Microscopen

Moderne samengestelde microscopen werken met behulp van een tweetraps vergrotend ontwerp dat een primaire beeldlens omvat, het objectief, gekoppeld aan een secundair visualiserend lenssysteem dat bekend staat als het oculair of oculair, gemonteerd aan de tegenoverliggende uiteinden van een lichaamsbuis. Het objectief is verantwoordelijk voor de primaire beeldvorming bij verschillende vergrotingen, terwijl het oculair wordt gebruikt om het door het objectief gecreëerde beeld waar te nemen. Geavanceerde microscopen zijn voorzien van oneindige optische systemen die een parallelle bundel golffronten projecteren vanaf de achteropening van het objectief naar een buis- of telanlens, die op zijn beurt het beeld scherpstelt op het tussenliggende beeldvlak in de oculairs. De microscopist kan een sterk vergroot virtueel beeld van het preparaat waarnemen door door de oculairs te kijken. De vergroting wordt bepaald door de individuele waarden van het objectief en het oculair te vermenigvuldigen. Resolutie en contrast bij optische microscopie worden verkregen via een aantal optische strategieën en zijn sterk gekoppeld aan de soorten reagentia die worden gebruikt om het monster te bereiden. In dit gedeelte worden de basisconcepten besproken die nodig zijn voor een volledig begrip van microscopie, inclusief objectieven, oculairs, condensors, vergroting, numerieke apertuur, resolutie, contrast en optische aberraties, samen met een breed spectrum aan aanvullende overwegingen.

Microscopen zijn gespecialiseerde optische instrumenten die zijn ontworpen om vergrote beelden te produceren van monsters die te klein zijn om met het blote oog waar te nemen. Naast complexe ontwerpen met objectieven en condensors, bestaan microscopen ook uit zeer eenvoudige instrumenten met één lens die vaak in de hand worden gehouden, zoals een gewoon vergrootglas.

Hoe de microscoop beelden vormt - Optische microscopen behoren tot een klasse instrumenten waarvan wordt gezegd dat ze diffractiegelimiteerd zijn, wat betekent dat de resolutie gedeeltelijk wordt bepaald door het aantal diffractieorden dat door het monster wordt gecreëerd en dat met succes kan worden vastgelegd door het objectief en kan worden afgebeeld door het optische systeem.

Numerieke opening en resolutie - De numerieke opening van een microscoopobjectief is de maatstaf voor het vermogen om licht te verzamelen en fijne specimendetails op te lossen terwijl op een vaste object- (of preparaat) afstand wordt gewerkt. De resolutie wordt bepaald door het aantal afgebogen golffrontorders dat door het objectief wordt vastgelegd.

De puntspreidingsfunctie - De ideale puntspreidingsfunctie (PSF) is het driedimensionale diffractiepatroon van licht dat wordt uitgezonden door een oneindig kleine puntbron in het preparaat en wordt overgebracht naar het beeldvlak van een microscoop (of een ander diffractiebeperkt optisch instrument) via een objectief of lenssysteem met hoge numerieke apertuur (NA).

Verlichting en de optische trein van de microscoop - Het ontwerp van een optische microscoop moet ervoor zorgen dat de lichtstralen georganiseerd en nauwkeurig door het instrument worden geleid. De verlichting van het preparaat is de belangrijkste regelbare variabele bij het bereiken van afbeeldingen van hoge kwaliteit bij microscopie en digitale beeldvorming.

Köhler-verlichting - De verlichting van het preparaat is de belangrijkste variabele bij het bereiken van afbeeldingen van hoge kwaliteit bij microscopie en kritische fotomicrografie. Köhler-verlichting werd voor het eerst geïntroduceerd in 1893 door August Köhler van de Carl Zeiss-onderneming als een methode om de optimale specimenverlichting te bieden.

Optische microscoopsystemen - Microscoopobjectieven zijn misschien wel de belangrijkste componenten van een optische microscoop, omdat ze verantwoordelijk zijn voor de primaire beeldvorming en een centrale rol spelen bij het bepalen van de kwaliteit van de beelden die de microscoop kan produceren. Andere componenten zijn onder meer de verlichtingscollector, condensor en oculairs.

Microscoopdoelstellingen - Het belangrijkste onderdeel van een optische microscoop is het microscoopobjectief. Doelstellingen zijn verantwoordelijk voor de primaire beeldvorming en spelen een centrale rol bij het vaststellen van de kwaliteit van de beelden die de microscoop kan produceren.

Verbetering van het contrast bij optische microscopie - De contrastverhogende technieken voor doorvallend-lichtmicroscopie die in deze sectie worden beschreven, vertegenwoordigen een verscheidenheid aan methoden voor monstervoorbereiding, evenals optische trucs die intensiteitsveranderingen genereren die nuttig zijn voor observatie en beeldvorming.

Fluorescentiemicroscopie - Vanwege de zeer gevoelige emissieprofielen, ruimtelijke resolutie en hoge specificiteit met betrekking tot signaal-ruis en contrast, wordt fluorescentiemicroscopie snel een belangrijk hulpmiddel in de genetica en celbiologie, en blijft het een voorloper in biomedisch onderzoek met de voortdurende introductie van nieuwe technieken.

Gereflecteerde lichtmicroscopie - Gereflecteerde lichtmicroscopie wordt vaak invallend licht, epi-verlichting of metallurgische microscopie genoemd en is de voorkeursmethode voor fluorescentie en voor het afbeelden van monsters die ondoorzichtig blijven, zelfs als ze met conventioneel contrast tot een dikte van 30 micrometer worden geslepen -verbeteringstechnieken.