Režimy pozorování mikroskopem
Srovnání režimů pozorování
Biologický mikroskop využívá k pozorování procházející světlo. Byly však vyvinuty různé režimy pozorování pro použití specifických světelných charakteristik u konkrétních vzorků, jako jsou průhledné vzorky a vzorky, které nepropouštějí světlo.
V níže uvedené tabulce jsou uvedeny vlastnosti hlavních režimů pozorování. Každý režim pozorování byl vyvinut tak, aby efektivně využíval charakteristik světla, jako je rozptyl, difrakce, polarizace, interference a fluorescence.
| Režimy pozorování | Vlastnosti | Běžné cíle pozorování |
|---|---|---|
| Mikroskopie ve světlém poli | Obecný režim pozorování pro biologické mikroskopy, který se vyznačuje jasným zorným polem s procházejícím osvětlením | Živé organismy, buňky |
| Mikroskopie v temném poli | Používá rozptýlené světlo, nikoli přímé světlo, aby vzorky svítily proti tmavému zornému poli | Mikroorganismy, buňky |
| Mikroskopie s fázovým kontrastem | Využívá fázi (kolísání světla) k převodu vzorku na kontrast jasu za účelem pozorování | Bezbarvé průhledné vzorky, živé buňky |
| Mikroskopie v polarizovaném světle | Osvětluje vzorek polarizovaným světlem k jeho převodu na jas nebo barevný kontrast za účelem pozorování | Krystaly, např. horniny a minerály, polymery |
| Mikroskopie s diferenciálním interferenčním kontrastem | Využívá rozdíl ve vzdálenostech, které procházející světlo urazí po průchodu vzorkem, k vytvoření barevného kontrastu nebo kontrastu jasu pro 3D pozorování | Bezbarvé průhledné vzorky, živé buňky |
| Modulační kontrastní (reliéfní kontrastní) mikroskopie | Převádí rozdíl ve výškách vzorku na kontrast jasu pro 3D pozorování | Buňky v plastových nosičích |
| Fluorescenční mikroskopie | Vzorek se obarví fluorescenční sloučeninou nebo fluorescenčním proteinem, např. GFP, aby bylo možné pozorovat část, která vyzařuje fluorescenci | Buňky a tkáně obarvené nebo označené fluorescenčním barvivem, živé organismy, které vykazují vnitřní fluorescenci |
| Mikroskopie v odraženém světle | Používá odražené světlo k pozorování vzorků, které nepropouštějí světlo | Kovy |
| Mikroskopie s disperzním barvením | Vzorek se ponoří do indexového oleje a pro pozorování se využívá procházející světlo rozptýlené v oleji | Detekce azbestu |
Vlastnosti jednotlivých režimů pozorování
Mikroskopie ve světlém poli
Typ mikroskopie obecně využívaný u biologických mikroskopů. Celý vzorek se osvětlí přímým světlem a pozoruje se v procházejícím nebo odraženém světle. Tento typ mikroskopie se vyznačuje jasným pozadím a hojně se využívá pro kontrolu obarvených vzorků, patologií a polovodičů.
Mikroskopie v temném poli
Tento typ mikroskopie umožňuje, aby se do čočky dostalo pouze světlo rozptýlené nebo difraktované vzorkem, takže světlo může být promítáno proti tmavému zornému poli. Je vhodný pro pozorování bezbarvých, průhledných vzorků, např. živých buněk, které je obtížné identifikovat mikroskopií ve světlém poli. Mikroskopie v temném poli také umožňuje pozorování nepatrných prvků nad limitem rozlišení optických mikroskopů. Pro tento typ mikroskopie se používá speciální kondenzor.
Mikroskopie s fázovým kontrastem
Tento typ mikroskopie je založen na fázovém kontrastu (kolísání světla) způsobeném difrakcí světla. Bezbarvé, průhledné vzorky, např. živé tkáně a buňky, je obtížné zobrazit s využitím světlého pole, vytvářejí však fázový kontrast kvůli jejich rozdílným indexům lomu nebo tloušťkám. Převod tohoto kontrastu na kontrast jasu umožňuje tento typ vzorku pozorovat.
Tento typ mikroskopie umožňuje pozorovat proti světlému poli buňky a další objekty, které lze jinak pozorovat pouze proti temnému poli. Je navíc možné prohlížet živé vzorky, protože se nemusí obarvovat. Při tomto typu pozorovací metody je třeba použít fázovou destičku ve tvaru prstence se štěrbinou.
Mikroskopie v polarizovaném světle
Tento typ mikroskopie osvětluje vzorek pomocí polarizace (vychýlení směru vibrací světla) a využívá dvě polarizační desky, které lze při pozorování otáčet. Pokud jsou desky rovnoběžné, vzorek se jeví jako světlý; pokud jsou desky kolmé, vzorek se jeví jako tmavý.
Tento typ mikroskopie je vhodný pro pozorování plátků skály a minerálů k identifikaci jejich krystalových struktur. Využívá se také k pozorování vláken, polymerů, polovodičů a kostních tkání.
Při pozorování se používá speciální čočka objektivu a dva typy polarizačních desek, polarizátor a analyzátor.
Mikroskopie s diferenciálním interferenčním kontrastem
Mikroskopie s diferenciálním interferenčním kontrastem (DIC) je stejně jako mikroskopie s fázovým kontrastem vhodná pro pozorování bezbarvých, průhledných vzorků. Liší se v zobrazovací technice, protože DIC převádí rozdíl v tom, jak se světlo šíří, na změny jasu, zatímco fázový kontrast využívá světelnou difrakci.
Je vhodná pro pozorování relativně silných vzorků a umožňuje také 3D zobrazování. Kromě toho, protože snímky pořízené tímto typem mikroskopie doplňují snímky pořízené mikroskopií s fázovým kontrastem, je možné přesnější pozorování porovnáním výsledků obou.
Čočky objektivu mají označení „DIC“, pokud jsou vhodné pro tento typ mikroskopie.
Modulační kontrastní mikroskopie
Modulační kontrastní mikroskopie, nazývaná také reliéfní kontrastní mikroskopie, je vhodná pro pozorování bezbarvých, průhledných vzorků. Modulační kontrast převádí rozdíl ve výškách povrchu vzorku na kontrast jasu za účelem pozorování.
Stejně jako u diferenciálního interferenčního kontrastu lze obraz pozorovat ve 3D, přestože principy se liší. Dalším rozdílem je, že modulační kontrastní mikroskopie umožňuje použití plastových nosičů, což v případě diferenciálního interferenčního kontrastu možné není. Proto je tato mikroskopie vhodná pro pozorování spermií a vajíček.
Mikroskopie v odraženém světle
Tento typ mikroskopie využívá odražené světlo k pozorování vzorků, které nepropouštějí světlo, např. hornin a minerálů. Tuto kategorii lze také dále rozdělit na dílčí kategorie, jako je světlé pole, temné pole a diferenciální interference.
Mikroskopie s disperzním barvením
Díky ponoření vzorku do indexového oleje se při mikroskopii s disperzním barvením provádí pozorování pomocí detekce rozptylu světla podle různých indexů lomu oleje. Používá se především k identifikaci azbestu a jeho typů.
