몇 가지 특수 광학 현미경과 그 차이점
암시야 현미경 1개
암시야 현미경은 물체 내부의 미세 구조를 관찰하는 기능은 없지만 0.004μm 이상의 입자의 존재와 움직임을 구별할 수 있습니다. 따라서 살아있는 세포의 구조와 세포 내 입자의 움직임을 관찰하는 데 자주 사용됩니다.
암시야 현미경의 기본 원리는 틴들 효과입니다. 광선이 어두운 방을 통과할 때 입사광에 수직인 방향에서 공기 중의 밝은 먼지 "경로"를 관찰할 수 있습니다. 이 현상이 틴들 효과입니다.
일반 광학현미경에서 암시야 현미경을 암시야 집광기로 교체한 후 집광기 내부 포물선 구조의 폐색으로 인해 피검체 표면에 조사되는 빛이 대물렌즈에 직접 들어갈 수 없고 접안렌즈는 산란광만 통과하므로 시야가 어둡습니다.
암시야 현미경의 기본 사용법은 다음과 같습니다.
1. 암시야 집광기를 설치한다(또는 두꺼운 검은 종이로 차광판을 만들어 일반 현미경의 집광기 아래에 놓아 암시야 효과를 얻는다).
2. 직접적인 빛이 대물 렌즈에 들어가는 것을 방지하기 위해 일반적으로 현미경 조명이 있는 강한 광원을 선택합니다.
3. 콘덴서와 유리 슬라이드 사이에 삼나무 오일 한 방울을 추가하여 콘덴서에서 조명 빛의 전반사를 방지하여 검사 대상과 암시야 조명에 도달하지 못하게 합니다.
4. 중앙 조정을 수행합니다. 즉, 콘덴서의 광축과 현미경의 광축이 정확히 일직선 상에 있도록 콘덴서를 수평으로 이동합니다. 콘덴서를 올리고 내리고, 콘덴서의 초점(그림 1-2에서 원추형 빔의 정점)을 테스트할 물체에 맞춥니다.
5. 집광기에 해당하는 대물렌즈를 선택하여 초점거리를 조정하고 일반현미경의 방법에 따라 조작한다.
입체현미경
입체현미경 또는 해부거울이라고도 하는 입체현미경은 직립 3차원 공간 이미지를 이미지화하고 강력한 입체 효과, 선명하고 넓은 이미징, 긴 작동 거리(보통 110mm) 및 연속 배율 관찰의 특성을 가지고 있습니다. 해부 중 실시간 관찰을 위해 생물학에서 자주 사용됨
일반 광학 현미경의 광원은 평행광이므로 2차원 평면 이미지를 형성합니다. 스테레오 현미경은 이중 채널 광학 경로를 채택하고 쌍안경의 왼쪽 및 오른쪽 빔은 특정 화각(일반적으로 12o15o)을 가지므로 3차원 공간에서 입체 이미지가 형성됩니다.
실체현미경은 일반 광학현미경과 비슷한 방식으로 사용되지만 더 편리합니다. 이 둘의 주요 차이점은 다음과 같습니다.
1. 실체현미경의 검사 대상물은 슬라이드로 만들 필요가 없습니다.
2. 스테레오 현미경의 스테이지는 미러 베이스에 직접 고정되며 흑백 양면 패널 또는 유리 패널이 장착되어 작업자가 현미경 검사의 대상 및 요구 사항에 따라 선택할 수 있습니다.
3. 실체현미경의 이미징은 직립형으로 해부 작업에 편리합니다.
4. 입체현미경은 대물렌즈가 1개뿐이며 조절나사를 돌려 배율을 연속적으로 조절할 수 있습니다.
형광 현미경
형광현미경은 세포내 물질이 방출하는 형광 세기를 정성적, 정량적으로 연구하기 위한 광학적 도구입니다.
세포에는 두 가지 유형의 형광 물질이 있습니다. 하나는 엽록소 등과 같이 자외선을 조사한 직후에 형광을 발할 수 있습니다. 다른 물질에는 이러한 성질이 없으나 특정 형광 염료나 형광 항체로 염색되면 자외선에 의해 형광을 발할 수 있다. 조사 후에도 형광을 발할 수 있음
수직 생물발광 현미경/도립 생물발광 현미경
형광현미경의 원리는 발광효율이 높은 점광원(예: 초고압 수은등)을 사용하여 필터 시스템을 통해 특정 파장의 빛(예: 자외선 3650λ 또는 자청광 4200λ)을 방출하는 것입니다. 표본에 있는 형광 물질을 여기시키는 여기 빛으로. 여러 가지 색의 형광을 방출한 후 대물렌즈 뒤에 있는 차단(또는 억제) 필터로 걸러낸 다음 접안렌즈의 배율을 통해 관찰한다.
차단 필터에는 두 가지 기능이 있습니다. 하나는 형광을 방해하고 눈을 손상시키지 않도록 접안 렌즈에 들어가는 여기 광을 흡수하고 차단하는 것입니다. 다른 하나는 특정 형광을 선택하여 통과시켜 특정 형광 색상을 나타내는 것입니다.
형광 현미경은 광학 경로의 원리에 따라 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
1. 투과형광현미경
구형 형광 현미경에서는 여기 광원이 형광을 여기시키기 위해 콘덴서를 통해 표본 재료를 통과합니다. 저배율에서 형광이 강하다는 장점이 있지만, 배율이 높아질수록 형광이 약해지는 단점이 있다. 따라서 더 큰 표본 재료를 관찰하는 데만 적합합니다.
2. 에피형광현미경
여기광은 대물렌즈에서 시료 표면으로 떨어지며, 즉 형광을 모으기 위한 조명 집광기와 대물렌즈는 동일한 대물렌즈를 사용한다.
광축과 45o의 각도를 이루는 광경로에 dichroic beam splitter(dichroic mirror)를 추가해야 합니다. 여기광은 대물렌즈로 반사되어 시료에 수집됩니다. 슬라이드 표면에서 반사된 여기광은 동시에 대물렌즈로 들어가 2색 빔 스플리터로 돌아가 여기광을 형광에서 분리하고 나머지 여기광은 차단 필터에서 흡수됩니다. 다른 여기 필터/2색 빔 스플리터/차단 필터의 조합으로 변경하면 다양한 형광 반응 제품의 요구를 충족할 수 있습니다.
이러한 종류의 형광 현미경의 장점은 시야의 조명이 균일하고 이미징이 선명하며 배율이 클수록 형광이 강하다는 것입니다.
위상차 현미경
위상차 현미경은 빛이 물체를 통과할 때 발생하는 위상차(또는 광경로차)를 진폭(빛의 세기)의 변화로 변환할 수 있는 현미경이다. 주로 살아있는 세포, 염색되지 않은 조직 절편 또는 대조가 부족한 염색된 표본을 관찰하는 데 사용됩니다.
인간의 눈은 가시광선의 파장(색상)과 진폭의 변화만 식별할 수 있으며 위상 변화는 식별할 수 없습니다. 그러나 대부분의 생체 표본은 투명도가 높고 광파의 진폭은 통과 후 기본적으로 변하지 않으며 위상 만 변경됩니다.
위상차 현미경은 기본적으로 시료를 통과하는 가시광선의 광경로차를 진폭차이로 변화시켜 다양한 구조간의 콘트라스트를 향상시키고 다양한 구조를 선명하게 보이게 한다. 빛은 시료를 통과한 후 굴절되어 원래의 광경로에서 벗어나면서 동시에 1/4λ(파장)만큼 지연됩니다. 1/4λ씩 증감하면 광경로차는 1/2λ가 되고, 광축 이후 두 광속의 간섭을 강화, 진폭을 증감시켜 콘트라스트를 향상시킨다.
구조적으로 위상차 현미경은 다음과 같은 점에서 일반 광학 현미경과 다릅니다.
1. 환형 다이어프램에는 광원과 콘덴서 사이에 설치된 링 개구부가 있는 다이어프램이 있습니다. 기능은 콘덴서를 통과하는 빛이 속이 빈 라이트 콘을 형성하고 시편에 초점을 맞추는 것입니다.
2. Phase plate 위상차현미경은 대물렌즈 내부에 불화마그네슘이 코팅된 phase plate를 추가하여 직접광이나 회절광의 위상을 1/4λ 지연시킨다. 위상판에는 2개의 영역이 있는데, 직접광이 통과하는 부분을 "공역면"이라고 하고, 회절광이 통과하는 부분을 "보상면"이라고 합니다. 위상 판은 작동 효과에 따라 두 가지 유형으로 나뉩니다.
(1) 플러스 위상판: 직사광선은 1/4λ만큼 지연되고 광파는 두 세트의 광파가 결합하여 진폭이 증가한 후 중첩되며 시편 구조는 주변 매체보다 밝아서 a를 형성합니다. 밝은 대비(또는 음의 대비).
(2) B 플러스 위상판: 회절광은 1/4λ만큼 지연되고, 축이 정렬된 후 두 그룹의 광파가 차감되어 진폭이 작아집니다. 표본의 구조는 주변 매질보다 어둡고 어두운 대비(또는 양의 대비)를 형성합니다. 위상판이 있는 대물렌즈를 위상차 대물렌즈라고 하며 대물렌즈 하우징에 "Ph"로 표시되는 경우가 많습니다.
