Introduzione ad alcune nozioni di microscopio ottico
Uno strumento o un dispositivo che ingrandisce un oggetto minuscolo o una piccola parte di un oggetto ad alto ingrandimento per l'osservazione. È ampiamente utilizzato nella produzione industriale e agricola e nella ricerca scientifica. Anche i biologi e gli operatori sanitari usano molto i microscopi nelle loro attività. Ampiamente suddiviso in microscopi ottici e microscopi elettronici.
Il microscopio ottico è un microscopio che utilizza la luce visibile come sorgente luminosa. I microscopi ottici ordinari possono essere divisi in due parti: il sistema ottico e il dispositivo meccanico. Il sistema ottico comprende principalmente oculari, lenti obiettivo, condensatori, diaframmi e sorgenti luminose. Il dispositivo meccanico comprende principalmente il barilotto dell'obiettivo, la colonna dello specchio, il tavolino, la base dello specchio, la vite di regolazione dello spessore e altre parti (Figura 1). Il suo principio ottico di base è mostrato nella Figura 2. La piccola lente convessa a sinistra nella figura rappresenta un gruppo di lenti con una breve lunghezza focale, chiamata lente dell'obiettivo. La grande lente convessa a destra rappresenta un gruppo di lenti a focale lunga, chiamate oculare. L'oggetto da osservare (AB) è posizionato leggermente al di fuori del punto focale (f1) della lente dell'obiettivo. La luce dell'oggetto forma un'immagine reale ingrandita invertita (B'A') leggermente all'interno del fuoco dell'oculare (f2) dopo essere passata attraverso la lente dell'obiettivo. Gli occhi dell'osservatore ingrandiscono ulteriormente l'immagine reale (B'A') in un'immagine virtuale invertita (B"A") attraverso l'oculare.
L'oculare si trova sopra il barilotto del microscopio ed è generalmente costituito da due lenti convesse. Oltre ad espandere ulteriormente l'immagine reale formata dalla lente dell'obiettivo, limita anche il campo visivo osservato dagli occhi. Secondo l'ingrandimento, ci sono tre tipi di oculari comunemente usati: 5 volte, 10 volte e 15 volte.
La lente dell'obiettivo si trova generalmente sotto il barilotto del microscopio, vicino all'oggetto che si sta osservando. È composto da 8 a 10 lenti. La sua funzione è ingrandire (creare un'immagine reale ingrandita per l'oggetto), la seconda è garantire la qualità dell'immagine e la terza è aumentare la risoluzione. Gli obiettivi dell'obiettivo comunemente usati possono essere suddivisi in basso ingrandimento (4 ×), ingrandimento medio (10 × o 20 ×), alto ingrandimento (40 ×) e obiettivo ad immersione in olio (100 ×) in base all'ingrandimento. Gli obiettivi multipli sono montati sulla ruota di cambio dello specchio e l'obiettivo con diversi multipli può essere selezionato ruotando la piattaforma girevole come richiesto.
L'ingrandimento del microscopio è il multiplo dell'oculare moltiplicato per l'obiettivo. Ad esempio, se l'oculare è 10 volte e la lente dell'obiettivo è 40 volte, l'ingrandimento è 40×10 volte (ingrandimento 400 volte). Un buon microscopio può ingrandire 2000 volte e distinguere due punti distanti 1×{10-5 cm.
Quando la luce bianca passa attraverso la lente convessa, la luce con lunghezza d'onda minore (blu-viola) ha una rifrazione maggiore rispetto alla luce con lunghezza d'onda lunga (rosso-arancio). Pertanto, durante l'imaging, ci sono vari spettri intorno all'immagine e c'è un cerchio di luce blu o rossa. Questo difetto di colore è chiamato aberrazione cromatica. A causa dei diversi angoli con cui la luce entra (ed esce) dalle varie parti della superficie della lente, la luce che passa attraverso la periferia della lente viene rifratta con un angolo maggiore rispetto alla luce che passa attraverso il centro della lente. Pertanto, le immagini sfocate e distorte appaiono intorno alla circonferenza dell'immagine durante l'imaging. Questo difetto della curvatura della superficie dell'immagine è chiamato aberrazione sferica. Una serie di gruppi di lenti convesse e concave con diverse forme, strutture e distanze collaborano tra loro per correggere al massimo l'aberrazione cromatica e l'aberrazione sferica, formando un'immagine luminosa, chiara e precisa. Questo è il motivo per cui l'oculare o la lente dell'obiettivo sono composti rispettivamente da un insieme di lenti. Tali lenti sono chiamate acromatiche planari.
Quando la luce viene proiettata da un mezzo (come l'aria) a un altro mezzo più denso (come il vetro), si piegherà alla "linea normale" (una linea perpendicolare all'interfaccia del mezzo), come la linea BOA in Figura 3. Quando la luce entra da un mezzo denso (vetro) in un mezzo non denso (aria), devia dalla "linea normale", come la linea AOB (Figura 3a). Quando la luce passa attraverso il vetro del condensatore (indice di rifrazione 1,51) ed entra nell'aria, devia e rifrange verso l'esterno, quindi la quantità di luce che entra nell'obiettivo è notevolmente ridotta e anche la risoluzione dell'immagine viene ridotta. Quando si utilizza una lente dell'obiettivo 100x, se l'olio viene riempito tra la lente dell'obiettivo e il vetro di copertura (anche l'indice di rifrazione è 1,51) per isolare l'aria, la luce può entrare nella lente dell'obiettivo quasi senza rifrazione, il che aumenta la luminosità e la risoluzione di l'immagine . Tali obiettivi sono chiamati obiettivi di immersione in olio (Figura 3b).
Il condensatore si trova sotto il tavolino del microscopio, che può far convergere la luce dalla sorgente luminosa, concentrare la luce sul campione e rendere il campione uniformemente irradiato con intensità luminosa moderata. L'estremità inferiore del condensatore è dotata di un fermo di apertura (diaframma) per controllare lo spessore del raggio.
La fonte di illuminazione del normale microscopio ottico si trova sotto il condensatore, che è una speciale lampadina forte con illuminazione uniforme, ed è dotata di un resistore variabile per modificare l'intensità della luce.
Poiché la luce della sorgente luminosa di un normale microscopio ottico si trasmette dalla parte inferiore del corpo della lente, passa attraverso la lente del condensatore, la lente dell'obiettivo, e raggiunge l'oculare, il campione da osservare deve essere tagliato in fette sottili con uno spessore di circa 6 μm in grado di trasmettere la luce nella ricerca medica e biologica. E colorare per mostrare diversi tessuti e cellule e altre strutture sottili. L'intero processo di lavorazione è chiamato la tecnica convenzionale del taglio del tessuto, compresa la selezione di materiali tissutali appropriati, il fissaggio con soluzione di formaldeide (formalina), la disidratazione con alcol passo dopo passo, l'inclusione in paraffina, il taglio del tessuto in fette sottili con un microtomo e il loro montaggio su vetrini, e poi Dopo la colorazione con colorante ematossilina-eosina, i vetrini di tessuto sono stati infine montati in colla di resina ottica. I vetrini di tessuto preparati possono essere conservati a lungo.
L'oculare e l'obiettivo del microscopio sono installati su entrambe le estremità del barilotto dell'obiettivo e la loro distanza è fissa. Posizionare il vetrino del tessuto sul palco e ruotare la vite di regolazione grossolana per avvicinare il palco alla lente dell'obiettivo. La fetta di tessuto entra nel piano focale della lente dell'obiettivo e l'immagine del tessuto nel campione può essere vista nell'oculare. Quindi utilizzare la vite di regolazione fine per rendere l'immagine nell'oculare chiara da osservare. Quando si modifica l'ingrandimento, l'oculare o la lente dell'obiettivo devono essere sostituiti.
