ زمینه تاریک (Dark Field)

اساس ساختمان این میکروسکوپ همانند میکروسکوپ نوری میدان روشن است که در عین حال شباهت های زیادی به میکروسکوپ فاز متضاد دارد. در میکروسکوپ زمینه تاریک، یک دیافراگم با مرکز تیره و یک لنز کندانسور بین منبع نور و نمونه قرار میگیرد که یک پرتو مخروطی توخالی از نور تولید می کند که وارد نمونه می شود. این امر باعث می شود که میدان اطراف نمونه سیاه به نظر برسد در حالی که نمونه روشن دیده می شود.

این میکروسکوپ برای مطالعه سلول های زنده رنگ نشده، حرکت سلولی و سیکلوز مورد استفاده قرار می گیرد.

میکروسکوپ پلاریزان (Polarizing Microscope)

در میکروسکوپ پلاریزان با کمک یک صفحه پولاریزه کننده، نوري تولید میگردد، که امواج آن فقط در یک سطح حرکت میکنند. این نور پلاریزه در قسمت فوقانی شی به یک تجزیه کننده برخورد میکند، که استثنائاً امواجی را عبور مـیدهـد کـه بـه طـور عمودي نسبت به سطح به وجود آمده، حرکت میکنند و بدون شیئی زمینه سیاه به نظر میرسد. چنانچه در مسیر نور شیئی قرار گیرد که ساختمان منظم با خاصیت شکست دوتایی داشته باشـد، یعنـی از نظـر نـوري همه آنیزوتروپ (وقتی تراکم اتمها و مولکولیهاي تشکیل دهنده جسمی در جهات مختلـف آن نـاهمگن باشـد، جسـم را آنیزوتروپ نامند) باشد، اشعه به دو جزء تقسیم میشود که ضریب شکست متفاوت داشته و جهت انتشار آنها عمـود بـر یکدیگر قرار میگیرد. دو اشعه مجددا متحـد مـیشـوند و امـواج نـوري پخـش شـده در جهـت تجزیه کننده وارد عدسی چشمی میگردند و چنین میکروسکوپی میتواند ساختمانهاي ظریف را ظاهر سازد.

میکروسکوپ فلورسنت (Fluorescent Microscope)

در میکروسکوپ فلورسنت با افزودن یک مولکول فلورسانس به نمونه و سپس برانگیختن این مولکول میتوان اجزای داخلی سلولها و یا مواد مختلف را بطور مجزا مشاهده نمود و تصویر گرفت . مواد فلورسنت زمانی که انرژی نور را جذب می کند برانگیخته می شوند، پرتوهای نوری که توسط مولکول برانگیخته ساطع می شود در مقایسه با نور تابانده شده به آن دارای طول موج بلندتری هستند. در واقع عملکرد اصلی یک میکروسکوپ فلورسانس تاباندن یک طول موج خاص به نمونه رنگ امیزی شده با فلوروکروم و سپس دریافت فلورسانس ساطع شده از نمونه که بسیار ضعیفتر از نور تحریک کننده است می باشد. در یک میکروسکوپ با پیکربندی مناسب، فقط نور ساطع شده باید به چشم یا آشکارساز برسد تا ساختارهای فلورسنت در پس زمینه بسیار تاریک (یا سیاه) روی هم قرار گیرند. این مکانیسم را زمینه تاریک نوری می‌نامند.
میکروسکوپ فلورسنت برای مطالعه باکتریهایی مانند مایکوباکتریوم توبرکلوزیس، شناسایی آنتی بادی های خاص تولید شده علیه آنتی ژن ها/ پاتوژن های باکتریایی در تکنیک های ایمونوفلورسانس استفاده می شود. همچنین می‌توان از آن برای تمایز بین باکتری‌های مرده و زنده از طریق رنگی که منتشر می‌کنند، استفاده کرد.

میکروسکوپ معکوس یا اینورت (Inverted Microscope)

میکروسکوپ های معکوس یک  ابزار ارزشمند برای تجزیه و تحلیل سلول های آزمایشگاهی هستند. در یک میکروسکوپ معکوس، عدسی ها در زیر صفحه محل قرارگیری نمونه  سامان دهی می شوند و نمونه در بالای عدسی قرار می گیرد درست برعکس میکروسکوپهای مستقیم (Upright Microscope). از آنجا که نمونه بالاتر از عدسی قرار میگیرد، کاربر میدان عمل بیشتری داشته و می تواند از نمونه های بزرگ و سنگین تصویر تهیه نماید.
این نوع میکروسکوپ برای مشاهده فلاسک های کشت‌ سلولی و بافتی مناسبتر است، زیرا معمولا سلول‌ها به کف فلاسک شفاف چسبیده اند. همچنین این میکروسکوپ ها باعث صرفه جویی در زمان و هزینه می شوند زیرا فقط یک طرف نمونه نیاز به آماده سازی دارد همچنین مشاهده نمونه‌های بزرگ با میکروسکوپ اینورت راحت‌تر انجام می شود. این نوع میکروسکوپ در مطالعات سیتوژنتیک کاربرد فراوانی دارند.

جهت سفارش انواع میکروسکوپ می توانید با کارشناسان فروش مبنا مد تماس گرفته و از مشاوره رایگان بهره گردید تا همواره بهترین انتخاب را داشته باشید