Microscop

Microscop optic compus monocular de cel mai simplu tip, prezentat schematic; calea fasciculului de lumină și elementele optice structurale în evidență. Focalizarea, adică variația distanței pregătite / obiective, se realizează prin deplasarea tubului optic. Iluminare exterioară instrumentului. A - Ocular; B - Obiectiv; C - Preparat; D - Condensator; E - Masă de depozitare; F - Oglindă.

Microscopul (din greacă : μικρόν mikrón „mic” și σκοπεῖν skopéin „a privi”) este un instrument științific care vă permite să măriți sau să produceți imagini cu obiecte mici altfel imposibil de studiat cu ochiul liber. Vă permite să observați detaliile prin observare directă cu ochiul liber, sau indirect prin fotografie și / sau sisteme electronice. Microscopul poate fi de tip optic, bazat pe observarea directă a spectrului vizibil electromagnetic , sau electronic, bazat pe observarea prin fascicule de electroni sau pe scanarea sondei, bazată pe explorarea suprafeței probei cu o sondă materială sau alt tip.

Primele instrumente care ar putea fi utilizate, în contextul microscopurilor optice, au fost produse în Olanda la sfârșitul secolului al XVI-lea , dar autorul și datarea invenției propriu-zise sunt încă subiect de controversă. Galileo i-a trimis o construcție proprie prințului Federico Cesi , fondatorul Accademia dei Lincei , pentru a-i arăta cum funcționează. Galileo a definit instrumentul ca un „spectacol pentru a vedea lucruri minime” ^[1] . Marcello Malpighi , Antoni van Leeuwenhoek ^[2] , Robert Hooke și Bartolomeo Panizza sunt printre primii oameni de știință care au folosit, răspândit și îmbunătățit utilizarea acestui instrument puternic, începând cu secolul al XVII-lea . Acesta din urmă a avut meritul de a institui primul curs de anatomie microscopică în Italia.

Istorie

Microscop cu lentilă unică (1690 Haaxman, Dirk Museum Boerhaave Leiden Olanda)
Microscop realizat de Christopher Cock pentru Robert Hooke (1635-1703)
Microscop antic victorian cu trusa de probă de observare.
Microscopul lui John Marshall din secolul al XVIII-lea.
Microscop de trepied din jurul anului 1745 (George Sterrop, Anglia).
Microscop pliant (circa 1800).
Microscop binocular din 1870 (Henry Crouch, Anglia).
Microscop binocular din 1914 (Carl Zeiss, Jena)
Microscop cu fluorescență (Carl Zeiss, Goettingen, circa 1965)

Descriere

Constituenți

Microscopul este alcătuit dintr-o parte mecanică, structurală și o parte denumită în mod tradițional optică, funcțională.

Piesa mecanică

Piesa mecanică trebuie să fie robustă și relativ grea pentru a permite stabilitatea necesară sistemului. Standul reprezintă corpul principal al microscopului și are funcția de a susține mecanismele de mișcare și focalizare și partea optică.

Partea mecanică a microscopului adăpostește și sistemul de iluminare, în cazul sistemelor cu iluminare încorporată. Eșantionul care trebuie observat este așezat pe scenă, echipat cu un cărucior de traducere prin intermediul căruia eșantionul poate fi ușor deplasat, dacă este necesar, cu mișcări mecanice micrometrice în direcțiile dreapta-stânga și înainte-înapoi. Dincolo de masa mică, spre iluminat, există un suport mecanic care adăpostește condensatorul și diafragma de deschidere. Mai departe, în fața iluminatorului, se află diafragma de câmp. Microscopul trebuie să fie echipat cu un sistem de focalizare foarte precis atât pentru specimen, cât și pentru sistemul de iluminare. Etapa este deplasată vertical în raport cu obiectivul prin comenzile de focalizare grosieră și fină (sau, alternativ, optica poate fi mutată în raport cu scena). Condensatorul focalizează corect iluminarea pe specimen, colectorul focalizează sursa de lumină într-un anumit plan optic al condensatorului.

Obiective ale microscopului optic: primul din stânga este o Koristka de la începutul secolului al XX-lea . Celelalte sunt moderne.

Oculare Galileo și Leitz pentru microscop optic

Partea funcțională

Partea funcțională, numită în general optică pentru instrumente bazate pe utilizarea luminii, este alcătuită din trei sau patru sisteme de lentile și sursa, care, în sistemele compuse din radiații transmise, pornind de la baza microscopului, sunt:

sursă;
colectorul sursei sau condensatorului de câmp, cu diafragma de câmp;
condensatorul cu diafragma de deschidere;
ținta;
ocularul.

Posibila parte a microscopului, în care trebuie inserate obiectivele multiple, care poate fi aleasă în funcție de mărirea dorită, se numește revolver.

Puterea de rezoluție

Rezoluția laterală a unui microscop este distanța minimă dintre două puncte, ceea ce permite totuși să se distingă; dacă distanța dintre cele două puncte este mai mică, acestea se îmbină într-unul singur. Dacă instrumentul se bazează pe utilizarea radiației cu lungimea de undă asociată, cum ar fi microscopii optici tradiționali, rezoluția și lungimea de undă utilizate sunt parametri strict legați. Microscoapele bazate pe diferite tehnologii, cum ar fi AFM, răspund evident la diferite considerații.
Ca o primă aproximare și fără a lua în considerare aberațiile optice, putem considera că relația care leagă rezoluția laterală ( d , adică distanța dintre două puncte rezolvate), lungimea de undă a radiației utilizate și diafragma numerică a unui optic (întregul sistem) este:

d=0,6098{\frac {\lambda }{A_{N}}}

{\ displaystyle d = 0.6098 {\ frac {\ lambda} {A_ {N}}}}

d = 0.6098 {\ frac {\ lambda} {A_ {N}}}

Această relație este în general cunoscută sub numele de principiul Abatului .

Pentru un microscop optic cu lumină vizibilă, d ajunge la 0,2 μm ; microscopul electronic atinge 0,1 nm .

Puterea de rezolvare este reciprocă a rezoluției laterale.

Mărire

Acesta este definit ca raportul dintre dimensiunile imaginii obținute și cele ale obiectului original. Mărirea liniară sau unghiulară (nu trebuie confundată cu mărirea ariei sau suprafeței, uneori folosită), în cazul microscopilor compuși este dată de:

\mathrm {MA} =M_{o}\times M_{e}

{\ displaystyle \ mathrm {MA} = M_ {o} \ times M_ {e}}

{\ mathrm {MA}} = M_ {o} \ times M_ {e}

unde este $M_{o}$ ${\ displaystyle M_ {o}}$ $M_ {o}$ este mărirea obiectivului, în funcție de distanța focală a acestuia $f_{o}$ ${\ displaystyle f_ {o}}$ $f_ {o}$ și de la distanță $d_{i}$ ${\ displaystyle d_ {i}}$ $din}$ între planul focal posterior al obiectivului și planul focal al ocularului și $M_{e}$ ${\ displaystyle M_ {e}}$ $Eu insumi}$ cea a ocularului.

M_{o}={d_{i} \over f_{o}}

{\ displaystyle M_ {o} = {d_ {i} \ over f_ {o}}}

M_ {o} = {d_ {i} \ peste f_ {o}}

$d_{i}$ ${\ displaystyle d_ {i}}$ $din}$ se mai numește lungime optică a tubului, fixă și în instrumentele optice moderne în general de 160 mm. Rețineți că obiectivele trebuie să fie proiectate pentru o anumită lungime optică de utilizare (prezentată pe obiectivul însuși). În trecut, măsurarea de 170 mm era destul de obișnuită, în timp ce în zilele noastre s-a impus proiectarea sistemelor corectate la infinit. Mărirea ochiului depinde și de distanța focală a acestuia $f_{e}$ ${\ displaystyle f_ {e}}$ $f_ {e}$ și poate fi calculat din ecuațiile normale de lupă.

Prin urmare, pentru a calcula mărirea la care este observată o probă, mărirea obiectivului este înmulțită cu cea a ocularului. Această mărire este cea a imaginii vizibile, arătată în mod ideal pe planul în care se află eșantionul în sine, adică la distanța dintre acesta din urmă și ochiul observatorului. Situația este diferită dacă imaginea este colectată pe un ecran sau pe o placă fotografică: în acest caz este necesar să se țină seama de înălțimea ecranului (sau a filmului) în raport cu ocularul și mărirea va fi cea rezultată negativul. În aceste cazuri, este întotdeauna recomandabil să utilizați o lamă micrometrică, pentru a avea un termen sigur de comparație. Cu cele mai bune obiective și oculare și în condiții de iluminare ideale, mărirea utilă, fără pierderea rezoluției, a microscopului optic poate atinge 1000 - 1500 de diametre (1000 - 1500 ×).

Prin creșterea proiectului tubului sau proiectarea imaginii pe un ecran îndepărtat, s-ar putea realiza măriri mult mai mari, dar puterea de rezoluție care, așa cum am văzut mai sus, este o funcție a lungimii de undă a luminii vizibile, nu ar fi în niciun fel cale. crescut.

Aberații

Principalele aberații, defectele sistemului în formarea unei imagini clare și rezolvate, care afectează microscoapele și posibilele corecții ale acestora, pot fi rezumate în:

Aberație sferică : sisteme asferice
Aberație cromatică : sisteme acromatice și apocromatice
Astigmatismul grinzilor oblice : sisteme anastigmatice
Coma : sisteme asferice
Curbura câmpului
distorsiunea pernei și a butoiului : sisteme asferice

În funcție de ramura microscopiei luate în considerare, aceste defecte vor fi mai mult sau mai puțin reprezentate. De exemplu, folosind radiații de o singură lungime de undă, nu vom avea aberații cromatice.

Tipuri

Microscoapele sunt împărțite pe scurt, în funcție de sistemul utilizat pentru investigarea eșantionului, în microscopuri optice , microscopuri electronice , microscopii cu sondă de scanare , microscopuri cu disecție binoculară , microscopuri de alte tipuri :

Microscopul optic folosește lumina ca sursă, înțeleasă în sens general ca radiație electromagnetică de la infraroșu apropiat la ultraviolet, chiar dacă cele mai comune microscopii utilizează radiații vizibile, are o rezoluție de obicei mai mică decât microscopul electronic, dar este în general ieftină și oferă imagini color și ale organismelor vii. De exemplu, bacteriile se pot distinge cu microscopul cu lumină. Cu toate acestea, SNOM ( Microscop optic de scanare în câmp apropiat ), descris mai jos, merită o descriere în sine, care permite atingerea unor rezoluții de până la 200 nm. În practică, îmbunătățește vederea cu ochiul liber de 500 de ori.
Microscopul electronic cu transmisie ( TEM ) utilizează ca sursă un fascicul dublu de electroni cu un anumit potențial, are o rezoluție mult mai mare decât cea optică și permite să detecteze, pe lângă imagine, și numeroase alte proprietăți fizice ale probei, dar este foarte complex și costisitor, trebuie să funcționeze în absența aerului, de asemenea, nu oferă imagini live. Imaginile, obținute în afara intervalului vizibil, pot fi în alb-negru sau culori false . Vă permite să distingeți atomi cu măriri mai mari. Este de aproape o mie de ori mai puternic decât microscopul optic și are o rezoluție care merge, în cazuri extreme, până la 0,05 nanometri.
Scanning Probe Microscope ( SPM ) explorează preparatul într-un mod similar cu cel al unui ac de gramofon, pe baza diferitelor fenomene fizice de scară moleculară și atomică precum efectul tunelului și forțele Van der Waals . Are o rezoluție limitată de 10 nm, dar permite reprezentări tridimensionale ale celulelor și structurilor celulare.
Alte tipuri de microscopuri exploatează diferite radiații, unde acustice și diferite fenomene fizice.

Având în vedere amploarea subiectului, următorul este doar un rezumat. Pentru informații suplimentare, vă rugăm să consultați articolele individuale specifice.

Microscop optic

Același subiect în detaliu: Microscopul optic .

Microscoapele optice, care folosesc lungimile de undă ale luminii vizibile, sunt cele mai simple și cele mai frecvent utilizate. Acestea constau dintr-un sistem de lentile adecvat pentru focalizarea luminii în ochi sau în alt dispozitiv detector. Mărirea tipică a microscoapelor optice, în spectrul luminii vizibile, este de până la 1500x, cu o limită de rezoluție teoretică de aproximativ 0,2 µm. Tehnici mai sofisticate, precum microscopia confocală cu laser sau SMI de vârf , pot depăși această limită de mărire, dar rezoluția este limitată de difracție . Utilizarea lungimilor de undă mai mici, cum ar fi ultraviolete, este o modalitate de a îmbunătăți rezoluția spațială a microscopului cu lumină, la fel ca și microscopia cu câmp apropiat (SNOM).

Microscop cu raze X

Același subiect în detaliu: microscop cu raze X.

Acest microscop se bazează pe utilizarea radiației X moi, cum ar fi radiația sincrotronică . Spre deosebire de lumina vizibilă, razele X nu se reflectă sau se refractează ușor și sunt invizibile pentru ochiul uman, punând mai multe probleme tehnologice. Rezoluția este intermediară între microscopul optic și cel electronic, dar cu mai multe avantaje în observarea structurilor biologice.

De asemenea, este utilizat pentru a studia structurile moleculelor și ionilor prezenți în interiorul celulei prin analiza modelelor de difracție similare cu cristalografia cu raze X. Când razele emise traversează structurile celulare, acestea suferă difracții care vor fi imprimate pe o placă fotografică, apărând ca benzi concentrice neclare. Din analiza diferitelor aranjamente ale acestor benzi va fi posibilă determinarea distribuției atomice a moleculelor în țesuturile analizate.

Microscoape electronice și ionice

Același subiect în detaliu: Microscopul electronic .

Microscop electronic (TEM), Siemens din 1969 . 1 - cablu de înaltă tensiune; 2 - emisie de electroni; 3 - motoare de centrare a fasciculului; 4 - condensatori; 5 - reglarea diafragmelor; 6 - suport de probă; 7 - obiectiv; 8 - proiectoare; 9 - microscop optic stereoscopic; 10 - ecran fluorescent; 11 - conducte de sistem pentru producerea vidului; 12 - pregătiri de mutare; 13 - controlul vidului și măriri; 14 - butoane de focalizare

Microscopul electronic „luminează” probele examinate, în loc de un fascicul de lumină vizibilă , cu un fascicul de electroni , având deci o lungime de undă mai mică, iar prin principiul lui Abbe permite obținerea de imagini cu o rezoluție mai mare. Spre deosebire de microscopii optici, aceștia folosesc lentile magnetice pentru a devia fasciculele de electroni (sarcini electrice în mișcare, prin urmare sensibile la câmpul magnetic) și astfel măresc imaginile.

Microscoapele electronice sunt foarte scumpe, trebuie să funcționeze în absența aerului (sub vid), în absența vibrațiilor și a câmpurilor magnetice. De asemenea, au nevoie de curenți de înaltă tensiune (cel puțin 5kV) și foarte stabili.

Pentru același principiu al lui Abbe, scăderea în continuare a lungimii de undă și utilizarea întotdeauna a particulelor încărcate, este posibil să existe instrumente cu rezoluții mai mari, folosind de exemplu ioni.

Microscop electronic cu scanare (SEM)

Microscop electronic cu scanare .

Microscopul electronic cu scanare , spre deosebire de cel de transmisie, obține imaginea iluminând chiar și un obiect relativ mare (o insectă de exemplu) cu un fascicul de electroni și detectând electronii secundari reflectați și, prin urmare, poate oferi imagini 3D. Poate analiza numai obiecte conductive sau semiconductive. Prin urmare, obiectele organice trebuie mai întâi acoperite cu o folie de metal subțire. Acest instrument trebuie să funcționeze în condiții de vid ridicat: acesta este motivul pentru care a fost dezvoltat microscopul electronic cu scanare de mediu care, fără această constrângere, este capabil să analizeze probele de material organic prin controlul și modificarea condițiilor de temperatură , după cum se dorește, presiunea și umiditatea .

Microscop electronic cu transmisie (TEM)

Același subiect în detaliu: Microscop electronic cu transmisie .

Microscopul electronic cu transmisie face ca o probă foarte subțire (de la 5 la 500 nm ) să treacă printr-un fascicul de electroni, apoi cu un set de magneți (care funcționează ca lentilele microscopului optic) mărește imaginea obținută care este proiectată în final pe un ecran fluorescent care îl face vizibil. Oferă imagini cu structura internă a obiectului examinat, spre deosebire de SEM care oferă doar suprafața, dar permite obținerea doar a imaginilor 2D. Acesta ajunge la nanometri, permițându-vă să vedeți chiar și cele mai mici molecule.

Ameliorări suplimentare au dus la microscopul electronic cu transmisie de înaltă rezoluție (HRTEM), cu care a fost posibil să se distingă atomii individuali de litiu dintr-un compus.

Microscop electronic cu difracție

Microscop electronic cu emisie de câmp

Un vid este creat în interiorul unui bec de sticlă. Suprafața becului este acoperită cu o patină fluorescentă, în timp ce în centru există un vârf de tungsten cu un diametru foarte mic. Între vârf și suprafața becului există o diferență de potențial foarte mare, astfel încât în punctele apropiate vârfului există un câmp electric foarte intens (se ating valori în ordinea a milioane de volți pe centimetru). Dacă vârful este încărcat negativ, electronii acestuia sunt rupți din câmpul electric și accelerați radial spre ecran: din imaginea obținută este posibilă reconstituirea aranjamentului atomilor vârfului în sine cu o rezoluție de aproximativ 25 Å . Incertitudinea se datorează efectelor de difracție cuantică și mișcării dezordonate a electronilor, ale căror viteze mențin, prin urmare, componente non-radiale chiar și după extracție. Dacă, pe de altă parte, heliul este injectat în interiorul becului și vârful este încărcat pozitiv, moleculele de gaz (ionizate lângă vârf) sunt accelerate spre ecran. Deoarece acești ioni sunt mult mai grei decât electronii, lungimea de undă cuantică este foarte scurtă, iar rezoluția instrumentului este de aproximativ 1 ångstrom. Imaginea produsă pe ecran prezintă deci pete întunecate (lângă interstițiile dintre doi atomi) și urme ale sosirii moleculelor de heliu (ionizate de nuclei). Au fost realizate măriri de 2000000x (de 10 ori mai mari decât microscopul de scanare cu tunel).

Microscop ionic

Microscopul ionic este plasat pe aceeași linie teoretică care permite trecerea de la microscopul optic la microscopul electronic, dar folosind fascicule de ioni în loc de electroni ; reamintind apoi relația fundamentală a mecanicii undelor:

$\lambda ={h \over \ mv}$ ${\ displaystyle \ lambda = {h \ over \ mv}}$ $\ lambda = {h \ over \ mv}$

expus de de Broglie în conceptul de dualism undă-particulă , este evident că, prin creșterea masei m a particulelor care luminează proba, devine posibil să se lucreze cu lungimi de undă asociate mai mici, ceea ce permite, prin principiul lui Abbe, și mai mare rezoluții.

Un exemplu de microscop cu ioni este dat de SHIM, acronim pentru Microscop cu scanare cu heliu .

Microscoape cu sondă de scanare (SPM)

Scanning Probe Microscope ( SPM ) explorează preparatul într-un mod similar cu cel al unui ac de gramofon, pe baza diferitelor fenomene fizice de scară moleculară și atomică precum efectul tunelului și forțele Van der Waals . Are o rezoluție limitată de 10 nm, dar permite reprezentări tridimensionale ale celulelor și structurilor celulare.

Microscop cu efect de tunel de scanare (STM)

Microscop cu efect de tunel .

Cu această tehnică este posibil să se atingă precizii foarte mari: până la 1 Å. Acest tip de microscop permite analiza suprafeței unei probe dopate conductoare sau semiconductoare folosind, ca senzor, un vârf crescut pe un singur cristal de tungsten și conic la vârf până la grosimea câtorva atomi: la acest vârf, plasat la un nivel foarte apropiat de eșantion, se aplică un potențial mic (de exemplu, de ordinul unui volt) față de eșantion. Când vârful este suficient de aproape de eșantion, un curent curge de la vârf spre eșantion (sau invers) prin tunelarea electronilor. Deoarece curentul, cu aceeași tensiune aplicată, variază în funcție de distanța vârfului de la suprafața eșantionului, printr-un proces de feedback este posibil să se mențină constant acest curent (sau distanță), deplasând vârful pe axa ortogonală către suprafața probei cu precizia garantată de un actuator piezoelectric . Prin scanarea întregii suprafețe a eșantionului și înregistrarea valorilor curente punct cu punct, este posibilă reconstituirea unui model tridimensional.

Microscop optic de scanare în câmp apropiat (SNOM)

Același subiect în detaliu: Microscop optic de scanare în câmp aproape .

Microscopia optică a fost prima care s-a născut și încă astăzi este cea mai populară și utilizată datorită simplității și imediatității sale în interpretarea rezultatelor. Principala limitare a acestui tip de microscopie constă în rezoluția maximă realizabilă, care este strâns legată de difracție . Într-adevăr, așa-numitul criteriu Abbe limitează rezoluția maximă la aproximativ 0,5 λ / (n sin θ) pentru un sistem optic cu deschidere numerică n sin θ, care utilizează lumina cu lungimea de undă λ.

Pentru lumina din spectrul vizibil este de 0,2 ÷ 0,4 µm, cu aproximativ două ordine de mărime mai mari decât tehnicile moderne de microscopie non-optică. În 1928, EH Synge , într-o discuție cu Albert Einstein , a propus schema unui nou microscop, Microscopul optic de scanare în câmp aproape ( SNOM ), care depășea limita de difracție plasată: proba trebuia să fie iluminată printr-o deschidere foarte mică având dimensiuni mult mai mici decât lungimea de undă a luminii utilizate, plasate la distanțe z << λ de suprafața sa, în așa-numitul câmp apropiat ; lumina colectată de sub eșantion (în câmpul îndepărtat ) conține informații referitoare la o porțiune mică a suprafeței de dimensiunea diafragmei de iluminare.

Primii care au depășit limita de difracție folosind lumina vizibilă au fost Pohl și alții de la IBM din Zurich folosind o parte a tehnologiei deja utilizate în microscopul cu efect de tunel de scanare (STM); folosind radiații la λ = 488 nm au obținut rezoluții de 25 nm sau λ / 20. Iluminarea eșantionului a fost făcută prin focalizarea luminii unui laser pe un cristal de cuarț ascuțit care a ghidat lumina din partea terminală acoperită de un film de aluminiu care avea o deschidere de câteva zeci de nm din care a ieșit lumina. Sondele utilizate astăzi sunt fibre optice monomod ascuțite, cu o deschidere terminală de 50 ÷ 150 nm și acoperite cu un strat subțire de aluminiu, care servește la transmiterea unei cantități mai mari de lumină pe extremitate datorită efectului vârfului. Vârfurile sunt produse prin intinderea fibrelor cu extractoare speciale micropipette, încălzirea punctul în care doriți să rupă prin fascicul focalizat de un laser de CO _2; alte tehnici de gravare chimică a fibrelor optice în HF, permit formarea structurilor ascuțite cu geometrie variabilă și controlată.

O peliculă de aluminiu (de obicei o grosime de 1000 Å) este depusă prin evaporare pe fibra rotativă în jurul axei sale, înclinată cu aproximativ 30 ° față de orizontală, astfel încât să lase o deschidere neacoperită cu un diametru cuprins între 20 și 500 de margine Nu. Utilizarea vârfurilor metalice (auriu, argintiu) cu raze apicale de curbură de ordinul a 10 nm, permite atingerea unor rezoluții spațiale sub 10 nm în spectrul vizibil. Efectul fizic care stă la baza acestui tip de sonde este amplificarea câmpului (amplificarea câmpului ), legată pe de o parte de geometria sondei (vârf, efect de paratrăsnet) și, pe de altă parte, de proprietățile electronice ale materialelor (oscilații colective) de electroni, plasmoni de suprafață ) care permit obținerea unor factori de îmbunătățire de până la 10 ⁶ .

Microscop de forță atomică (AFM)

Același subiect în detaliu: Microscop de forță atomică .

Consola unui microscop cu forță atomică

Microscopul de forță atomică permite analiza nedistructivă a suprafețelor, cu o rezoluție mai mică de un nanometru . O sondă de dimensiuni micrometrice , numită consolă , scanează suprafața care urmează să fie analizată la o distanță foarte mică de aceasta (aproximativ 1 nanometru = chiar la 10 Ångström ). Prin interacțiunea cu atomii eșantionului, datorită forțelor Van der Waals , suferă deviații microscopice care, prin dispozitive foarte sensibile (pârghie optică și altele), se traduc în detaliile unei imagini topografice tridimensionale a suprafeței eșantionului . În comparație cu microscopul cu scanare electronică (SEM) și microscopul cu scanare prin tunelare (STM), microscopul cu forță atomică are avantajul de a permite analize nedistructive pe probe netratate și, de asemenea, de a se adapta la probele de material neconductor, oferind un real hartă dimensională., cu o zonă și o adâncime de scanare limitate și un timp de investigare relativ lung. De obicei, este utilizat pentru a examina macromoleculele biologice, părți ale microorganismelor, dispozitivele semiconductoare.

Alte tipuri de microscop

Microscop acustic

Este un instrument care utilizează frecvențe cu ultrasunete . Funcționează nedistructiv, pătrunzând multe solide ca un ultrasunete. Microscopul acustic datează din 1836, când S. Ya. Sokolov a propus-o ca un mijloc de a produce imagini mărite prin intermediul frecvențelor acustice de 3 GHz. Până în 1959 , când Dunn Fry a realizat primele prototipuri, nu a putut fi construit niciunul. Instrumentele de utilitate aplicativă reală au ajuns abia în anii șaptezeci . În prezent, există trei tipuri de instrumente utilizate:

microscop acustic cu scanare (SAM)
microscop acustic cu scanare laser (SLAM)
Microscop cu scanare acustică în modul C (C-SAM), cel mai popular tip.

Domeniile de aplicare variază de la utilizări tehnologice în controlul calității elementelor mecanice și electronice, până la investigații de biologie celulară, investigând comportamentul mecanic și caracteristicile structurilor precum citoscheletul .

Microscoape combinate

Laboratoarele de nanoștiințe NNL ale CNR au creat un microscop care se naște din unirea a trei instrumente: un microscop laser confocal pentru a studia volumul (văzut din exterior), un microscop cu forță atomică pentru a vizualiza detaliile suprafeței (văzut din partea de sus) și un microscop de reflecție internă totală cu fluorescență, care arată modul în care celula aderă la suport.

Microscopul permite o vedere foarte completă a celulei, precum și măsurarea elasticității membranei celulare, un marker important, care îl face util în diagnosticul tumorii.

Fiecare instrument este capabil să atingă rezoluții de miliarde de metru. Una dintre primele aplicații va fi testarea administrării selective a celulelor de agenți anticanceroși folosind nanocapsule.

Galeria microscopului optic

Microscop simplu de Antoni van Leeuwenhoek (mijlocul secolului al XVII-lea ).
Modello di microscopio composto di John Cuff del 1744 , con accessori.
Microscopio di John Cuff del 1750 .
Microscopio del 1751 .
Microscopio Zeiss del 1879 .
Modello di microscopio del 1913 .
Microscopio degli anni intorno al 1920 .
Microscopio Reichert degli anni cinquanta .

Note

^ G. Galilei, Lettera a Federico Cesi, Firenze, 23 settembre 1624 , in G. Galilei, Opere , ed. nazionale a cura di A. Favaro, Firenze 1968, vol. XIII, pp. 208-209.
^ antoni van leeuwenhoek - Cerca con Google , su www.google.com . URL consultato il 21 febbraio 2019 .

Bibliografia

Maurice Langeron, Précis De Microscopie. Technique. Expérimentation. Diagnostic , Paris, Masson, 1949.
Paola Manfredi, Microscopia per il naturalista dilettante , 2ª ed., Milano, Hoepli, 1964.
J[avier] Bernis Mateu, Tino Lipparini, Tavole di Microscopia , Firenze, Giunti, 1969.
Peter Healey, Microscopi e vita al microscopio , Milano, Arnoldo Mondadori, 1970.
Paolo Castano, Microscopia ottica e fotomicroscopia , Milano, Tamburini, 1974.
Paolo Castano, Silvia Rossi, La fotografia al microscopio , Milano, Il polso, 1984.
Hermann Beyer, Horst Riesenberg, Handbuch der Mikroskopie , Berlin, VEB Verlag Technik, 1988, ISBN 978-3-341-00283-4 .
Loretta Ferri, Loretta Guidi, Michela Battistelli, Tecniche di microscopia , Urbino, Quattroventi, 2003, ISBN 88-392-0648-5 .
Flavia Pinzari, Microscopia elettronica a scansione e microanalisi , Roma, Gangemi, 2008.
Ermanno Bonucci, Manuale di istochimica , Roma, Lombardo, 1981, ISBN 978-88-7020-006-5 .
Eastman Kodak Company, Photography through the microscope , Ottawa, 1988
Ronald Jowett Oldfield, Light microscopy: an illustrated guide , London, Wolfe, 1994
Marco Durante, Guido Russo, Microscopia , Napoli, SES, 1995
Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Todd A. Barnash, Atlante di Istologia e Anatomia microscopica , Rozzano, CEA, 2010, ISBN 978-88-08-18320-0 .
Giovanni Pietro Sini; Donato Di Ferdinando, Gabriele Sirri, "Problemi tecnici della microscopia ottica", Bologna, Ist. Naz. di Fisica Nucleare - Sez. di Bologna e Univ. di Bologna - Dipart. di Fisica, 2005 (517 pagg.) ( PDF ), su funsci.com . URL consultato il 26-07-2011 (archiviato dall' url originale il 25 novembre 2010) .
Giovanni Pietro Sini, "Elementi pratici di microscopia ottica - Introduzione per un uso un po' più consapevole di questo oggetto sconosciuto", Bologna, 2007 (122 pagg.) ( PDF ), su funsci.com . URL consultato il 26-07-2011 (archiviato dall' url originale il 18 dicembre 2011) .
"Basics in Microscopy" (Leica) , su leica-microsystems.com . URL consultato il 24-02-2013 .
Nozioni generali di microscopia: tutorial interattivi (Nikon) , su microscopyu.com . URL consultato il 24-02-2013 .
Nozioni generali di microscopia, con tutorial interattivi (Olympus) , su olympusmicro.com . URL consultato il 24-02-2013 .
HG Kapitza, "Microscopy from the very beginning", 2ª ed., Oberkochen e Jena, Carl Zeiss, 1994 e 1997 (48 pagg.) ( PDF ), su zeiss.de . URL consultato il 24-02-2013 (archiviato dall' url originale il 17 novembre 2009) .
HG Kapitza, "Mikroskopieren von Anfang an", 2ª ed., Oberkochen e Jena, Carl Zeiss, 1994 e 1997 (52 pagg.) ( PDF ) ^{[ collegamento interrotto ]} , su zeiss.de . URL consultato il 24-02-2013 .
Carl Zeiss Italia SpA, "Compendio di Microscopia" , su zeiss.it . URL consultato il 15-09-2009 .

Voci correlate

Altri progetti

Wikiquote contiene citazioni sul microscopio
Wikizionario contiene il lemma di dizionario « microscopio »
Wikiversità contiene risorse sul microscopio
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sul microscopio

Collegamenti esterni

( EN ) Microscopio , su Enciclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
Pagina sulla storia del microscopio nel sito del Museo Galileo di Firenze , su brunelleschi.imss.fi.it .
Descrizione dettagliata di TEM e SEM e loro funzionamento ( PDF ) ^{[ collegamento interrotto ]} , su scienze.dgbm.unina.it .
Fotografia naturalistica e microscopio SEM , su albertlleal.com . URL consultato il 13 agosto 2009 (archiviato dall' url originale il 25 luglio 2009) .

Controllo di autorità	Thesaurus BNCF 22139 · LCCN ( EN ) sh92003375 · GND ( DE ) 4039237-5 · BNF ( FR ) cb122210609 (data) · NDL ( EN , JA ) 00565496

Portale Chimica

Portale Fisica

Portale Ingegneria

[1] G. Galilei, Lettera a Federico Cesi, Firenze, 23 settembre 1624 , in G. Galilei, Opere , ed. nazionale a cura di A. Favaro, Firenze 1968, vol. XIII, pp. 208-209.

[2] toni van leeuwenhoek - Cerca con Google , su www.google.com . URL consultato il 21 febbraio 2019 .

[1]

[2]

V · D · M Attrezzature da laboratorio chimico
Strumenti per la miscelazione	Agitatore magnetico · Ancoretta magnetica · Mortaio · Miscelatore statico
Strumenti per la separazione	Alambicco · Alambicco distillatore a fungo · Atomizzatore · Centrifuga · Cromatografo · Distillatore · Colonna di Vigreux · Colonna a piatti · Colonna a riempimento · Colonna di assorbimento · Colonna di distillazione · Demister · Distillatore Cazenave · Essiccatore · Estrattore Soxhlet · Filtro Büchner · Filtro a ditale · Filtro a giostra · Filtro a maniche · Filtro a tamburo · Filtropressa · Imbuto separatore · Levigatore · Levigatore di Andreasen · Levigatore Appiani · Rotavapor · Storta · Precipitatore elettrostatico · Scrubber · Ultracentrifuga
Reattori da laboratorio	Apparecchio di Kjeldahl · Apparecchio di Kipp
Strumenti di misurazione	Acidimetro · Alcolometro · Apparecchio di Viktor Meyer · Bilancia analitica · Bilancia di precisione · Bilancia idrostatica · Buretta · Cilindro graduato · Colorimetro · Densimetro · Ebullioscopio · Matraccio · Mostimetro · Pesafiltro · Piaccametro · Picnometro · Polarimetro · Rifrattometro · Setaccio · Spettrofotometro · Spettrometro di massa · Tubo di Thiele
Strumenti per lo scambio termico	Bagno termostatico · Mantello riscaldante · Becco di Bunsen · Condensatore · Stufa termostatica · Stufa a muffola · Dito freddo · Bruciatore di Meker-Fisher · Bruciatore di Teclu · Vaso di Dewar
Strumenti per il trasferimento o il trattamento di sostanze	Ansa · Becher · Beuta · Beuta Büchner · Bottiglia di Mariotte · Cannula · Capsula di porcellana · Cristallizzatore · Crogiolo · Cuvetta · Evaporatore · Fiala · Imbuto · Micropipetta · Nebulizzatore · Palla di Peleo · Pallone · Piastra di Petri · Pipetta · Pipetta Pasteur · Pipettaggio inverso · Provetta · Eppendorf · Spruzzetta · Tubo di Claisen · Tubo di Nessler · Vetreria · Vetro da orologio
Strumenti per il supporto	Pinze · Portaprovette · Treppiede
Strumenti per la microscopia	Microscopio · Microscopio elettronico ( SEM , TEM )
Strumenti per la sicurezza	Coperta antifiamme · Coperta termica di emergenza · Guanto antitaglio · Guanto di gomma · Guanto di nitrile · Guanto di protezione dal calore · Camice bianco · Cappa aspirante · Doccia d'emergenza · Estintore · Kit di pronto soccorso · Lavaocchi · Mascherina · Occhiali da laboratorio · Paraspruzzi · Scatola a guanti
Ambienti di lavoro particolari	Ambiente termostatato · Camera bianca · Cella calda