انواع میکروسکوپ نوری | شرکت اینفورتکس

میکروسکوپ نوری

میکروسکوپ های نوری دسته ای از میکروسکوپ ها هستند که از نور مرئی و مجموعه ای از لنزها برای بزرگنمایی تصویر نمونه های کوچک استفاده می کنند. میکروسکوپ های نوری جزو اولین دسته از میکروسکوپ های ساخته شده توسط بشر هستند. تا کنون مدل های مختلفی از این میکروسکوپ ها با هدف افزایش رزولوشن و کنتراست تصاویر به بازار عرضه شده است. در ادامه پرکاربردترین انواع میکروسکوپ های نوری معرفی خواهند شد. همچنین جهت مشاهده ی نمونه های تجاری هر یک از میکروسکوپ ها می توانید از دکمه “بررسی محصولات این گروه” استفاده نمایید.

 

مطلب پیشنهادی: معرفی برخی از مدل های میکروسکوپ نوری

مطلب پیشنهادی: با تولید کنندگان میکروسکوپ نوری آشنا شوید

 

میکروسکوپ نوری زمینه روشن

نوردهی زمینه روشن، که حاصل قرار دادن یک جسم تاریک بر روی یک پس زمینه ی تاریک است، ساده ترین تکنیک میکروسکوپی اپتیکی است. در نوردهی زمینه روشن، منبع نور در زیر نمونه قرار می گیرد. سپس نور از میان نمونه عبور می کند و توسط لنز شیئ (آبجکتیو) و سنسور که در بالای نمونه قرار دارند مشاهده می شود. سادگی روش زمینه روشن، دلیل اصلی محبوبیت بالای این روش میکروسکوپی است.

تصاویر متداول میکروسکوپ های زمینه روشن شامل نمونه ای تاریک در زمینه ای روشن هستند. هرچه نقاط موجود بر روی نمونه تاریک تر باشند، نور بیشتری توسط آن ها جذب خواهد شد. به عنوان مثال، سلول های گیاهی در هسته و نواحی مرکزی که مواد سلولی چگال ترند، تاریک تر به نظر می رسند و در سیتوپلاسم حاوی ریبوزوم، شبکه ی آندوپلاسمی و دیگر اجزای درون سلولی روشن تر هستند. سلول های حیوانی بدون رنگ آمیزی شدن، که نهایتا منجر به کشته شدن سلول های زنده می شود، به سختی توسط این روش قابل تصویربرداری هستند.

میکروسکوپ نوری زمینه روشن | شرکت اینفورتکس

شکل ۱) تصویر نوردهی زمینه روشن دستمال کاغذی

در مسیر نوری یک میکروسکوپ زمینه روشن چهار قطعه کلیدی وجود دارد:

  1. منبع نوری: معمولا از یک منبع نوری پهن باند مانند لامپ کوارتز هالوژن جهت نوردهی به زیر نمونه استفاده می شود.
  2. لنز متراکم کننده: نور خارج شده از منبع نوری را بر روی نمونه متمرکز می کند.
  3. لنز شیئ: نور عبوری از نمونه را جمع آوری کرده و با بزرگنمایی، قابلیت مشاهده جزئیات را افزایش می دهد.
  4. چشمی / دوربین: مشاهده یا ضبط تصویر

محدودیت های این روش میکروسکوپی عبارتند از کنتراست تصویر بسیار پایین برای نمونه های سلولی یا بیولوژیکی، رزولوشن اپتیکی پایین به دلیل محدودیت های نوری و نیاز به نمونه های رنگ شده قبل از مشاهده یا تصویر برداری. اگرچه سادگی این تکنیک جهت مشاهده ی اولیه ی نمونه های ناشناس مزیت بزرگی به حساب می آید.

 

مطلب پیشنهادی: معرفی میکروسکوپ TetraView ساخت شرکت سلسترون

 

میکروسکوپ نوری زمینه تاریک

نوردهی زمینه تاریک تکنیکی است که نور پراکنده شده از نمونه را در تصویر حذف می کند. بنابراین تصویر بدست آمده از این تکنیک میکروسکوپی، برخلاف روش زمینه روشن به صورت تصویر نمونه بر روی زمینه ای تاریک است. هدف اولیه ی تصویر برداری توسط این تکنیک افزایش کنتراست نمونه های رنگ نشده است.

تصاویر متداول میکروسکوپ های زمینه تاریک شامل نمونه ای روشن در زمینه ای تاریک هستند. این روش برای تصویر برداری از نمونه های رنگ نشده و یا تصاویری که به افزایس کنتراست نیازمند هستند مناسب است. مزیت این روش در آن است که نمونه های زنده در آن نیاز به رنگ آمیزی ندارند و می توانند زننده بمانند. همچنین به دلیل آنالیز سلولی زنده، امکان بدست آوردن نتایج کیفی تر در این روش محتمل است.

میکروسکوپ نوری زمینه تاریک | شرکت اینفورتکس

شکل ۲) تصویر نوردهی زمینه تاریک دستمال کاغذی

مسیر نوری میکروسکوپ نوری زمینه تاریک | شرکت اینفورتکس

شکل ۳) مسیر نوری میکروسکوپ زمینه تاریک

مسیر نوری یک میکروسکوپ زمینه تاریک معمولا به شکل عمودی اعمال می شود. این مسیر شامل سه قطعه کلیدی است:

  1. منبع نور: این نور با برخورد به دیسک بلوک کننده، از ورود به متراکم کننده باز می ماند و تنها یک حلقه از آن به نمونه برخورد می کند.
  2. لنز متراکم کننده: نور عبوری حلقه ای عبور کرده از دیسک را جمع آوری می کند و آن را بر روی نمونه کانونی می سازد.
  3. لنز شیئ: نور پراکنده شده از نمونه را جمع آوری می کند. لازم به ذکر است که نور عبور کرده از نمونه در صورتی که پراکنده نشده باشد توسط این لنز جمع آوری نمی شود.

 

میکروسکوپ نوری کنتراست تداخلی – افتراقی

روش میکروسکوپی کنتراست تداخلی – افتراقی (DIC) که با نام کنتراست تداخلی نومارسکی نیز شناخته می شود، تکنیکی برای افزایش کنتراست نمونه های رنگ نشده و شفاف است. روش DIC برپایه ی اصول تداخلی استوار است و قادر است اطلاعاتی در مورد طول مسیر اپتیکی نمونه بدست آورد. در میکروسکوپ DIC ، قطبش های نور یک منبع نور قطبیده به دو بخش متقابلا همدوس و دارای قطبش عمود بر هم جدا سازی می شود. سپس این پرتو ها با عبور از لنز متراکم کننده، در نقاطی بسیار نزدیک به هم (حدودا ۰٫۲ میکرومتر) بر روی نمونه کانونی می شوند. به عبارت دیگر مکان کانونی شدن پرتوهای با قطبش مختلف، با وجود داشتن همپوشانی کلی با یکدیگر، بایستی دارای مقدار کمی انحراف باشد. این پرتوها در مکان هایی که در ضخامت و یا ضریب شکست متفاوت هستند، مسیرهای نوری مختلفی را طی می کنند. به دلیل تاخیر ایجاد شده در نور بر اثر عبور از مواد با چگالی اپتیکی بالاتر، در فاز یک پرتو نسبت به دیگری تغییر ایجاد می شود. در این حالت در صورتی که به هریک از پرتوها به صورت مستقل نگاه شود، تصویر زمینه روشن نمونه بدست خواهد آمد. با این وجود در این تصویر قسمت های نامرئی برای چشم انسان قابل مشاهده نخواهند بود. این قسمت های نامرئی با استخراج اطلاعات فازی پرتوها قابل دریافت خواهد بود. به همین دلیل، پرتوها با عبور از لنز شیئ و بازترکیب در یک منشور ولاستون، دارای قطبش یکسان می شوند. در این حالت می توان به وسیله پدیده تداخل اطلاعات فازی پرتوها را استخراج کرد.

میکروسکوپ کنتراست تداخلی افتراقی | شرکت اینفورتکس

شکل ۴) مسیر نوری در میکروسکوپ DIC

فرآیند تشکیل تصویر در میکروسکوپ DIC | شرکت اینفورتکس

شکل ۵) فرآیند تشکیل تصویر در میکروسکوپ DIC

این میکروسکوپ در تصویربرداری از نمونه های بیولوژیکی زنده و رنگ نشده و فرآیند آنالیز نیمرساناهای تخت سیلیکونی کاربرد فراوانی دارد.

 

میکروسکوپ نوری فاز – کنتراست

این تکنیک میکروسکوپی کنتراست نمونه های شفاف، سلول های زنده، میکرو ارگانیسم ها و دیگر نمونه ها را افزایش می دهد. مزیت اصلی تکنیک فاز کنتراست این است که در آن سلول های زنده و بافت نیازی به از بین رفت، ثابت شدن، رنگ شدن و یا آماده سازی به هر روشی ندارند و می توانند با حالت طبیعی خود مورد بررسی قرار گیرند. ثبت و آنالیز دینامیک فرآیندهای بیولوژیکی پیچیده توسط میکروسکوپ فاز کنتراست بسیار ساده می شود.

یک تصویر کنتراست فاز معمولا شامل یک پس زمینه با رنگ طبیعی است که با کنتراست های متغیری که توسط اثرگذاری نمونه بر نور ایجاد شده اند، احاطه شده است. دو اثر بسیار متداول که در تصاویر فاز کنتراست دیده می شود عبارتند از الگوهای سایه و هاله ی نور. این زمانی اتفاق می افتد که فاصله کانونی مردوج-بی نهایت برای نمونه و پس زمینه منطبق نباشد. اگرچه این اثرات در تصاویر فاز کنتراست معمول و مورد انتظار هستند، اما آن ها وضوح مشاهده ی جزئیات را کاهش می دهند. لنزهای شیئ خاصی با نام apodizing phase contrast objectives جهت کاهش این اثر مورد استفاده قرار می گیرند.

میکروسکوپ نوری فاز کنتراست | شرکت اینفورتکس

شکل ۶) تصویر فاز کنتراست دستمال کاغذی

تکنیک فاز کنتراست تغییرات بسیار اندک در فاز موج را به تغییرات دامنه ای قابل تشخیص ترجمه می کند. یک میکروسکوپ زمینه روشن می تواند با افزودن دو قطعه به یک میکروسکوپ فاز کنتراست تبدیل شود. این دو قطعه عبارتند از:

  1. صفحه فازی: با قرارگیری در پشت لنز شیئ، این صفحه به صورت گزینشی فاز و دامنه ی پرتوهای عبور کرده از نمونه را دچار تغییر می کند.
  2. حلقه ی متراکم کننده: یک صفحه ی تخت سیاه رنگ دارای یک حلقه ی شفاف که در جلوی صفحه ی کانونی قرار می گیرد.

میکروسکوپ فاز کنتراست | شرکت اینفورتکس

شکل ۷) مسیر نوری میکروسکوپ فاز کنتراست

 

مطلب پیشنهادی: معرفی کتاب هندبوک میکروسکوپی

 

میکروسکوپ نوری فلورسانس

میکروسکوپ فلوئورسانس تکنیکی است که از تابش فلوئورسانس ایجاد شده توسط فلوروفورها بهره می گیرد. فلوروفور نوعی رنگدانه ی فلوئورسانس است که برای برچسب زنی پروتئین ها، بافت ها و سلول ها جهت مشاهده ی آن ها توسط میکروسکوپ فلوئورسانس استفاده می شود. فلوروفور  انرژی نور در یک طول موج خاص (طول موج بر انگیختگی) را جذب می کند و سپس این انرژی را به صورت نوری با طول موج متفاوت (طول موج گسیل) بازتابش می نماید.

میکروسکوپ های فلوئورسانس می توانند مانند میکروسکوپ های epifluorescent دارای سیستمی ساده باشند و یا همانند میکروسکوپ هم کانونی یا چند فوتونی ساختار پیچیده ای داشته باشند. این میکروسکوپ چه ساده و چه پیچیده، از اصول یکسانی پیروی می کنند. انرژی برانگیختگی جهت تابش یک نمونه مورد استفاده قرار می گیرد. سپس این انرژی توسط نمونه با طول موج متفاوتی گسیل می شود. پرتو گسیل شده اگرچه ضعیف است، اما قابل سنجش خواهد بود. طول موج های برانگیختگی و گسیل دارای طول موج مرکزی یکسانی نیستند، بنابراین با فیلترهای نوری می توان کنتراست کلی را افزایش داد.

شکل زیر یک تصویر واقعی فلوئورسنت را نشان می دهد. نمونه توسط یک منبع نوری با طول موج پایین (۵۰۰-۳۵۰ نانومتر) برانگیخته می شود و سپس یک طول موج بازتابش که بلند تر از طول موج برانگیختگی است را گسیل می کند. تصاویری شبیه این بدون استفاده از تکنیک های پیشرفته فیلتر نور قابل مشاهده نیستند. پروتئین های فلوئورسنت در نمونه ها باعث تولید رنگ های ممتازی می شوند.

میکسروسکوپ نوری فلورسنس | شرکت اینفورتکس

شکل ۸) تصویر فلوئورسانس میکرو کره ها

میکروسکوپ های فلوئورسنت بسیار شبیه به میکروسکوپ های زمینه تاریک و زمینه روشن هستند. با این تفاوت که در میکروسکوپ فلوئورسنت از تکنیک های پیچیده ی فیلتری برای عبور باند باریکی از نور استفاده می شود. سه فیلتر کلیدی مورد نیاز جهت استفاده در میکروسکوپ فلوئورسنت عبارتند از فیلتر برانگیختگی، دو رنگی و گسیل.

  1. فیلتر برانگیختگی: این فیلتر در مسیر نوردهی به نمونه قرار می گیرد. این فیلتر تمام طول موج های منبع نور، به جز طول موج هایی که باعث برانگیختگی فلوروفور یا نمونه ی تحت ارزیابی می شود را فیلتر می کند.
  2. فیلتر دو رنگی: با زاویه ی ۴۵ درجه بین فیلتر برانگیختگی و فیلتر گسیل قرار می گیرد. این فیلتر پرتوهای برانگیختگی را به سمت فلوروفور بازتاب می دهد و پرتوهای بازتابش شده توسط آن را جهت رسیدن به سنسور عبور می دهد.
  3. فیلتر گسیل: این فیلتر در مسیر تصویر برداری از نمونه قرار می گیرد. این قطعه کل پرتوهای برانگیختگی بازتاب شده از نمونه را فیلتر می کند و تنها به پرتوهای بازتابش شده اجازه ی عبور می دهد.

مسیر نوری میکروسکوپ فلوئورسانس | شرکت اینفورتکس

شکل ۹) پیکربندی فیلترهای اپتیکی مورد استفاده در میکروسکوپ فلوئورسانس

 

قیمت کالای مورد نظر خود را دریافت کنیداستعلام قیمت
+ +