Zamonaviy dunyoda mikroskopning ahamiyati. Mikroskop

2.3 Mikroskoplarning turlari
M.ning konstruksiyasi, jihozlari va asosiy boʻlinmalarining xarakteristikalari qoʻllanish sohasi, muammolar doirasi va u moʻljallangan obʼyektlarning tabiati bilan yoki usul (usullar) bilan belgilanadi. u ishlab chiqilgan kuzatuv yoki ikkalasi tomonidan. Bularning barchasi ob'ektlarning qat'iy belgilangan sinflarini (yoki hatto ularning ba'zi o'ziga xos xususiyatlarini) yuqori aniqlik bilan o'rganish imkonini beradigan har xil turdagi ixtisoslashtirilgan ko'rsatkichlarni yaratishga olib keldi. Boshqa tomondan, deb atalmish bor. universal M., uning yordamida turli xil narsalarni turli usullar bilan kuzatish mumkin.
Biologik M. keng tarqalgan. Ular botanika, gistologik, sitologik, mikrobiologik va tibbiy tadqiqotlar uchun, shuningdek, biologiyaga bevosita aloqador boʻlmagan sohalarda — kimyo, fizika va boshqalarda shaffof obʼyektlarni kuzatishda qoʻllaniladi.Biologik M.ning bir-biridan farq qiluvchi koʻplab modellari mavjud. ularning konstruktiv dizaynida va o'rganilayotgan ob'ektlar doirasini sezilarli darajada kengaytiradigan aksessuarlarda. Ushbu aksessuarlarga quyidagilar kiradi: uzatiladigan va aks ettirilgan yorug'lik uchun almashtiriladigan yoritgichlar; yorqin va qorong'i maydonlar usullari bo'yicha ishlash uchun almashtiriladigan kondensatorlar; fazali kontrastli qurilmalar; ko'z mikrometrlari; mikrofoto qo'shimchalar; oddiy (ixtisoslashgan bo'lmagan) M.da lyuminestsent va polarizatsiyalovchi mikroskopiya texnikasidan foydalanish imkonini beruvchi yorug'lik filtrlari va qutblanish moslamalari to'plami. Biologik M. uchun yordamchi uskunalarda preparatlar tayyorlash va ular bilan, jumladan bevosita kuzatish jarayonida turli operatsiyalarni bajarish uchun moʻljallangan mikroskopik texnologiya vositalari (qarang Mikroskopik texnologiya) muhim rol oʻynaydi (qarang: Mikromanipulyator, Mikrotom).
Biologik tadqiqot mikroskoplari turli xil sharoit va kuzatish usullari va namunalar turlari uchun almashtiriladigan linzalar to'plami bilan jihozlangan, shu jumladan aks ettirilgan yorug'lik uchun epi-maqsadlar va ko'pincha fazali kontrastli linzalar. Maqsadlar to'plami vizual kuzatish va mikrofotografiya uchun ko'zoynaklar to'plamiga mos keladi. Odatda bunday M.da ikki koʻz bilan kuzatish uchun durbin naychalari boʻladi.
Biologiyada umumiy maqsadli M.dan tashqari kuzatish usuliga ixtisoslashgan turli M.lar ham keng qoʻllaniladi (quyida koʻring).
Invertli mikroskoplar ulardagi linzalar kuzatilayotgan ob'ekt ostida, kondensator esa tepada joylashganligi bilan ajralib turadi. Ob'ektiv orqali yuqoridan pastgacha o'tadigan nurlarning yo'nalishi ko'zgular tizimi tomonidan o'zgartiriladi va ular odatdagidek pastdan yuqoriga qarab kuzatuvchining ko'ziga tushadi ( guruch. 8). Bu tipdagi M. oddiy M.ning obʼyekt jadvallariga joylashtirish qiyin yoki imkonsiz boʻlgan katta hajmli narsalarni oʻrganish uchun moʻljallangan. Biologiyada bunday M.lar yordamida oziq muhitdagi toʻqima kulturalari oʻrganiladi, ular ma'lum bir haroratni saqlab turish uchun termostatik kameraga joylashtiriladi. Invert M. tadqiqot uchun ham qoʻllaniladi kimyoviy reaksiyalar, materiallarning erish nuqtalarini aniqlash va boshqa hollarda, kuzatilgan jarayonlarni amalga oshirish uchun katta hajmli yordamchi uskunalar kerak bo'lganda. Invertli mikroskoplar mikrofotoografiya va plyonkali mikrofilm olish uchun maxsus qurilmalar va kameralar bilan jihozlangan.
Invert mikroskopning sxemasi aks ettirilgan nurda turli sirtlarning tuzilmalarini kuzatish uchun ayniqsa qulaydir. Shuning uchun u ko'pchilik metallografik M.da qo'llaniladi. Ularda namuna (metall, qotishma yoki mineral bo'limi) sayqallangan yuzasi pastga qarab stolga o'rnatiladi va uning qolgan qismi ixtiyoriy shaklga ega bo'lishi mumkin va hech qanday talab qilmaydi. qayta ishlash. Metallografik M.lar ham mavjud boʻlib, ularda predmet pastdan joylashtirilib, maxsus plastinkaga mahkamlanadi; bunday o'lchagichlarda tugunlarning o'zaro joylashishi oddiy (teskari bo'lmagan) o'lchagichlar bilan bir xil bo'ladi.O'rganilayotgan sirt ko'pincha oldindan chizilgan bo'lib, uning strukturasi donalari bir-biridan keskin farqlanadi. Bu tipdagi M.da toʻgʻridan-toʻgʻri va qiya yoritilishi bilan yorqin maydon usuli, qorongʻu maydon usuli va qutblangan yorugʻlikda kuzatish mumkin. Yorqin maydonda ishlaganda, linzalar bir vaqtning o'zida kondensator bo'lib xizmat qiladi. Qorong'i maydonni yoritish uchun oynali parabolik epikondensatorlar qo'llaniladi. Maxsus yordamchi qurilmaning joriy etilishi metallografik M.da fazaviy kontrastni anʼanaviy linza bilan amalga oshirish imkonini beradi ( guruch. to'qqiz).
Lyuminestsent mikroskoplar o'zaro almashtiriladigan yorug'lik filtrlari to'plami bilan jihozlangan bo'lib, ularni tanlash orqali yoritgichning nurlanishida o'rganilayotgan muayyan ob'ektning lyuminestsensiyasini qo'zg'atuvchi spektrning bir qismini ajratib olish mumkin. Ob'ektdan faqat luminesans nurini uzatuvchi yorug'lik filtri ham tanlangan. Ko'pgina ob'ektlarning porlashi UV nurlari yoki ko'rinadigan spektrning qisqa to'lqinli qismi tomonidan hayajonlanadi; shuning uchun lyuminestsent lampalardagi yorug'lik manbalari aynan shunday (va juda yorqin) nurlanishni beruvchi o'ta yuqori bosimli simob lampalardir (qarang: Gazli yorug'lik manbalari). Luminescent lampalarning maxsus modellariga qo'shimcha ravishda an'anaviy lampalar bilan birgalikda ishlatiladigan lyuminestsent qurilmalar mavjud; ular tarkibida simob chiroqli yoritgich, yorug'lik filtrlari to'plami va boshqalar mavjud. yuqoridan preparatlarni yoritish uchun shaffof bo'lmagan yoritgich.
Ultraviyole va infraqizil mikroskoplar spektrning ko'zga ko'rinmas hududlarida tadqiqot qilish uchun ishlatiladi. Ularning asosiy optik sxemalari an'anaviy MMlarnikiga o'xshaydi.UV va IQ mintaqalaridagi aberatsiyalarni tuzatishda katta qiyinchilik tufayli, bunday MMlarda kondensator va ob'ektiv ko'pincha xromatik aberatsiya sezilarli darajada kamaygan yoki umuman yo'q bo'lgan oyna-linza tizimlarini ifodalaydi. . Linzalar UV (kvarts, ftorit) yoki IR (kremniy, germaniy, ftorit, litiy ftorid) nurlanishiga shaffof bo'lgan materiallardan tayyorlanadi. Ultrabinafsha va infraqizil M.lar koʻrinmas tasvir oʻrnatilgan kameralar bilan taʼminlangan; Oddiy (koʻrinadigan) yorugʻlikdagi okulyar orqali vizual kuzatish, iloji boʻlsa, faqat M.ning koʻrish sohasida obʼyektni dastlabki fokuslash va yoʻnaltirish uchun xizmat qiladi, qoida tariqasida, bu M.larda koʻrinmas nurni oʻzgartiruvchi elektron-optik konvertorlar mavjud. tasvirni ko'rinadiganga aylantiring.
Polarizatsiya o'lchagichlar ob'ektdan o'tgan yoki undan aks ettirilgan yorug'lik qutblanishidagi o'zgarishlarni (optik kompensatorlar yordamida) o'rganish uchun mo'ljallangan, bu optik faol ob'ektlarning turli xususiyatlarini miqdoriy yoki yarim miqdoriy aniqlash uchun imkoniyatlar ochadi. Bunday M.ning tugunlari odatda aniq oʻlchashni osonlashtiradigan tarzda amalga oshiriladi: okulyar shpal, mikrometr shkalasi yoki toʻr bilan taʼminlanadi; aylanuvchi ob'ektlar stoli -- burilish burchagini o'lchash uchun goniometrik oyoq bilan; ko'pincha Fedorov jadvali ob'ekt jadvaliga biriktiriladi (Fedorov jadvaliga qarang), bu kristallografik va kristall-optik o'qlarni topish uchun namunani o'zboshimchalik bilan aylantirish va egish imkonini beradi. Polarizatsiya linzalarining linzalari maxsus tanlangan, shuning uchun ularning linzalarida yorug'likning depolarizatsiyasiga olib keladigan ichki stresslar yo'q. Bu tipdagi M.da, odatda, oʻtadigan yorugʻlikda kuzatish uchun foydalaniladigan, yoqiladigan va oʻchiriladigan yordamchi linza (Bertran linzalari deb ataladi) mavjud; u oʻrganilayotgan kristalldan oʻtgandan soʻng obʼyektivning orqa fokus tekisligida yorugʻlik taʼsirida hosil boʻlgan interferentsiya naqshlarini (q. Kristal optika) koʻrib chiqish imkonini beradi.
Interferentsiyali mikroskoplar yordamida interferension kontrast usuli yordamida shaffof jismlar kuzatiladi; ularning koʻpchiligi konstruktiv jihatdan anʼanaviy M.ga oʻxshash boʻlib, faqat maxsus kondanser, obyektiv va oʻlchov birligi mavjudligi bilan farqlanadi. Kuzatish qutblangan yorug'likda o'tkazilsa, bunday mikroskoplar polarizator va analizator bilan ta'minlanadi. Qoʻllanish sohasiga koʻra (asosan biologik tadqiqotlar) bu M.larni ixtisoslashtirilgan biologik M. Interferometrik M.larga koʻpincha mikrointerferometrlar - ishlov berilgan metall qismlar sirtlarining mikrorelefini oʻrganish uchun maxsus turdagi M.lar ham kiradi.
Stereomikroskoplar. An'anaviy mikroskoplarda ishlatiladigan binokulyar naychalar, ikki ko'z bilan kuzatish qulayligiga qaramay, stereoskopik effekt yaratmaydi: bu holda, bir xil nurlar ikkala ko'zga bir xil burchak ostida kiradi, faqat ular prizma tizimi bilan ikkita nurga bo'linadi. . Mikroob'ektni chinakam uch o'lchovli idrok etishni ta'minlaydigan stereomikroskoplar, aslida, o'ng va chap ko'zlar ob'ektni turli burchaklarda kuzatishi uchun bitta struktura shaklida yaratilgan ikkita mikroskopdir ( guruch. 10). Bunday M. kuzatish jarayonida obʼyekt bilan har qanday operatsiyalarni bajarish zarur boʻlgan joylarda (biologik tadqiqotlar, qon tomirlari, miya, koʻzda jarrohlik operatsiyalari - mikrorurgiya, miniatyura asboblarini yigʻish, m. Transistorlar), - stereoskopik idrok bu operatsiyalarni osonlashtiradi. M.ning koʻrish sohasida orientatsiya qulayligi uning burilish sistemalari rolini oʻynaydigan prizmalarning optik sxemasiga ham kiritilgan (qarang Burilish tizimi ); bunday M.dagi tasvir toʻgʻri, teskari emas. Xo'sh, stereo mikroskoplarda linzalarning optik o'qlari orasidagi burchak odatda qanday? 12 °, ularning raqamli diafragma, qoida tariqasida, 0,12 dan oshmaydi. Shuning uchun bunday M.ning foydali oʻsishi 120 dan oshmaydi.
Taqqoslash linzalari bitta ko'z tizimiga ega ikkita tizimli birlashtirilgan oddiy linzalardan iborat. Kuzatuvchi bir vaqtning o'zida ikkita ob'ektning tasvirini bunday linzalarning ko'rish maydonining ikki yarmida ko'radi, bu ularni rangi, tuzilishi, elementlarning taqsimlanishi va boshqa xususiyatlar bo'yicha to'g'ridan-to'g'ri taqqoslash imkonini beradi. Taqqoslash belgilaridan sirtga ishlov berish sifatini baholashda, darajani aniqlashda (mos yozuvlar namunasi bilan solishtirish) keng qo'llaniladi.Bu turdagi maxsus markerlar kriminologiyada, xususan, o'rganilayotgan o'q qaysi quroldan otilganini aniqlash uchun ishlatiladi. .
Televizion M.da mikroproyeksiya sxemasi boʻyicha ishlaganda preparatning tasviri elektr signallari ketma-ketligiga aylantiriladi, soʻngra bu tasvirni katod nurlari trubkasi ekranida kattalashtirilgan masshtabda koʻpaytiradi (qarang. Katod nurlari trubkasi). ) (kineskop). Bunday M.da sof elektron vositalar yordamida signallar oʻtadigan elektr zanjirining parametrlarini oʻzgartirish, tasvirning kontrastini oʻzgartirish va yorqinligini sozlash mumkin. Signallarning elektr kuchaytirilishi tasvirlarni katta ekranga proyeksiya qilish imkonini beradi, an'anaviy mikroproyeksiya esa mikroskopik ob'ektlar uchun ko'pincha zararli bo'lgan juda kuchli yoritishni talab qiladi. Televizion hisoblagichlarning katta afzalligi shundaki, ular yaqinligi kuzatuvchi uchun xavfli bo'lgan ob'ektlarni (masalan, radioaktiv) masofadan o'rganish uchun ishlatilishi mumkin.
Ko'pgina tadqiqotlarda mikroskopik zarralarni (masalan, koloniyalardagi bakteriyalar, aerozollar, kolloid eritmalardagi zarralar, qon hujayralari va boshqalar) hisoblash, qotishmaning ingichka qismlarida bir xil turdagi donalar egallagan maydonlarni aniqlash, va boshqa shunga o'xshash o'lchovlarni ishlab chiqarish. Televizion o'lchagichlardagi tasvirlarni bir qator elektr signallariga (impulslarga) aylantirish ularni pulslar soni bo'yicha qayd etuvchi mikrozarrachalarning avtomatik hisoblagichlarini qurish imkonini berdi.
Hisoblagichlarni o'lchashning maqsadi - ob'ektlarning chiziqli va burchak o'lchamlarini aniq o'lchash (ko'pincha kichik emas). O'lchov usuliga ko'ra ularni ikki turga bo'lish mumkin. 1-turdagi oʻlchov M.lari faqat oʻlchangan masofa M.ning koʻrish maydonining chiziqli oʻlchamlaridan oshmagan hollardagina qoʻllaniladi. ) ob'ektning o'zi emas, balki uning okulyarning fokus tekisligidagi tasviri o'lchanadi va shundan keyingina ob'ektiv kattalashtirishning ma'lum qiymatiga ko'ra, ob'ektdagi o'lchangan masofa hisoblanadi. Ko'pincha, bu mikroskoplarda ob'ektlarning tasvirlari almashtiriladigan ko'zoynak boshlarining plitalari ustiga bosilgan namunali profillar bilan taqqoslanadi. O'lchovda Predmet jadvalining 2-turi obʼyekt va M. tanasi bilan aniq mexanizmlar (koʻproq - tanaga nisbatan jadval) yordamida bir-biriga nisbatan koʻchirilishi mumkin; bu harakatni mikrometrik vint yoki ob'ekt bosqichiga qattiq mahkamlangan shkala bilan o'lchash orqali ob'ektning kuzatilgan elementlari orasidagi masofa aniqlanadi. O'lchov o'lchagichlar mavjud, ular uchun o'lchovlar faqat bitta yo'nalishda amalga oshiriladi (bitta koordinatali metr). Ob'ekt stolining ikki perpendikulyar yo'nalishdagi harakatlari bilan M. ancha keng tarqalgan (harakat chegarasi 200-500 mm gacha); Maxsus maqsadlarda M. qoʻllaniladi, unda toʻrtburchaklar koordinatalarining uchta oʻqiga mos keladigan uch yoʻnalishda oʻlchashlar (demak, M. stoli va tanasining nisbiy harakatlari) mumkin. Ayrim M.larda qutb koordinatalarida oʻlchashlar olib borish mumkin; buning uchun ob'yekt jadvali aylanadigan holga keltiriladi va shkala va aylanish burchaklarini o'qish uchun Nonius bilan jihozlangan. Ikkinchi turdagi eng aniq o'lchash asboblari shisha tarozilardan foydalanadi va ulardagi o'qishlar yordamchi (o'qish deb ataladigan) mikroskop yordamida amalga oshiriladi (pastga qarang). 2-turdagi M.da oʻlchovlarning aniqligi 1-turdagi M.ga nisbatan ancha yuqori. Eng yaxshi modellarda chiziqli o'lchovlarning aniqligi odatda 0,001 mm gacha, burchaklarni o'lchashning aniqligi 1" ga teng. 2-toifa o'lchov o'lchagichlari sanoatda (ayniqsa, mashinasozlikda) keng qo'llaniladi. mashina qismlari, asboblari va boshqalarning o'lchamlarini o'lchash va nazorat qilish.
Ayniqsa, aniq o'lchovlar uchun asboblarda (masalan, geodezik, astronomik va boshqalar) chiziqli shkalalar va goniometrik asboblarning bo'lingan doiralari bo'yicha o'qishlar maxsus o'qish o'lchagichlari - shkala o'lchagichlar va mikrometrlar yordamida amalga oshiriladi. Birinchisida yordamchi shisha tarozi mavjud. Ob'ektiv linzalarini kattalashtirishni sozlash orqali uning tasviri asosiy o'lchov (yoki doira) bo'linishlari orasidagi kuzatilgan intervalga tenglashtiriladi, shundan so'ng yordamchi shkalaning zarbalari orasidagi kuzatilgan bo'linish pozitsiyasini hisoblash orqali u mumkin. to'g'ridan-to'g'ri bo'linmalar orasidagi intervalning taxminan 0,01 aniqligi bilan aniqlanishi kerak. Koʻrsatkichlarning aniqligi (0,0001 mm. tartibida) M. mikrometrlarida undan ham yuqori boʻlib, uning koʻz qismida ip yoki spiral mikrometr oʻrnatilgan. Ob'ektivni kattalashtirish o'lchangan shkalaning zarbalari tasvirlari orasidagi ipning harakati mikrometr vintining butun soniga (yoki yarim burilishlariga) mos keladigan tarzda o'rnatiladi.
Yuqorida tavsiflanganlarga qo'shimcha ravishda, yana torroq ixtisoslashgan termometrlarning sezilarli soni mavjud, masalan, yadroviy fotografik emulsiyalardagi elementar zarralar va yadro parchalanish qismlarini hisoblash va tahlil qilish uchun termometrlar (qarang: Yadro fotografik emulsiyasi), yuqori. 2000 ° S gacha bo'lgan haroratgacha qizdirilgan ob'ektlarni o'rganish uchun harorat o'lchagichlar, hayvonlar va odamlarning tirik organlarining sirtlarini o'rganish uchun kontakt linzalari (ulardagi linzalar o'rganilayotgan sirtga yaqin bosiladi va linzalar fokuslanadi. maxsus o'rnatilgan tizim).
Xulosa
Ertangi mikroskopdan nimani kutishimiz mumkin? Qanday muammolarni hal qilishni kutish mumkin? Avvalo - tobora ko'proq yangi ob'ektlarga tarqatish. Atom rezolyutsiyasiga erishish, shubhasiz, ilmiy va texnik fikrning eng katta yutug'idir. Ammo shuni unutmaslik kerakki, ushbu yutuq faqat cheklangan doiradagi ob'ektlarga tegishli bo'lib, ular ham juda o'ziga xos, g'ayrioddiy va kuchli ta'sir qiluvchi sharoitlarda joylashtirilgan. Shuning uchun atom rezolyutsiyasini ob'ektlarning keng doirasiga kengaytirishga harakat qilish kerak.
Vaqt o'tishi bilan biz boshqa zaryadlangan zarrachalarning mikroskoplarda "ishlashini" kutishimiz mumkin. Biroq, buning oldidan bunday zarralarning kuchli manbalarini izlash va rivojlantirish kerakligi aniq; bundan tashqari, yangi turdagi mikroskopni yaratish aniq ilmiy muammolarning paydo bo'lishi bilan belgilanadi, ularni hal qilishda bu yangi zarralar hal qiluvchi hissa qo'shadi.
Dinamikada jarayonlarning mikroskopik tadqiqotlari takomillashtiriladi, ya'ni. to'g'ridan-to'g'ri mikroskopda yoki u bilan bog'langan qurilmalarda sodir bo'ladi. Bunday jarayonlarga namunalarni mikroskopda tekshirish (isitish, cho'zish va boshqalar) to'g'ridan-to'g'ri ularning mikro tuzilishini tahlil qilish vaqtida kiradi. Bu erda muvaffaqiyat, birinchi navbatda, yuqori tezlikda suratga olish texnologiyasining rivojlanishi va mikroskoplarning detektorlari (ekranlari) vaqtinchalik o'lchamlarini oshirish, shuningdek, kuchli zamonaviy kompyuterlardan foydalanish bilan bog'liq bo'ladi.


Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati
1. Kichik tibbiy ensiklopediya. -- M.: Tibbiyot entsiklopediyasi. 1991-96 yillar
2. Birinchi yordam. -- M .: Buyuk rus entsiklopediyasi. 1994 yil
3. Tibbiyot atamalarining entsiklopedik lug'ati. - M.: Sovet Entsiklopediyasi. - 1982--1984 yillar
4. http://dic.academic.ru/
5. http://ru.wikipedia.org/
6. www.golkom.ru
7. www.avicenna.ru
8. www.bionet.nsc.ru
Allbest.ru saytida joylashgan
...