Светлопольная микроскопия
Методика освещения оптической микроскопии
Пример светлопольной микрофотографии . На этом изображении показано поперечное сечение сосудистой ткани в стебле растения.

Светлопольная микроскопия ( BF ) является простейшим из всех методов освещения оптической микроскопии . Освещение образца осуществляется проходящим (т. е. освещается снизу и наблюдается сверху) белым светом , а контраст в образце вызван ослаблением проходящего света в плотных областях образца. Светлопольная микроскопия является простейшим из ряда методов, используемых для освещения образцов в световых микроскопах, и ее простота делает ее популярной. Типичный вид изображения в светлопольной микроскопии — темный образец на ярком фоне, отсюда и название.

История микроскопии

Самое старое опубликованное изображение, сделанное с помощью микроскопа: пчелы, Франческо Стеллути , 1630 г. [1]

Составные микроскопы впервые появились в Европе около 1620 года. [2] [3] Фактический изобретатель составного микроскопа неизвестен, хотя на протяжении многих лет было сделано много заявлений. Среди них сомнительное утверждение, что голландский производитель очков Захариас Янссен изобрел составной микроскоп и телескоп еще в 1590 году. [4] [5] [6] [7] Другое утверждение заключается в том, что конкурент Янссена Ганс Липперсгей , который подал заявку на первый патент на телескоп в 1608 году, также изобрел составной микроскоп. [8] Другие историки указывают на голландского новатора Корнелиса Дреббеля , который продемонстрировал составной микроскоп в Лондоне около 1621 года. [9] [3]

Галилео Галилей иногда упоминается как изобретатель составного микроскопа. После 1610 года он обнаружил, что может сфокусировать телескоп на близком расстоянии, чтобы рассмотреть мелкие объекты, такие как мухи, и/или может смотреть через неправильный конец в обратном направлении, чтобы увеличить мелкие объекты. [10] [11] Единственным недостатком было то, что его телескоп приходилось выдвигать на шесть футов, чтобы рассмотреть объекты так близко. [12]

Христиан Гюйгенс , другой голландец, разработал простую двухлинзовую окулярную систему в конце 17 века, которая была ахроматически скорректирована, и, следовательно, стала огромным шагом вперед в развитии микроскопов. Окуляр Гюйгенса производится и по сей день, но страдает от малого размера поля зрения и других незначительных недостатков.

Антони ван Левенгук (1632–1724) приписывают то, что он привлек внимание биологов к микроскопу, хотя простые увеличительные линзы уже производились в XVI веке. Самодельные микроскопы ван Левенгука были простыми микроскопами с одной очень маленькой, но прочной линзой. Они были неудобны в использовании, но позволяли ван Левенгуку видеть подробные изображения. Потребовалось около 150 лет развития оптики, прежде чем составной микроскоп смог обеспечить такое же качественное изображение, как простые микроскопы ван Левенгука, из-за трудностей в настройке нескольких линз. В 1850-х годах Джон Леонард Ридделл , профессор химии в Университете Тулейна , изобрел первый практический бинокулярный микроскоп, проводя одно из самых ранних и обширных американских микроскопических исследований холеры . [13] [14]

Строительство

Микроскоп светлого поля состоит из многих важных частей, включая: конденсор, объектив, окуляр, диафрагму и апертуру. Некоторые другие части микроскопа, которые обычно известны, это кронштейн, головка, осветитель, основание, столик, регуляторы и регулятор яркости. Конденсор микроскопа не позволяет дополнительному свету из окружающей среды мешать световому пути и конденсирует свет от осветителя, чтобы сделать световой путь равномерным. Объектив и окуляр работают вместе, окуляр имеет десятикратное увеличение, а окуляр имеет разные числа в зависимости от того, насколько они могут увеличиваться, самое большое из которых 400, вместе они составляют до 4000-кратного увеличения. Апертура является частью диафрагмы, которая контролирует диаметр луча, проходящего через образец за один раз. Регуляторы перемещают столик вверх и вниз по направлению к объективу и кронштейну, головке и основанию. [15]

Световой путь

Световой путь микроскопа светлого поля чрезвычайно прост; не требуется никаких дополнительных компонентов, кроме обычной установки светового микроскопа. Световой путь начинается у осветителя или источника света на основании микроскопа. Часто используется галогенная лампа . Свет проходит через объективную линзу в окулярную линзу , через которую просматривается изображение. Микроскопия светлого поля может использовать критическое или кёлеровское освещение для освещения образца. [16]

Производительность

Светлопольные микроскопы очень просты в использовании и могут использоваться для просмотра как окрашенных, так и неокрашенных образцов. Оптика не изменяет цвет образца, что позволяет легко интерпретировать наблюдаемое.

Светлопольная микроскопия является стандартной техникой световой микроскопии, и поэтому увеличение ограничено разрешающей способностью , возможной при длине волны видимого света . Практический предел увеличения с помощью светового микроскопа составляет около 1300×. Возможны и более высокие увеличения, но становится все труднее поддерживать четкость изображения по мере увеличения увеличения. [17] Светлопольные микроскопы имеют низкое видимое оптическое разрешение из-за размытия материала, находящегося вне фокуса;

Микроскопы светлого поля обычно дают низкий контраст с большинством биологических образцов, так как немногие поглощают свет в значительной степени. Образцы, которые от природы бесцветны и прозрачны, не могут быть хорошо видны, например, многие типы клеток млекопитающих. Окрашивание часто требуется для увеличения контраста, что препятствует использованию на живых клетках во многих ситуациях. Освещение светлого поля полезно для образцов, которые имеют собственный цвет, например, митохондрий или наблюдения за цитоплазматическим потоком в клетках Chara .

Улучшения

  • Уменьшение или увеличение количества источника света с помощью ирисовой диафрагмы .
  • Использование масляно-иммерсионного объектива и специального иммерсионного масла, нанесенного на стеклянную крышку над образцом. Иммерсионное масло имеет ту же рефракцию , что и стекло, и улучшает разрешение наблюдаемого образца.
  • Использование методов окрашивания образцов для использования в микробиологии , таких как простые окраски ( метиленовый синий , сафранин , кристаллический фиолетовый ) и дифференциальные окраски (негативные окраски, окраски жгутиков, окраски эндоспор).
  • Использование цветного (обычно синего) или поляризационного фильтра на источнике света для выделения особенностей, не видимых при белом свете. Использование фильтров особенно полезно для образцов минералов .

Ссылки

Библиотечные ресурсы о
микроскопии в светлом поле
  • Ресурсы в вашей библиотеке
  • Ресурсы в других библиотеках
  1. Advanced Light Microscopy, том 1. Принципы и основные свойства, Максимилиан Плута, Elsevier (1988)
  2. Расширенная световая микроскопия, том 2. Специализированные методы, Максимилиан Плута, Elsevier (1989)
  3. Введение в световую микроскопию, С. Брэдбери, Б. Брейсгедл, BIOS Scientific Publishers (1998)
  4. Микробиология: принципы и исследования Жаклин Г. Блэк, John Wiley & Sons, Inc. (2005)
  5. Литература по микроскопии и визуализации
  6. Ван Хелден, Альберт; Дюпре, Свен; Ван Гент, Роб (2011). Происхождение телескопа . Издательство Амстердамского университета. ISBN 978-9069846156.

Примечания

  1. ^ Гулд, Стивен Джей (2000). Лежащие камни Марракеша . Harmony Books. ISBN 0-609-60142-3.
  2. ^ Альберт Ван Хелден; Свен Дюпре; Роб ван Гент (2010). Происхождение телескопа. Издательство Амстердамского университета. п. 24. ISBN 978-90-6984-615-6.
  3. ^ ab Rosenthal, J. William (1996). Очки и другие средства для улучшения зрения: история и руководство по коллекционированию . Norman Publishing. стр.  391–2 .
  4. ^ Альберт Ван Хелден; Свен Дюпре; Роб ван Гент (2010). Происхождение телескопа. Издательство Амстердамского университета. стр.  32–36 , 43. ISBN. 978-90-6984-615-6.
  5. ^ Ван Хелден, стр. 43
  6. ^ Шмаефски, Брайан (2006). Биотехнология 101. Гринвуд. стр. 171. ISBN 0313335281.
  7. ^ Примечание: истории различаются, включая то, что Захариасу Янссену помогал его отец Ганс Мартенс (или иногда говорят, что он был полностью построен его отцом). Вероятная дата рождения Захариаса 1585 год (Van Helden, стр. 28) делает маловероятным, что он изобрёл его в 1590 году, а заявление об изобретении основано на показаниях сына Захариаса Янссена, Йоханнеса Захариассена, который, возможно, выдумал всю историю (Van Helden, стр. 43).
  8. ^ "Кто изобрел микроскоп?". Live Science . 14 сентября 2013 г. Архивировано из оригинала 3 февраля 2017 г. Получено 31 марта 2017 г.
  9. ^ Сигер, Рэймонд Дж. (2016). Люди физики: Галилео Галилей, его жизнь и его труды . Elsevier. стр. 24.
  10. ^ Уэрта, Роберт Д. (2003). Гиганты Делфта: Иоганн Вермеер и натурфилософы: параллельный поиск знаний в эпоху открытий . Издательство Университета Бакнелла. С. 126.
  11. ^ Смит, А. Марк (2014). От зрения к свету: переход от древней к современной оптике . Издательство Чикагского университета. стр. 387.
  12. ^ Бурстин, Дэниел Дж. (2011). Первооткрыватели . Knopf Doubleday. стр. 327.
  13. ^ Ридделл, Дж. Л. (1854). «О бинокулярном микроскопе». QJ Microsc Sci . 2 : 18–24 .
  14. ^ Кэсседи, Дж. Х. (1973). «Вибрион двуглавой железы Джона Л. Ридделла: два документа по американской микроскопии и этиологии холеры 1849–59». J Hist Med . 28 (2): 101– 108. doi :10.1093/jhmas/xxviii.2.101. PMID  4572620.
  15. ^ Расширенная световая микроскопия т. 2
  16. ^ Расширенная световая микроскопия т. 1
  17. ^ "Микроскопия: типы микроскопии" (PDF) . Hillsborough Community College . Архивировано из оригинала (PDF) 20 апреля 2017 г. . Получено 19 апреля 2017 г. .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Микроскопия_светлого_поля&oldid=1263977993"