ميكروسكوپ يكي از وسايل آزمايشگاهي اصلي در همه ي آزمايشگاه ها است. در

اينجا انواع آن مورد بحث و بررسي قرار گرفته و همه نوع ميكروسكوپ به

تفصيل معرفي مي شوند.

ميكروسكوپ هاي مختلف داراي بزرگ نمائي هاي متفاوتند كه عموماً با وجود عدسي هاي گوناگون، تصوير نمونه مورد نظر چند برابر مي شود. اصول كلي در تمامي انواع ميكروسكوپ

ها براساس عبور نور با طول موج هاي متفاوت از چندين عــدسي محدب است كه هرچقدر طول موج نور به كار رفته در ميكروسكوپ مزبور كوتاه تر باشد قدرت تفكيك و يا جــداكنندگي

ميليمتر است و1/0آن ميكروسكوپ بيشتر است. براي مثال قدرت تفكيك چشم انسان ميكرون. بيشتر ميکروسکوپ هايي که تاکنون ابداع شده اند،24/0ميكروسكوپ نوري معمولي

ميکروسکوپ نوري بودند. ميکروسکوپ هاي نوري ميکروسکوپ هايي هستند که براي بررسي يک جسم، از پرتوهاي نور استفاده مي کنند و نور را به جسم موردنظر مي تابانند. با اين همه

ميکروسکوپ نوري يک ضعف عمده دارد که محدوديت قدرت تفکيک آن است. به دليل ماهيت موجي نور، موج هاي مختلف موجود در يک پرتو نور، با يکديگر تداخل مي کنند. به همين دليل، وقتي با استفاده از عدسي يک پرتو نور را متمرکز مي کنيم، بسته به طول موج

نانومتر در200نور و زاويه يي که عدسي مي تواند نور را جمع کند، يک نقطه نوراني به پهناي انواع1930 تشکيل مي شود. در دهه Z نانومتر در راستاي 500 و عمق Y و Xجهت هاي

ميکروسکوپ هاي الکتروني ابداع شد. هر چند اين ميکروسکوپ ها همچنان گران است، اما استفاده از آنها متداول شد. با ابداع ميکروسکوپ هاي الکتروني)که از پرتوهاي الکترون به جاي

پرتو نور استفاده مي کند( قدرت تفکيک به شدت افزايش يافت، زيرا طول موج پرتوهاي فوتون »ذره« تشکيل دهنده نور است. هر چند با الکترون کمتر از طول موج فوتون است.

ابداع ميکروسکوپ هاي الکتروني دنياي کامالً تازه اي از جزئيات به روي ما باز شد که پيش از آن مشاهده نکرده بوديم، اما استفاده از آن براي تصويربرداري از نمونه هاي زيستي چندان مناسب نيست. براي آنکه بتوانيم نمونه اي را با استفاده از ميکروسکوپ الکتروني مشاهده

کنيم، بايد نمونه ها را در خأل و به دور از هوا نگهداري کرد. عالوه بر اين پيش از اين که بتوان جسم را زير ميکروسکوپ تماشا کرد، بايد با استفاده از روش هايي آن را آماده کرد. از جمله برش جسم به اليه هاي نازک با استفاده از فلزهايي مثل اورانيوم و سرب يا پوشاندن نمونه با

انواع فلزهاي رسانا. در هر مورد، ماده زيستي شناختي مشاهده شده به وسيله ميکروسکوپ الکتروني ديگر زنده نيست. هر چند ميکروسکوپ الکتروني در زيست شناسي و پزشکي

کاربردهاي فراواني دارد، اما مطلوب آن است که بدون کشتن نمونه ها بتوانيم قدرت تفکيک را زياد کنيم گرچه سلول هاي انسان ها و حيوانات به قدر کافي بزرگ است و مي توان با استفاده از ميکروسکوپ هاي نوري آنها را مشاهده کرد. درک اين مکانيسم ها در پژوهش هاي پزشکي و

ابداع روش هاي درماني جديد بسيار ضروري است.

تقسيم بندي انواع ميكروسكوپ

ميكروسكوپ هاي نوري

منبع نور در اين ميكروسكوپ نور مرئي است و از چندين عدسي محدب كه در آن تعبيه شده 24/0است و نيز يك منشور كه مسير نور را تغيير مي دهد عبور مي کند) قدرت تفكيك

ميكرون (.ميكروسكوپ نوري زمينه روشن: قسمت هاي مهم يك ميكروسكوپ نوري عبارتند از:

.عدسي چشمي: اين عدسي براي مطالعه و مشاهده تصوير است :عدسي شيئي: اين عدسي براي بزرگنمايي است و شامل چهار عدسي است

)عدسي كوچك(4الف( عدسي شماره )عدسي خشك( 10ب( عدسي شماره )عدسي خشك( 40ج( عدسي شماره )عدسي روغني(100د( عدسي شماره

 .كندانسور: كندانسور نور را جمع كرده و آن را به طور مستقيم روي نمونه هدايت مي كند .ديافراگم: مقدار نور ورودي را كم و زياد مي كند  ماكرومتر: ماكرومتر صفحه ميكروسكوپ را باال و پايين برده و براي پيدا كردن تصوير نمونه

به كار مي رود. .ميكرومتر: تصوير تنظيم شده را واضح تر كرده و آن را براي مشاهده مشخص تر مي كند

وجود دارد كه اين فاصله mm 1/8( و نمونه فاصله اي در حدود100بين عدسي شيئي )عدسي را فاصله كانوني گويند و با روغن امرسيون اين فاصله را پر مي كنند. در غير اين صورت به علت

وجود هوا و شكست نور عبوري از نمونه، تصوير ناواضح خواهد بود.

ميكروسكوپ ماوراء بنفش

(Ultra Violet Microscope )

است. نسبتU.V كه منبع تغذيه آن نور اشعه  U.Vميكروسكوپ ماوراء بنفش يا ميكروسكوپ به ميكروسكوپ نوري معمولي قدرت تفكيك باالتري داشته چراكه اشعه ماوراء بنفش طول موج

كوتاه تري نسبت به نور مرئي دارد. عدسي شيئي به كار رفته در اين ميكروسكوپ از جنس كوارتز است. به دليل مضر بودن اشعه ماوراء بنفش براي چشم انسان، از تصوير شيء

600عكسبرداري شده و سپس بر روي صفحه مانيتور قابل مشاهده است ) قدرت تفكيك آنگستروم(.

( ميكروسكوپ فلورسانس Fluorescence Microscope)

انواع خاصي از ميکروسکوپ نوري که منبع نور آن پرتوهاي فرابنفش است. براي مشاهده نمونه زير اين ميکروسکوپ ها بخش ها يا ملکول هاي ويژه داخل سلول با مواد فلورسانت يا

نورافشان رنگ آميزي مي شوند. زماني که هدف، تشخيص پروتئين هاي خاص يا جايگاه آنها در سلول باشد، روش هاي معمولي رنگ آميزي که پروتئين ها را به طور عام رنگ مي کنند قابل

استفاده نيست. براي رنگ آميزي اختصاصي، معموال از پادتن هاي اختصاصي متصل به مواد فلورسانت استفاده مي شود. مواد فلورسانت نور را در طول موج فرابنفش جذب مي کنند و در

طول موج بلندتري در طيف مرئي تابش مي کنند. تصويري که ديده مي شود حاصل نور تابش شده از نمونه است. رودامين و فلورسئين دو نوع از رنگ هاي معمول فلورسانت هستند که به

ترتيب نور قرمز و سبز از خود تابش مي کنند.

کارکرد ميکروسکوپ هاي فلورسانس

در ابتداي قرن بيستم پديده فلورسانس در ساخت ميکروسکوپ به کار گرفته شد. فلورسانس يکي از پديده هاي مربوط به نورتابي )لومين سانس( است. ما معموالً وقتي جسمي را مي بينيم

که نور از آن جسم بازتاب مي شود. رنگ جسم نيز به اين موضوع وابسته است که جسم چه طول موجي را بازتاب مي کند. در پديده فلورسانس مولکول يک فوتون )يک ذره نور( با طول

موج خاص را جذب و سپس آن را با طول موج بلندتري منتشر مي کند. فلورسانس يکي از روش هاي بسيار متداول در تصويربرداري بافت هاي زيست شناختي است. مواد زيست شناختي

معموالً نور را به شدت متفرق مي کنند و در نتيجه تماشاي آن وراي سطح سلول دشوار است. در پديده فلورسانس معموالً طول موج نور گسيل شده از طول موج نور تابيده شده بيشتر

است، بنابراين نور متفرق شده از سطح سلول را مي توان از نور تابيده شده به سلول تفکيک کرد. براي انجام اين کار از آينه هاي دورنگي استفاده مي کنند. اين آينه ها نور تابيده شده را

دوباره به نمونه برمي گردانند، اما نور فلورسانس از آن عبور مي کند، در نتيجه تماشاي ساختارهاي دروني سلول امکان پذير مي شود. برخي مواد زيست شناختي به طور طبيعي

فلورسنت است، اما رنگ ها و پروتئين هاي فلورسنت فراواني نيز وجود دارد که مي توان از آنها براي رنگ آميزي بخش هاي ويژه يک سلول مثل هسته استفاده کرد. حتي مي توان آنها را به پروتئين هاي خاص درون سلول متصل کرد، در نتيجه پي گيري حرکت آنها درون سلول امکان پذير مي شود. استفاده از رنگ ها و پروتئين هاي نور کليد زدني فلورسنت که به تازگي کشف

شده است، کاربردهاي بسياري در تصويربرداري فلورسانس دارد. اين مولکول ها مي توانند دو حالت داشته باشند، يک حالت درخشان يا حالت فلورسنت و يک حالت تاريک يا غيرفلورسنت.

کليدزني بين اين دو حالت با تاباندن نور با دو طول موج متفاوت انجام مي شود. يکي از کاربردهاي مولکول هاي نور کليدزدني رديابي پروتئين ها است. اگر مولکول هاي

فلورسنت به پروتئين هاي خاص متصل شوند و يک بخش کوچک از آنها فعال شود، پي گيري جابه جايي پروتئين ها بسيار آسان تر از حالتي است که همه پروتئين هاي درون سلول نور را گسيل

کنند. عالوه بر اين لحظه دقيق فعال سازي را مي توان کنترل کرد.به طوركلي مواد از لحاظ خاصيت فلورسانس دو نوعند:  

 فلورسانس اوليه كه اين مواد ذاتاٌ خاصيت فلورسانس دارند يعني از خود نور ساطع مي كنند مثل ويتامين ها و رنگ ها.

 فلورسانس ثانويه كه از خود خاصيت فلورسانسي نداشته و با رنگ آميزي و معرف هاي گوناگون از قبيل سولفات بربرين و نارنجي آكريدين خاصيت فلورسانسي را به آنها القا مي

 كنيم. است. در اينجا نيز از تصوير شيء عكس برداريU.Vمنبع تغذيه نور در اين ميكروسكوپ اشعه

شده كه بر روي صفحه مانيتور قابل مشاهده است.

( ميكروسكوپ زمينه سياه Dark Field Microscope )

مطالعه سلول هاي زنده با اين ميكروسكوپ ها نيز مقدور است. سيستم هاي نوري خاصي در تمام اين نوع ميكروسكوپ ها وجود دارد كه تباين كافي بين اجزاي سلول ايجاد كرده، مشاهده

سلول هاي زنده را مقدور مي سازند. در ميكروسكوپ زمينه سياه، نور حامله از منبع نوري به شكل مخروط در مي آيد و انوار از

اطراف به نمونه تابيده مي شود. اين كار توسط كندانسور خاص اين ميكروسكوپ انجام مي گيرد. در نتيجه تصوير نمونه به صورت روشن در يك زمينه تاريك مشاهده مي شود. استفاده از

ميكروسكوپ زمينه سياه براي مشاهده حركت باكتري معمول است )مثل اسپيروكت تروپون هاپاليدوم عامل بيماري سيفيليس(.

منبع تغذيه نور در اين نوع ميكروسكوپ نور مرئي است و با ايجاد انكسار نور توسط آئينه هايمحدب و مقعر شيء يا نمونه مورد بررسي، شفاف و نوراني در زمينه سياه ديده مي شود.

  ( ميكروسكوپ اختالف فاز Phase Contrast Microscope )

مزيت ميکروسکوپ اختالف فاز در اين است که مي توانيم با آن سلول هاي زنده را با جزئيات بيشتر مشاهده کنيم. تيمارهايي مثل تثبيت نمونه مي توانند دگرگوني هايي در ساختار دروني

سلول به وجود آورند. بنابراين مطالعه سلول هاي زنده که هيچ تيماري نديده اند خيلي مطلوب ( در سلول هاي زنده را نيز با اينmitosisاست. مي توان فرايند هايي مثل تقسيم ميتوز)

ميکروسکوپ ها مطالعه کرد. در برخي موارد براي عکس برداري پيوسته و دراز مدت از سلول فعال، دوربيني به ميکروسکوپ وصل مي شود. مطالعه سلول هاي زنده با ميکروسکوپ

(dark field microscope( و ميکروسکوپ زمينه سياه)interference microscopeتداخلي) نيز مقدور است. سيستم هاي نوري خاصي در تمام اين نوع ميکروسکوپ ها وجود دارد که به علت ويژگي آنها تباين کافي بين اجزاي سلول ايجاد و مشاهده ي سلول هاي زنده مقدور مي

شود. استفاده از ميکروسکوپ زمينه سياه براي مشاهده ي حرکت باکتري معمول است که دراين مورد ايجاد تباين بين سلول باکتري زنده و محيط اطرافش مهم است.

مزيّت ميكروسكوپ اختالف فاز در اين است كه مي توانيم با آن سلول هاي زنده را با جزئيات بيشتر مشاهده كنيم. تيم هايي مثل تثبيت نمونه مي توانند دگرگوني هايي در ساختار دروني

سلول به وجود آورند. بنابراين مطالعه سلول هاي زنده اي كه هيچ گونه تيماري نديده اند خيلي

مطلوب است. مي توان فرآيندهايي مثل تقسيم ميتوز در سلول هاي زنده را نيز با اين نوع ميكروسكوپ ها مطالعه كرد. در برخي موارد، براي عكس برداري پيوسته و دراز مدت از سلول

فعال، دوربين به ميكروسكوپ وصل مي شود. در ميكروسكوپ اختالف فاز، نور حاصله از منبع نوري به انوار مختلف شكسته شده و شكسته

نشده تقسيم مي شود. اين كار توسط ديافراگم مخصوص اين ميكروسكوپ انجام مي گيرد. انواري كه مي شكنند به جسم يا نمونه نفوذ نمي كنند اما انواري كه نمي شكنند به جسم يا

نمونه نفوذ مي كنند در نتيجه بين نمونه و محيط اطراف آن اختالف به وجود مي آيد و نمونه بهصورت شفاف ديده مي شود.

منبع تغذيه نور در اين نوع ميكروسكوپ نور مرئي است و براي بررسي بافت ها يا نمونه هايي كه اختالف انكساري نوري كمي دارند مورد استفاده قرار مي گيرد. بدين منظور صفحه سوراخ

داري به نام پالك فاز در كندانسور تعبيه مي شود.

ميكروسكوپ الكتروني

 (Electron Microscope)

قدرت جداسازي ميکروسکوپ الکتروني از ميکروسکوپ نوري بهتر است به اين معني که با ( به طولRميکروسکوپ الکتروني اجزاي کوچک تري را مي توان ديد. قبال گفته شد حد تفکيک )

موج نوري بستگي دارد که به نمونه مي تابد. در حقيقت بين اين دو رابطه مستقيمي وجود دارد نيز کوچک تر و قدرت جداسازي بيشترRيعني هر چقدر طول موج تابشي کوچک تر باشد،

است. در ميکروسکوپ الکتروني به جاي استفاده از نور مرئي از امواج الکترون ها استفاده مي مي رسد. در اين طول موجnm 0/005شود. در شرايط مناسب طول موج الکترون ها به

است. در عمل به علت محدوديت هاي ديگر، قدرتnm 0/002 ممکن حدود Rبهترين جداسازي ميکروسکوپ هاي الکتروني هيچ وقت به اين خوبي نيست. حد تفکيک با ميکروسکوپ

نانومتر2 نانومتر و براي سلول ها 0/1الکتروني براي ملکول هاي تخليص شده ي زيستي، حدود برابر بهتر از بهترين ميکروسکوپ هاي نوري است.100است که دست کم

دو نوع ميکروسکوپ الکتروني به نام ميکروسکوپ الکتروني گذاره و ميکروسکوپ الکتروني (transmission electron microscopeنگاره وجود دارد. ميکروسکوپ الکتروني گذاره )

زودتر اختراع شد و قدرت جداسازي بهتري دارد. در اين نوع ميکروسکوپ، الکترون ها هنگام

برخورد به نمونه از برخي مناطق آن عبور مي کنند و از مناطقي ديگر بازتابيده مي شوند. عامل تعيين کننده در اين امر در نهايت ويژگي اتم هاي تشکيل دهنده مناطق مختلف سلول است.

الکترون هاي عبوري در دستگاه تشخيص داده مي شوند و تصويري از نمونه حاصل مي شود.سلول هاي زنده با ميکروسکوپ الکتروني قابل مشاهده نيست.

يكي از تجهيزات بزرگ علمي ميكروسكوپ الكتروني است كه براساس قوانين نوري كار مي كند دراين دستگاه شار الكترون پر انرژي از يك منبع الكترون خارج شده وتحت شتاب به طرف

هدف مي رود در مسير خود از روزنه هاي تعبيه شده در يك فلز عبور كرده وبا عبور از لنزهاي مغناطيسي بر روي شي مورد نظر تابانده شده ودر نتيجه بازتاب نور تصوير شي ديده خواهد

شد. اطالعاتي را كه ميكروسكوپ الكتروني ارائه مي دهد:

 توپوگرافي شئ: )نقشه برداري( كه با آشكار كردن مشخصات سطح و بافت داخلي شئ مي توان به خواصي مانند سفتي و ميزان ار تجاعي بودن آن پي برد.

 مورفولوژي )ريخت شناسي(: از آن رو كه در اين رويت شكل و سايز ذرات مشخص است مي توان به سختي و استحكام پي برد.

تركيب: اين ميكروسكوپ مي تواند عناصر سازنده شئ را مشخص کند. بنابراين مي توان به خواصي مانند نقطه ذوب اكتيويته شئ نيز دست يافت.

بلور شناسي: ميكرو سكوپ الكتروني چگونگي چيده شدن اتم ها را در مجاورت يكديگر مي دهد وبه اين تر تيب مي توان آنها را از نظر رسانايي و خواص الكتريكي بررسي کرد.

آنگستروم است. در اين2پيشرفته ترين ميكروسكوپ قرن حاضر، با قدرت تفكيك ميكروسكوپ با عبور پرتوهاي الكتروني ساطع شده از رشته سيمي تنگستن با طول موج بسيار

پائين از عدسي هاي متعدد كه در نهايت بر روي يك صفحه فلورسنت يا صفحه مانيتور،عكسبرداري صورت گرفته و تصوير شيء قابل مشاهده است.

قدرت جداسازي ميكروسكوپ هاي الكتروني از ميكروسكوپ نوري بهتر است به اين معني كه با و طولRميكروسكوپ هاي الكتروني اجزاي كوچك تر را مي توان ديد. قبالً گفته شد كه بين

موج نور تابيده شده به نمونه رابطه مستقيمي برقرار است، يعني هر چقدر طول موج تابشي نيز كوچكتر و قدرت جداسازي بيشتر است. طول موج نور مرئي بينRكوچك تر باشد،

mm300 800 تاmm 200 و بهترين حد تفكيك ميكروسكوپ هاي نوريnm .است

در ميكروسكوپ هاي الكتروني به جاي استفاده از امواج نور مرئي، از امواج الكترون ها استفاده مي رسد، يعني حدود  نانومتر0/005مي شود. در شرايط مناسب، طول موج الكترون ها به

ممكن حدودR برابر كوتاه تر از طول موج نور مرئي. در اين طول موج، بهترين 000/100 نانومتر است. در عمل، به علت محدوديت هاي ديگر، قدرت جداسازي ميكروسكوپ هاي0/002

( با ميكروسكوپ الكتروني براي مولكولRالكتروني هيچ وقت به اين خوبي نيست. حد تفكيك ) است كه دست كم صد2nm و براي سلول ها حدود nm0/1هاي تخليص شده زيستي، حدود

برابر بهتر از ميكروسكوپ هاي نوري است. دو نوع ميكروسكوپ الكتروني بنام هاي ميكروسكوپ الكتروني گذاره و ميكروسكوپ الكتروني

نگاره وجود دارد.

ميكروسكوپ الكتروني گذاره

اين ميكروسكوپ زودتر اختراع شده و قدرت جداسازي بهتري دارد. در اين نوع ميكروسكوپ، الكترون ها هنگام برخورد به نمونه از برخي مناطق آن عبور مي كنند و از مناطقي ديگر بازتابيده

مي شوند. الكترون هاي عبوري در دستگاه تشخيص داده مي شوند و تصويري از نمونه حاصل مي شود. جزئيات روش هاي تثبيت، برش گيري و رنگ آميزي براي ميكروسكوپ الكتروني

اختصاصي است. به عنوان مثال، براي رنگ آميزي نمونه از فلزات سنگين مانند طال استفاده مي شود تا الكترون ها از اندامك ها و ساختارهاي درون سلولي، مثل ريبوزوم و مولكول هاي بزرگ

، با ميكروسكوپ الكتروني گذاره قابل تشخيص هستند، اما جايگاه اتم هايDNAسلول مثل تشخيص دهنده مولكول ها معموالً تعيين نمي شود.

ميكروسكوپ الكتروني نگاره

( نوع ساده تر ميکروسکوپscanning electron microscopeميکروسکوپ الکتروني نگاره ) الکتروني است براي بررسي نمونه با اين ميکروسکوپ، نمونه با اليه اي نازک از فلز سنگين به صورت يکنواخت پوشيده مي شود. الکترون هاي تابيده شده به سطح نمونه از هيچ ناحيه اي از آن عبور نمي کنند، بلکه در برخورد با سطح نمونه باعث توليد الکترون هاي بازتابيده مي شوند. اين الکترون ها تشخيص داده شده و تصويري سه بعدي از سطح نمونه حاصل مي شود. قدرت

است.nm 10جداسازي ميکروسکوپ الکتروني نگاره حدود

اين نوع ساده ترين ميكروسكوپ الكتروني است. براي بررسي نمونه با اين نوع ميكروسكوپ، نمونه با اليه اي نازك از فلز سنگين به صورت يكنواخت پوشيده مي شود. الكترون هاي تابيده

شده به سطح نمونه از هيچ ناحيه اي از آن عبور نمي كنند، بلكه در برخورد با سطح نمونه باعث توليد الكترون هاي بازتابيده مي شوند، اين الكترون ها تشخيص داده مي شوند و تصويري سه

بعدي از سطح نمونه حاصل مي شود.

ميکروسکوپ STM و ميکروسکوپ پرتو X

STM حروف اول Scanning Tunneling Microscopeاست. اين نوع ميکروسکوپ در دهه جايزه نوبل را دريافت کردند. همان طور که1981 اختراع شد و مخترعان آن در سال 1970

در اين است که درSTM تعيين مي کند. نوآوري Rگفته شد طول موج محدوديتي براي ميزان آن امواج نوري يا امواج نوع ديگر به کار گرفته نمي شود و هيچ نوع عدسي در آن وجود ندارد.

بيان دقيق نحوه کار اين ميکروسکوپ خارج از توان اين مطلب است ولي به طور خالصه سوندي که نوک آن به اندازه يک اتم است، ويژگي هاي نمونه را در ابعاد اتمي روبش مي کند.

STMساختار سطحي نمونه را بررسي مي کند اما ميکروسکوپ مشابه ديگر ويژگي هاي الکتريکي، مغناطيسي و يا دماي نمونه را تعيين مي کنند. در حال حاضر اين ميکروسکوپ هابراي نمونه هاي زيستي و بيشتر براي نمونه هاي غير زيستي مورد استفاده قرار مي گيرند.

نوع ديگري از ميکروسکوپ هاي نوين است که کاربرد بيشتري براي نمونهXميکروسکوپ پرتو هاي زيستي دارد. قدرت جداسازي آن چند صد آنگستروم و ضعيف تر از ميکروسکوپ الکتروني

است، اما سلول هاي زنده با آن قابل بررسي است.

ميکروسکوپ هاي پالريزان

در بسياري از مطالعات ميکروسکوپي مثل مطالعه سنگ ها، مواد شيميايي کريستالي و بسياري از ترکيبات آلي مثل ساختمان کراتين، عضالت، کالژن ها نياز به استفاده از ميکروسکوپ هاي

پالريزان است. جز اين ها در مطالعات ميکروسکوپي پالريزان نور پالريزه است.

نور پالريزه

نور معمولي متشکل از فوتون ها است و داراي بردارهاي الکتريکي و مغناطيسي عمود بر هم اند. اين دو ميدان به طور سينوسي در حال نوسانند و در ضمن در جهت عمود بر صفحه دو

شوند. ارتعاشات ميدان الکتريکي نور غير پالريزهميدان و يا صفحه ارتعاشات اين دو منتشر مي اي و بسياري از مواد داراي اين ويژگيدر يک نقطه در همه جهات است. اکثر مواد شيشه

هستند که وقتي يک دسته پرتو نوري به آنها وارد شود در آن صورت سرعت انتشار و نحوه انتشار نور در جهات مختلف در آنها مشابه و يکسان است و تنها تغييري که در نحوه حرکت دسته

شود آن است که بر اساس قوانين اسنل مسير و جهتپرتو ضمن عبور از اين مواد حاصل ميکند. اينگونه مواد را مواد ايزوتروپيک )آنها نسبت به قبل از ورودشان به آن ماده تغيير مي

isotropicمي ).نامند. مواد ايزوتروپيک در همه جهات داراي ضريب شکست مشابه هستند بعضي مواد شفاف و نيمه شفاف داراي دو ضريب شکست اند، يعني نحوه انتشار نور در داخل اين مواد در جهات مختلف متفاوت است. وقتي که يک دسته پرتو نوري به داخل اين گونه مواد

شود. اين دوشود اگر نور غير پالريزه باشد در آنصورت به دو دسته پرتو تقسيم ميوارد مي©نها کامال بر همدسته پرتو در جهات عمود بر هم حرکت مي کنند و ارتعاشات ميدان الکتريکي آ

عمود است. هر دسته پرتو بنام نور پالريزه شده و صفحه ارتعاش آنها را صفحه پالريزاسيون مينامند. موادي که داراي اين چنين خاصيتي هستند بنام مواد غير ايزوتوپ مينامند. بعضي مواقع

نامند. در بررسي هاي پالريزاسيون الزمنيز اينگونه مواد را مواد با ضريب شکست دو گانه مي توان انجاماست که ما نور پالريزه داشته باشيم اين عمل را به وسيله يک صفحه پالريزور مي

داد. نور خارج شده از صفحه پالريزور يک نور پالريزه است. ميدان الکتريکي اين فوتون ها تنهاکند.در امتداد محور پالريزاسيون صفحه پالريزور ارتعاش مي

روش هاي توليد نور پالريزه

نور پالريزه را مي توان به طرق مختلف ايجاد کرد. روش هاي معمول عبارتند از:بازتابش شکست مضاعف جذب انتخابي پراکندگي ميکروسکوپ تداخلي

شوند. اين ميکروسکوپ هاهاي متعددي ساخته ميميکروسکوپ هاي تداخلي به وسيله کمپاني داراي ساختارهاي متعدد و متفاوتي هستند، اساس کار اين ميکروسکوپ ها بر مبناي تداخل نور

هاي شفاف که داراي فازهاي متفاوت هستند و يا تداخل نور منعکس شدهعبور نموده از نمونه کند.هاي کدر يا پرتوهاي نور ديگري که با اين نورها داراي اختالف راه هستند عمل مياز نمونه

شود. در صورتي که از طريقبدين طريق ساختار داخلي نمونه و يا سطح آن قابل مشاهده مي تداخل نورهاي عبور کرده از نمونه تصوير به دست آيد، روش عمل کنتراست تداخلي

( و در صورتي که تصوير از انعکاس سطح نمونه حاصل شود آن راDICديفرانسيلي )نامند. ميکروسکوپ تداخلي انعکاسي مي

ميكروسكوپ اينورت

اين دستكاه داراي قابليت فازكنتراست و نصب دوربين عكاسي و فيلمبرداري است و در بررسي نحوه حركت، توليد مثل، شناسايي، شمارش زئو و فيتوپالنكتون ها و ساير ميكروارگانيسم ها

استفاده مي شود. از اين ميکروسکوپ همچنين در شرايطي مانند زماني که نياز به دستکاري نمونه ها داريم يا در

مواقعي که به فضاي باالي نمونه احتياج است مثال براي بازوهاي ميکانيکي و ابزارهاي کوچک نگه داري و دستکاري نمونه، در کاربردهاي وابسته به فن استخراج و ذوب فلزات استفاده مي شود.

به صورتي که عمليات روي نمونه در محلي باالي صفحه انجام گيرد تا براي عدسي هاي شيئي که زير نمونه اند، قابل رويت باشد. به همين دليل ميکروسکوپ مورد عالقه ي فلز شناسان

است. صفحه نمونه در ميکروسکوپ اينورت همواره ثابت است و فوکوس آن با تنظيم عدسي ها به

وسيله ي حرکت دادن عدسي هاي شيئي در امتداد محور عمودي انجام مي شود تا عدسي ها به نمونه نزديک يا دور شوند. مکانيسم فوکوس توسط دو پيچ متحد المرکز انجام مي شود تا تنظيم

عدد عدسي شيئي با بزرگ نمايي هاي6 تا 4راحت و درست باشد. بسته يه اندازه ميکروسکوپ متفاوت در محور گردان تعبيه مي شود.

استريو ميكروسكوپ

برابر و قابليت نصب دوربين است و در بررسي اجزا و50اين دستگاه داراي بزرگ نمايي نظير مرجان هاي دريايي، انواع ماكرو بنتوزها و ساير موجوداتي كه داراي بعد و حجم اند

موجودات استفاده مي شود.

ميكروسكوپ نوري آزمايشگاهي

ميكروسكوپ نوري آزمايشگاهي از نور مرئي كه به وسيله ي سيستم هاي عدسي

متمركز شده است تا نمونه هاي تحت بررسي را بزرگ نمائي كند، استفاده مي كند.

اين دستگاه يكي از اجزاي پايه ي يك آزمايشگاه باليني است و تقريبا در هر بخش

از آزمايشگاه، از شيمي )براي ادرارسنجي( تا هماتولوژي، سيتولوژي،

استفاده مي شود. هيستولوژي و ميكروبيولوژي

 

در هـمـــاتـــولـــوژي، آنــالـيــز مـيـكــروسـكــوپــي سـلــول هــاي خــونــي بـراي تشخيـص لـوسمـي، آنمي، و ديگر اختالالت خوني و نيز عفونت ها و آلـرژي هـا اسـتـفاده مي شود. در

سيتولوژي و هــيــســتــــولــــوژي، مــــي تــــوان بـــا بـــررســـي هـــاي ميكروسكوپي، بر اساس تغييرات غيرطبيعي در سلول ها يا بافت ها، شرايط خوش خيم، بدخيم، التهـاب و پيـش

، در تعيينurinary sedimentسرطاني را از هم تفكيك كرد. بــررســي مـيكـروسكـوپـي عملكرد كليه اهميت خيلي زيادي دارد و تـركـيـب بـررسـي هـاي مـاكـروسـكـوپي )ارزيابي

شيميائي( و ميكروسكوپي، ادرارسنجي كامل را فراهم مي كند. تكنيك هاي انتخابي رنگ آميزي نيز

و بـــاكــتــري هــا، در مـيـكــروسـكــوپــيparasitesمي توانند براي كمك به شناسائي قارچ ها، استفاده شوند.

 

 

 

انواع ميكروسكوپ نوري

ميكروسكوپ هاي نوري از نور مرئي و يك سـيـسـتــم عــدســي بــراي بــزرگـنـمـائــي تـصـاويـر نــمــــونــــه هــــاي كــــوچـــك اسـتـفـــاده مـــي كـنـنـــد. مـيـكــروسـكــوپ هــاي اپـتـيـكــال

به شكل فعلي شان17قــديـمــي تــريـن طراحي ميكروسكوپ ها هستند و احتماال در قرن طراحي شده اند. نوع پــايــه ي آن هــا مـي تـوانـد بسيـار سـاده بـاشـد؛ امـا طـراحـي هـاي بـسيار پيچيده هم با هدف بهبود رزولـوشـن و تمايز نمونه ها ارائه شده اند. اين ميكروسكوپ ها مرسوم

اند زيرا نور مرئي در آن ها استفاده شده است و لذا مي توان نمونه ها را مستقيم با چشم  مشاهده كرد.

مي توان با دوربين هاي معمولي حساس به نور اخذ كرده و يك تصوير يك ميكروسكوپ نوري را ميكروگرام به دست آورد. در اصل، تصاوير با فيلم عكاسي به دست مي آمدند اما توسعه هاي

امكان اخذ تصاوير ديجيتال را فراهم كرده اند.CMOS و CCDمدرن در دوربين هاي

براي بررسيCCDميكروسكوپ هاي منحصرا ديجيتال نيز امروزه موجود هستند كه از دوربين يك نمونه استفاده مي كنند و تصوير حاصل را مستقيما روي صفحه ي كامپيوتر نشان مي دهند

بدون اين كه نياز به قطعه ي چشمي باشد. ( نمونه را به صورت محوري باBrightfieldميكروسكوپ آزمايشگاهي نوري با زمينه روشن )

نور سفيد

.( بسيـاي از4روشن مي كند؛ به نحوي كه شي روي يك پس زمينه ي روشن ديده شـود )شكـل نمـونـه هـاي ميكروسكوپي، رنگ آميزي شده و به صورت بخش هاي باريك بريده مي شوند؛ به صورتي كه جزئيات سطحي و ساختار آن ها را بتوان با استفاده از ميكروسكوپ هاي با زمينه

روشن تشخيص داد. اين ميكروسكوپ ها، با اجزا و متعلقات مناسب، مي توانند براي  ( پيكربندي شوند.darkfield، فلورسنس، و/يا زمينه تاريك )phase-contrastميكروسكوپي

ميكـروسكوپ هاي آزمايشگاهي نوري با زمينه تاريك، نمونه را از زواياي مورب روشن مي كنند به .( اين5نحوي كه روي يك پس زمينه ي تاريك، نمونه روشن به نظر مي رسد )شكل

ميكروسكوپ ها در ميكروبيولوژي و سيتولوژي استفاده مي شوند. ميكروسكوپي فلورسانس از تشعشعات موج كوتاه )به عنوان مثال نور ماوراءبنفش( استفاده

مي كند تا نمونه هائي كه به صورت طبيعي فلئورسانت هستند يا نمونه هايي كه با رنگ هاي فلئورسانت رنگ آميزي شده اند )فلئوروكرومها( را برانگيخته كنند. زماني كه اين نمونه ها با

نوري با طول موج صحيح برانگيخته شوند، روشن خواهند شد و در طيف مرئي، قابل تشخيص هستند. فيلترهاي خاصي براي محدود كردن طول موج هاي نور تـابيـده شده به نمونه و مقدار نور

تحريك كه توسط نمونه جذب نمي شود استفاده مي شوند.

(، بـراي تقـويـت تفاوت هاInterferenceمـيـكــروسكـوپ هـاي آزمـايشگـاهـي نـوري تـداخلـي )در تصوير،

تفاوت هاي مسير نوري در شي را معكوس مي كنند. اين كار را مي توان با تداخل بين نوري كه از شي مي گذرد و نوري كه از يك مسير بدون مانع مــي گــذرد، انـجــام داد. مــرسـوم تـريـن روش

DIC يـا differential interference contrastاست كه نور منبع را قطبي كرده و به دو پرتو تجزيه مي كند. اين پرتوها در جهات كمي متفاوت حركت مي كنند و از شي مي گذرند و سپس

دوباره با هم تركيب مي شوند. سپس اختالف هاي مسير نوري به صورت تفاوت در شدت و رنگ )رنگ آميزي رنگي نوري( ديده مي شوند. اين ميكروسكوپ ها امكان ديدن نمونه هاي زنده يا برش هاي باريك رنگ آميزي نشده، را با تمايز باال فراهم مي كنند.اپتيك، در ميكروسكوپ هاي

phase-contrastفاز نور منكسر شده توسط نمونه را به اندازه ي يك چهارم طول موج، در ، مقايسه با نور مستقيم منحرف نشده كه از داخل نمونه يا اطراف آن مي گذرد، تغيير مي دهد. با

اين كار، امكان مشاهده ي جزئيات بدون ثابت كردن و رنگ كردن نمونه فراهم مي شود. را كه در شرايط ديگر ديدن آن ها مشكـل نور قطبي شده، كنتراست را بهبود مي دهد و جزئياتي

قـابـل روئـت مي كند. ميكروسكوپ هاي با نور قطبي شده، مي توانند اطالعاتي در مورد اسـتشرايط و ساختار نمونه فراهم كنند.

(، دو هدف براي مشاهده و دو چشمي دارند و لذا يك ديد سهStreoميكروسكوپ هاي استريو )بعدي از

نمونه ي تحت بزرگنمائي كم فراهم مي كنند- معموال بزرگنمائي از شصت برابر بيشتر نيست.-  اين ميكروسكوپ ها براي ديدن سه بعدي نمونه هاي زنده يا بزرگ استفاده مي شوند.

بـراي مطـالعـه ي ميكـروسكـوپيك نمونه هاي بزرگ با نورinverted-stageميكـروسكـوپ هـاي و روشنائيstageانتقالي استفاده مي شوند و طراحي آنها به اين صورت است كه اشيا در زير

در باالي آن، قرار مي گيرد. اين ميكروسكوپ ها در آزمايشگاه هايي كـه لقـاح آزمـايشگـاهـي و كشـت بافت انجام مي دهند استفاده مي شوند به عالوه در كاربردهاي تحقيقاتي مختلف نيز، به كار

مي روند. بافت هاي كشت داده شده را مي توان در انواع مختلف ظروف )به عنوان مثال پتري  ديش ها، بطري هاي نمونه(، بشقاب هاي ميكروتست و ميكروتيتر بررسي كرد.

 

پيكربندي نوري

دو نوع پيكربندي پايه در ميكروسكوپ هاي اپتيكال مرسوم وجود دارد: ساده )تك عدسي( و تركيبي )تعداد زيادي عدسي.( عمده ي ميكروسكوپ هاي تحقيقاتي مدرن از نــوع تــركـيـبــي هـسـتـنــد در حـالـي كـه بـرخـي از انـواع ميكـروسكـوپ هـاي ارزانتـر، مـيـكـروسـكـوپ هـاي سـاده ي تـك عدسي هستند. اساسا يك شيشه ي بزرگنما، يك ميكروسكوپ پايه ي تك عدسي

است. در حالت كلي اپتيك ميكروسكوپ، استاتيك است؛ براي كانوني كردن در عمق هاي متفاوت، بايد فاصله ي نمونه و عدسي تنظيم شود و براي به دست آوردن يك زمينه ديد وسيع تر

يا محدودتر، بايد از عدسي شي اي با بـزرگـنـمـائـي مـتـفـاوت استفاده شود. اغلب  ميكروسكوپ هاي تحقيقاتي مدرن، يك مجموعه ي جداگانه براي روشن كردن تصوير دارند.

 

تنها از يك عدسي براي بزرگنمائي يك ميكروسكوپ سادهميكروسكوپ تك عدسي )ساده( استفاده مي كند، اين طــراحــي پــايــه يمـيكـروسكـوپ نـوري اسـت. مـيـكــروسـكــوپ هـاي

Van Leeuwenhoekيـك عدسي ساده و كوچك همگراكننده دارند كه با مكـانيـزم پيـچ بـراي  نگـه داشتـن نمـونـه ي مورد بررسي، روي يك صفحه ي برنجي قرار گرفته است.

يـك ميكـروسكـوپ تـركيبـي از چنـد عدسي براي جمع كردن نور ازميكروسكوپ هاي تركيبي نمونه و يك مجموعه ي ديگر از عدسي ها براي متمركز كردن نور روي چـــشــــــم يــــــا

دوربـــيــــــن اســـتـــفــــــاده مـــــي كــنـــــد. ميكروسكوپ هاي تركيبي سنگين تر، بزرگ تر و گران تر از ميكروسكوپ هاي ساده اند؛ چرا كه تعداد عدسي هاي مورد استفاده در ساختن آن ها

، كاهش خطاهاي كروماتيك و عدسي هايNAبـيـشـتر است. مزيت اصلي چند عدسي، بهبود

شـي اي قـابـل تـعـويـض براي تنظيم بزرگنمائي اسـت. هـمـچـنـيـن يـك مـيـكـروسـكـوپتـركيبي چيدمان هاي پيشرفته تري، مانند كنتراست فاز، براي روشنائي دارد.

تكنيك هاي روشنائي

سال پيش در دسترس بوده است، اما400با اين كه تكنولوژي ميكروسكوپ و اپتيك از حدود تكنيك هاي مربوط به روشنائي نمونه براي ايجاد تصاوير باكيفيتي كه امروز ديده مي شوند، اخيرا

 توسعه يافته اند. را ابداع كرد. اين روش، منجر به نورپردازي بسيارKohler روشنايي Kohler 1893در آگوست

يكنواخت نمونه مي شود و بسياري از محدوديت هاي تكنيك هاي قديمي تر براي نورپردازي نمونه را ندارد. قبل از اين روش، تصوير منبع نور به عنوان مثال فيلمان چراغ برق هميشه در تصوير

نمونه ديده مي شد. به خاطر ايجاد روشنائي كنتراست فاز جايزه ي نوبل1953 در Fritz Zernikeفيزيكداني به نام

فيزيك را دريافت كرد. اين روش امكان تصويربرداري از نمونه هاي شفاف را فراهم مـي كنـد. بـا استفـاده از تـداخـل نـور بـه جـاي جذب آن، نمونه هاي بسيار شفاف مانند سـلــول هــاي زنــده ي پـسـتــانــداران مـي تـواننـد بـدون نيـاز بـه تكنيـك هـاي رنـگ آميـزي تصويربرداري شوند. تنها دو

تئوري مربوط به ميكروسكوپي كنتراست تداخلGeorges Nomarski، 1955سال بعد در ارائه كرد.  را كه يك تكنيك تصويربرداري ديگر بر اساس تداخل است تفاضلي

تصويربرداري كنتراست فاز

تصويربرداري كنتراست فاز يك روش تصويربرداري با كاربردهاي مختلف است كه از اختالف در شاخص انكسار مواد مختلف براي متمايزكردن ساختارهاي تحت مطالعه اسـتـفـاده مي كند. در ميكروسكوپي نوري معمول، از كنتراست فاز براي متمايزكردن سـاخـتـارهـاي بـا شـفـافـيـت

مـشـابه استفاده مي شود كه در علوم بيولوژيكي، پزشكي و ژئـولـوژيـكـي كـاربـرد دارد. كنتراست فاز بر اساس اين حقيقت است كه ساختارهاي مـتـفـاوت، شـاخـص هـاي انـكـسـار

متفاوتي دارند و لذا نور را به صورت هاي مختلف منحرف كرده و گذر نور از نمونه نيز زمان هاي

تاخير متفاوت دارد. تاخير نور باعث مي شود كه برخي از موج ها همفاز با بقيه نباشند و بنابراين در يك ميكروسكوپ با مود كنتراست فاز، چشم انسان برخي از نواحي را روشن تر يا تيره تر از

 بقيه مي بيند. از كنتراست فاز به صورت وسيعي در ميكروسكوپ نوري هم در علوم بيولوژيكي و هم علوم ژئولوژيكي استفاده مي شود. در بيولوژي براي ديدن نمونه هاي بيولوژيكي رنگ آميزي نشده با

چشم انسان از اين روش استفاده مي شود و مي توان با اين روش، ساختارهاي با شفافيت بسيارمشابه را از هم تفكيك كرد.

ميكروسكوپي فلئورسانس

ميكروسكوپي بيولوژيكال مدرن بسيار وابسته به توسعه ي پروب هاي فلئورسانس براي ساختارهاي خاص درون سلول است. در مقايسه با ميكروسكوپ نوري معمولي در ميكروسكوپي

فلئورسانس، نمونه از طريق عدسي شي اي با استفاده از مجموعه ي باريكي از طول موج هاي نور روشن مي شود. اين نور با فلئوفورها در نمونه تعامل مي كند و سپس نوري با طول موج

بلندتر ساطع مي شود. اين نور ساطع شده، تصوير را مي سازد. تركيب مـي شـونـد،DNA كه با DAPIاز اواسط قرن بيستم رنگ هاي فلئورسانت شيميائي مانند

بـراي بـرچـسـب گـذاري سـاخـتارهاي خاصي درون سلول استفاده شدند. توسعه هاي جديدتر شامل ايمنوفلئورسانس كه از آنتي بادي هاي برچسب گذاري شده بــه صـورت فـلـئـورسـنـت

و پروتئين هاي فلئورسنت مانند بـراي تـشـخـيـص پـروتـئـيـن هـاي خـاص درون يـك نـمـونـهGFP.استفاده مي كنند، هستند ، 

اصول عملكرد

رزولـوشـن، كمتـريـن فـاصلـه ي بيـن سـاختـارهـاي مجـاور را كـه در يـك بـزرگنمائي مشخص، قابل تفكيك هستند مشخص مي كند. يك ميكروسكوپ با توان باال، بازه ي ادراك بينائي يك چشم

اينچي تفكيك10 هزار خط در هر اينچ را در فاصله ي 130طبيعي را تا حدي باال مي برد كه بتواند 10 خط در هـر اينـچ را در يـك فاصله ي 200كند. )چشم غيرمسلح مي تواند بطور متوسط ( زياد مي شود - معياري از ماكزيممapertureاينچي تفكيك كند.( رزولوشن با دريچه ي ديد )

زاويه اي كه در آن پــرتـوهـاي نـور مـي تـواننـد تـوسـط عـدسـي اخـذ شوند.- دريچه ي ديد عددي(NA:با رابطه ي زير به دست مي آيد )

بـرابـر باu شاخص انكسار محيط بين عدسي هاي جلـوئـي و شيشـه ي پـوشـش اسـت و nكه نـصـــف

دريـچــه ي ديــد شــي بــر حـســب زاويــه )زاويه ي بين واگراترين پرتوهايي كه مي توانند از شي است. براي تشكيل تصوير عبور كنند(

اي وجود دارد: حد بااليobjectiveمـحــدوديــت هـايـي روي بـازه ي بـزرگنمـائـي مفيد هر objective 1000 برابر باNA 250* و حد پائين آن برابر باNA*   . است objective با NA

خط را در هر اينچ تفكيك كند؛ بنابراين اگر شي تحت مشاهده، از25000 مي تواند 25/0برابر با استفاده كرد.objective خط در هر اينچ باشد، نمي توان از اين 35000مرتبه ي

بـزرگنمـائـي مفيـد همچنين تحت تاثير طول لوله ي نوري )كه معموال قابل تنظيم نيست(، طول لوله ي مكانيكي )كه مي تواند براي تصحيح بزرگنمائي كمي تغيير داده شود(، و عمق كانوني

)فاصله ي بين حد باال و پائين تيزي در تصوير تشكيل شده توسط سيستم( قرار دارد.اجزا

تمـام ميكـروسكـوپ هـاي اپتيكـال مـدرن طـراحـي شده براي ديدن نمونه ها با نور انتقالي، اجزاي پايه ي يكساني در مسير نور دارند كه به ترتيبي كه نور از آن ها عبور مي كند عبارتند از

 :(7)شكل

(1- عدسي هاي چشمي )قطعه ي چشمي) (شماره 1(2 چرخنده )براي نگهداشتن چند عدسي شي اي) (شماره nosepiece- برجك شي اي يا 2

3objective  (3 -)شماره براي5 براي تنظيم غيردقيق و شماره 4 ) شماره stage- چرخ تمركز براي حركت دادن 4

تنظيم دقيق((6- قاب )شماره 5(7- منبع نور، نور يا آينه )شماره 6(8- ديافراگم و عدسي كندانسور )شماره 7

8Stage  (9 -)براي نگهداشتن نمونه) (شماره ها وobjective شامل سيستم عدسي )قطعه ي چشمي،  اجـزاي پـايه ي يك ميكروسكوپ نوري

,interpupillary adjustment(، بدنه )لوله هاي مشاهده با تنظيم ديوپتر، substageكندانسور and revolving nosepiece) ،stage و كنترل هاي آن، و سيستم روشنايي )ديافراگم irisو

هم نشان داده شده اند.8پورت نور( در شكل

 قطعه ي چشمي

قطعه ي چشمي يك استوانه شامل دو يا چند عـدسـي اسـت كـه وظيفـه ي آن، كـانـونـي كردنتصـويـر

بـراي چشـم اسـت. قطعه ي چشمي به انتهـاي بـااليـي لـولـه ي بـدنـه وارد مي شود. اين جــزء، قــابــل تـعــويــض اســت و انــواع مـختلـف قـطـعــه هــاي چـشـمــي بــا درجــات

بــزرگـنـمـائـي مـتـفـاوت قـابـل استفـاده هستنـد. مقـاديـرمعمـول بـراي بـزرگـنـمـائـي بــرابــر. در بــرخــي از50 بـــرابـــر و 10قـطـعـات چـشمي عبارتند از دوبـــرابـــر،

مـيـكـروسـكـوپ هـاي با كارائي باال، پيكربندي اپـتـيـكـال عـدسـي شي اي و قطعه ي چشمي به  نـحوي تطبيق داده مي شوند كه بهترين كارائي اپتيكال ممكن به دست آيد.

objectiveقـطـعـه ي چـشـمـي عـمـدتـا بـراي بـزرگـنـمائي تـصــويــر نـمــونـه كـه در پـشـت ضـرب درobjectiveتـولـيـد مي شود استفاده مي گردد. بزرگنمائي كلي، برابر بـا بـزرگنمـائـي

بزرگنمائي چـشـمــي اســت. قطعـه ي چشمـي در طـراحـي، مثبت يا منفي است. در طراحي (، داخل سيستم عدسي در نظر گرفته نمي شود بلكهocularمثبت، ديافراگم چشمي )

objectiveتصوير را داخل ديـافـراگم چشمي )قرار گرفته زير عدسي هاي زمينه( و صفحه ي ،  كانوني چشمي نشان مي دهد. در طـراحـي مـنـفـي، سـيـسـتـم عـدسـي، ديافراگم چـشـمـي را

، همگرا شده و درobjectiveدربـرمـي گـيـرد. عـدسـي هـاي زمينه باعث مي شوند پرتوهاي  ديافراگم چشمي متمركز شوند.

)طراحيRamsden  طراحي منفي(،huygenian ) چهار نوع پايه، قطعه ي چشمي وجود دارند: برابر، با طــراحــي مـنـفــي و تــوان بـيـشـتـر از آن،15مـثـبت(، جبران كننده )توان كمتر از

طـراحـي مثبت اند( و زمينه-گسترده )طراحي مثبت.(  هـاي بـي رنگ ياobjective مـعـمــوال بــا Huygenian قـطـعـــات چـشـمـــي  

semiapochromatic برابر يا كمتر استفاده مي شوند. مدل هاي بهبود داده20 با بزرگنمائي 17 اي هـاي بـي رنـگ بـا بـزرگنمـائـي objective را مي توان با Ramsdenشده از چشمي هاي

استفـاده نمـود. چشمي هاي جبران كننده براي استفاده با65/0 بـرابـر بـا NAبـرابـر يـا كمتـر و طراحي شده اند اما هـمـچـنـين مي توان از آن ها برايapochromaticشي اي هاي

semiapochromates برابر30 برابر تا 5 استفاده كرد. بازه ي بزرگنمائي قطعه ي چشمي، از است و مقدار معمول آن ده برابر است. معموال پاتولوژيست ها از قطعه هاي چشمي با ميدان ديد وسيع استفاده مي كنند، به اين دليل كه زمينه ديد مسطح و بزرگي براي بررسي نمونه هاي

بزرگ از بافت دارند. گردندهnosepieceبرجك شي اي يا

اين قسمت مجموعه ي عدسي هاي شي اي را نگه مي دارد و به كاربر امكان سوئيچ كردن بينobjective.هاي مختلف را مي دهد

Objective

در انتهاي پاييني يك ميكروسكوپ تركيبي يك يا چند عدسي شي اي وجود دارد كه نور را از نمونه معموال استوانه اي است كه يك عدسي تركيبي چندجزئي يا تك شيشهobjectiveجمع مي كند.

دايره اي پيچ شده اند وnosepieceاي را دربرمي گيرد. معموال سه عدسي شي اي به يك طراحي شدهparfocalمي توان آنها را چرخانده و يكي را انتخاب نمود. اين پيكربندي به صورت

است؛ يعني زماني كه از يك عدسي به عدسي ديگر سوئيچ مـي شـود، نمونه همچنان در كانون مشخص مي شود.NAهاي ميكروسكوپ با دو پارامتر بزرگنمائي و Objectiveباقي مي ماند.

اسـت كـه بـه ترتيب متناظر يا7/0 تـا 14/0 از NA برابر و 100 برابر تا 5  بزرگنمائي معموال از باالترNA ميلي متر است. عدسي هاي شي اي با بزرگنمائي هاي بيشتر، 40 تا 2طول هاي كانوني

 و عمق زمينه كمتري در تصوير حاصل دارند. . نوع بي رنگ، بدونapochromatic عبارتند از بي رنگ، فلوريت و objectiveسه نوع پايه ي

اين كه نور را به رنگ هاي تشكيل دهنده ي آن تجزيه كنند آن را منكسر مي كند. نوع فـلــوريــت درجــه ي تـصـحـيــح بــاالتــري نـسـبـت بـه بـي رنـگ هـا فـراهـم مـي كـنـنـد. نـوع

apochromatic.براي سه طول موج مختلف نور و نيز براي انحرافات كروي تصحيح مي شوند هـا، بـراي استفـاده بـا شيشـه ي پـوشـش و برخي براي استفاده باobjectiveبـرخـي از

نمـونـه هـاي پـوشيده نشده تصحيح مي شوند. نوع اول نياز به نوع خاصي از شيشه ي پوشش )با هاي با توان متوسط تا باال براي اين بازهobjective ميليمتر( دارند؛ تمام 19/0 تا 17/0ضخامت

objective، بزرگنمائي و طول لوله روي NAاز ضخامت تصحيح مي شوند. اين تصحيح همراه با .(9نوشته مي شوند )شكل

 

 

objectiveغوطه ور در روغن

هاي غوطه ور در آب يا روغن براي رسيدن به رزولوشنobjectiveبرخي از ميكروسكوپ ها از باالتر در

مي تواند به دست آيد. هر چه6/1 .( به بزرگي 10NAبزرگنمايي هاي باال استفاده مي كنند )شكل اين پارامتر بزرگ تر باشد نور بيشتري جمع شده و امكان مشـاهـده ي دقيـق جـزئيـات كـوچكتر

دارد.100 تا 40فراهم مي شود. يك عدسي غوطه ور در روغن معموال بزرگنمائي يك قطره روغن روي شيشه ي پوشش يا نمونه قرار داده مي شود. بعد از متمركز كردن نمونه در

با توان كم، عدسي غوطه ور در روغن به محل جابجا شده و با روغن تماس پيداobjectiveزير مي كند و مي تواند شيشه ي پوشش را لمس كند. در برخي از طراحي ها بـراي اجتنـاب از

خـراشيـده شده عدسي غوطه ور در روغن، عدسي با فنر بارگذاري مـي شـود. استفـاده از شيشـه ي پـوشـش بـا ضخـامـت اشتباه يا نمونه هاي بدون پوشش مـــي تـــوانـــد مـنـجـــر بــه

هـا به خاطر رزولوشنobjectiveهــاي غـوطـه ور در روغـن شـود. ايـن objectiveخـطــا در يك هدف غوطهNAباالئي كه دارند بايد فقط براي محيط هاي با بزرگنمائي زياد استفاده شوند.

  ور در آب تنها زماني معتبر است كه در تماس روغني با اساليد باشد.

 

كندانسور

كندانسور عدسي طراحي شده براي متمركز كردن نور منبع روشنائي روي نمونه است و البته

مـي تـوانـد شـامل مشخصه هاي ديگر مانند يك ديافراگم و/يا فيلترها براي تنظيم كيفيت و شدتروشنائي باشد.

نــــور مـنـبـــع را روي صفحه ي نمونه، متمركز مي كند و ميزانsubstageكــنــــدانــســــور كافي نــور هـمـگــراشـده، بـراي مـيـكـروسـكـوپ بـراي رسيـدن بـه رزولوشن كامل فراهم

،Abbeمي كند. سه نـــوع پـــايـــه ي كـنـــدانـســـور عـبـــارتـنـــد از .( ميكـروسكـوپهـاي روتيـن11 )شــــكـــــــل aplanatic  اكــــــــرومــــــــاتــــيـــــــك و

هستند كه هيچ نوع انحرافي را تصحيح نميAbbeآزمـايشگـاهـي عموما مجهـز بـه كندانسور كند. يك سيستم عدسي كه براي انحرافات كروي، تصحيح نشده باشد، نـقـطــه ي كــانــونــي مـشـتـركـي فـراهـم نمـي كنـد. كندانسورهاي آكروماتيك، خطاهاي رنگي را كه در اثر انكسار

نور سفيد به پرتوهاي قرمز و بنفـش ايجاد مي شوند، تصحيح مي كنند و انحرافات كروي را هم تا انحرافات كروي را به صورت كامل تصحيحaplanaticحدي تصحيح مي كنند. كندانسورهاي

مي كنند اما هيچ خطاي رنگي اي را تصحيح نمي كنند. لوله هاي مشاهده ي ميكروسكوپ، يك تنظيم ديوپتر دارند كه عدسي ها را به بينائي اپراتور تطبيق

(دارند كه قطعه ي چشمي را برايinterpupillaryمي دهد و همچنين يك تنظيم بين دو عدسي )

كه اساليد نمونه روي آن قرارStageتطبيق با فاصله ي بين چشمان اپراتور اصالح مي كند. حركت داده شود. بسياريZ و Y و Xمي گيرد، در مركز ميكروسكوپ است و مي تواند در جهات

ها ورنيه هائي دارند كه به تعيين مكان هاي خاصي روي اساليد كمك مي كند. بدنه يstageاز روي آن ســوار مــي شــونــد وobjective( دارد كــه nosepieceميكروسكوپ نيز يك قطعه )

  را نگه مي دارند.objectiveمـعـمــوال چـهــار يــا پـنـج

منبع نور

انواع مختلفي از منابع نور مي توانند استفاده شوند كه ساده ترين آنها، هدايت كردن روشنائي روز از طريق يك آينه است. اغلب ميكروسكوپ ها، منبع نور قابل كنترل و قابل تنظيم خود را

ها و ليزرها به تدريج مرسوم ترLEDدارند كه معموال يك المپ هالوژن است. البته استفاده از  مي شود.

استفاده مي كند كه نياز به منبع نورKoehlerپذيرفته شده ترين نوع سيستم روشنائي از روش (، كندانسور المپ، ديافراگم عنبيه، كندانسور8)اغلب در پورت نور قرار مي گيرد، شكل

substageتصحيح شده و يك آينه يا منشور نقره پوش دارد. منبع نوري براي روشنائي Koehlerنياز به همگن بودن ندارد: تقريبا هر المپ خوبي، مناسب است، به ويژه اگر با عدسي

داخلي متراكم كننده و ديافراگم هاي عنبيه كه به صورت خاص براي اين روش طراحي شده اند تصحيح شده باشد. اغلب از منبع نوري با فيلمان تنگستن هالوژن استفاده مي شود. اغلب منابع

 نوري رئوستاهائي براي تنظيم شدت روشنائي دارند.

چرخ هاي تمركز

را با تنظيمات جداگانه براي كانوني كردن دقيق و كلي، به باال و پـائـيـنstageچرخ هاي تنظيم، به نمونه هاي با ضخامت هاي حـركـت مـي دهـنـد. كـنـتـرل هـاي مـشـابهي ميكروسكوپ را

 متفاوت تنظيم مي كنند.

قاب

شكل مقاوم براي فراهمUكل چيدمان اپتيكال به يك بازوي محكم وصل است كه خود به پايه ي كردن استحكام موردنياز متصل است. ممكن است زاويه ي بازو قابل تنظيم باشد كه در اين

 صورت زاويه ي ديد هم قابل تنظيم خواهد بود. قاب، يك نقطه ي اتكا براي كنترل هاي متفاوت ميكروسكوپ فراهم مي كند؛ اين كنترل ها به

صورت طبيعي شامل يك چرخ دندانه دار بزرگ براي تنظيم كلي تمركز و يك چرخ دندانه دار كوچك تر براي كنترل ظريف آن است. ديگر كنترل هاي ممكن، كـنـتــرل المــپ و/يــا

كـنـتــرل هــايــي بــراي تـنظيـم كندانسور هستند.

Stage

صفحه اي است در زير هدف كه نمونه را نگه مي دارد. در مركز آن سوراخي است كه از طريق مـعـمــوال بــازوهــايــي بــرايStageآن نور براي روشن كردن نمونه عبور مي كند.

 نـگـهــداشـتـن اساليدها دارد. برابر حركت دادن اسـاليـد بـا دسـت امكان پذير نيست. يك100در بزرگنمائي هاي بيش از

stageمكانيكي كه معموال در ميكروسكوپ هاي بــا قـيـمــت مـتــوســط بــه بـاال وجـود دارد امكـان حركات ريز اساليد را از طريق كليدهاي كنترل كه نمونه و اساليد را به مقدار موردنظر

مكانيكي نداشته باشد،stageحركت مي دهند فراهم مي كند. اگر يك ميكروسكوپ از اول مي توان اين مشخصه را به آن اضافه كرد.

هايstageهـا براي متمركزكردن به سمت باال و پايين حركت مي كنند؛ در مورد stageتـمـام مكانيكي اساليدها در دو محور افقي هم براي تـعـيـيـن مـوقـعـيـت نـمونه و بررسي جزئيات آن

حركت مي كنند. stageكانوني كردن در بزرگنمائي هاي كوچك تر شـروع مي شود تا نمونه توسط كاربر در مركز

به صورت عمودي باال آوردهstageقرار بگيرد. براي انتقال به بزرگنمائي هاي باالتر نياز است كه شــــود تــــا كــــانــــونـــي كـــردن، مــجـــدداً در بـزرگنمـائي باالتر انجام شود. همچنين ممكن

 است نياز به تنظيم جزئي موقعيت افقي نمونه باشد. با توجه به مشكل بودن آماده سازي نمونه ها و قراردادن آنها روي اساليدها، بهتر است براي

كـودكـان از اساليدهاي آماده كه در مركز قرار گـرفتـه انـد و بدون توجه به سطح تمركز مورداستفـاده بـه راحتـي كـانـونـي مـي شـوند، استفاده شود.

بزرگنمايي

بزرگنمائي يك ميكروسكوپ نوري تركيبي حــاصـلـضــرب بــزرگـنمـائـي قطعـات چشمـي و عدسي شي اي است. ماكزيمم بزرگنمائي هاي معمول عدسي هاي چشمي و شي اي به ترتيب

به دست مي دهند.1000 برابر هستند كه بزرگنمائي كلي برابر 100 برابر و 10

بزرگنمايي و ميكروگراف ها

در هنگام استفاده از دوربين براي گرفتن يك ميكروگراف، اندازه ي تصوير بايد در بـزرگنمـائـي مـوثـر تصـويـر درنظـر گـرفته شود. اين موضوع مستقل از اين است كه آيا ميكروگراف، چاپ

شده است يا اين كه به صورت ديجيتال روي صفحه ي كامپيوتر نمايش داده مي شود. مـحــاسـبــه در مــورد دوربـيــن هــاي فـيـلــم عـكــاسـي، سـاده اسـت؛ بـزرگنمـائـي نهـايـي

حاصلضرب بزرگنمائي عدسي شي اي، بزرگنمائي دوربين و فاكتور بزرگنمائي چاپ فيلم نسبت ميلي متري و35 برابر )براي فيلم 5به نگاتيو است. مقدار معمول فاكتور بزرگنمائي، حدود

سانتيمتري( است.10 در 15چاپ و اندازه يCMOS يا CCDدر مورد دوربين هاي ديجيتال، اندازه ي پيكسل ها در دتكتور

پـيـكـسـل ها روي صفحه بايد معلوم باشند. در اين حال مي توان فاكتور بزرگنمائي از دتكتور به پيكسلهاي روي صفحه را محاسبه كرد. مشابه حالت قبل، بزرگنمائي نهائي برابر با حاصلضرب

 بزرگنمائي عدسي شي اي در بزرگنمائي اپتيك دوربين و فاكتور بزرگنمائي است.

عملكرد

اجــزاي نـوري يـك مـيـكـروسـكـوپ مـدرن بـسـيـار پـيـچـيـده انـد و بـراي ايـن كـه يـكميكروسكوپ به

خوبي كار كند بايد كل مسير نوري با صحت باالئي تنظيم و كنترل شود. با اين وجود اصول:(12عملكردي پايه ي ميكروسكوپ بسيار ساده اند )شكل

عدسي شي اي در ساده ترين حالت يك شيشه ي با بزرگنمائي باال يعني يك عدسي با فاصله ي كانوني بسيار كوتاه است. اين عدسي بسيار نزديك به نمونه ي در حال بررسي قرار مي گيرد و به اين ترتيب تصوير بزرگنمائي شده اي از شي تشكيل مي شود. اين تصوير معكوس شده و ميتوان

روي انتهاي لوله آن راديد. باtracingآن را با برداشتن قطعه ي چشمي و قرار دادن يك كاغذ  كانوني كردن دقيق يك نمونه ي روشن مي توان يك تصوير بسيار بزرگ را ديد.

در اغلب ميكروسكوپ ها قطعه ي چشمي يك عدسي مركب است يعني يك عدسي نزديك به جلو و يكي نزديك به انتهاي لوله ي قطعه ي چشمي قرار دارد. در بسياري از طراحي ها يك تصوير

مجازي بين دو عدسي قطعه ي چشمي، كانوني مي شود به اين صورت كه عدسي اول، تصويرواقعي را كانوني مي كند و عدسي دوم، چشم را قادر مي سازد كه روي تصوير مجازي

تمركز كند. در تمام ميكروسكوپ ها هدف اين است كه با براي ديدن تصوير، چشم در بي نهايت تـمــركــز

كـنــد. ســردردو خـسـتـگــي چـشــم هــا كــه مـمكـن اسـت بعـد از استفـاده از يـك مـيـكـروسـكـوپ رخ دهـد مـعـمـوال نـشـانـه اين است كه چشم مجبور شده كه به جاي

بي نهايت، در يك فاصله ي نزديك تمركز كند. اصل پايه ي ميكروسكوپ اين است كه يك عدسي شي اي با فاصله ي كانوني بسيار كوتاه )اغلب در حد چند ميلي متر( براي تشكيل يك تصوير واقعي با بزرگنمائي باال از شي استفاده مي شود.

امروزه در عمل براي بزرگنمائي از دو عدسي استفاده مي شود: شي اي كه تصويري در بي نهايت ايجاد مي كند و يك عدسي ضعيف تر كه يك تصوير واقعي در صفحه ي كانوني خود تشكيل

 مي دهد.

مسائل گزارش شده

وجود حباب هاي هوا در روغن و نيز وجود گرد و غبار، روغن يا اثر انگشت روي سطح يـك جـزء نوري مي توانند منجر به توليد تصاوير مغتش شوند. گرد و غبار به راحتي شـيشه ي نرمي كه در

عدسي هاي ميكروسكوپ استفاده مي شود را خراش مي دهد. هـمـچـنـيـن اسـتـفـاده از حالل هاي نامناسب مي تواند پيوستگي المان هاي يك عدسي شــي اي را از بـيـن ببـرد و تميـزكـردن بـا  ابـزار يـا حـالل هـاي نـامـنـاسب نه تنها گرد و غباررا كم نمي كند بلكه آن را افزايش مي دهد.

بـراي اصـالح انـحـرافـات، تـجـهيزات بايد به صـورت مـنـاسـب اسـتـفـاده شـونـد. زماني كه ازobjectiveهــاي طــراحـي شـده بـراي اسـاليـدهـا استفـاده مـي شود، بايد ورقه هاي پوشش

روي آن ها قرار داده شوند. استفاده از شيشه ي پوشش با ضخامت اشتباه تاثير منفي دارد، البته مي توان ايـن مـوضوع را با تنظيم طول لوله ي مكانيكي جـبــران كــرد. تـنظيـم بيـش از حـد

ديـافـراگـم در مـوقـعـيـت به سمت پائين، منجر به انكسار نور مــي شـود. ارتـعـاشـات اجـزاي مـيـكـروسـكـوپ، مشكالتي در فتوميكروگرافي ايجاد مي كنند اما مي توان اين موضوع را با

 استفاده از صفحات يا جداول ضدارتعاش حداقل كرد. در مـيـكــروسـكــوپــي فـلـئــورســانــس نـيــاز بــه احتياطات خاصي است. زمينه تابش در نور

UV.نبايد هرگز بدون فيلتر ديده شود چرا كه مي تواند موجب آسيب دائمي به چشم شود استفاده ي مكرر از ميكروسكوپ هايي كه به صورت نامناسب طراحي يا پيكربندي شده اند 

مــي تــوانــد احـتـمـال ايجـاد اختـالالت تـرومـا را افـزايـش دهد. در برخي از ميكروسكوپ هاي قديمي تر، كاربر مجبور است كه روي قطعه ي چشمي خم شود يا اين كه مچ دست را در يك

زاويه ي غيرطبيعي خم كند. تنظيم كردن فضاي كـاري دسـتـگـاه بـراي هـر فـرد مـي تواند مانع از ناراحتي شخص شده يا آن را مي نيمم كند- كاربر بايد در حالي كه پشتش در موقعيت مناسبي

قرار گرفته است بنشيند، شانه ها را به صورت موازي با هم قرار دهد و مطمئن باشد كه تصاوير تا حد امكان روشن و واضح اند. نشستن در موقعيتي كـه پـشت، صاف و بدون كشش است و

ديدن نـمـونـه در حـالـي كـه قـطعه ي چشمي در زاويه مناسب قرار گرفته است، تضمين مي كند كه سر و گردن در موقعيت درستي قرار گرفته اند. ديدن تصاوير تيز و واضح، خستگي چشم را

كاهش مي دهد.

منبع

/Microscopes, Light, Laboratory2004 ]ECRI1]