Biologické mikroskopy, alebo inak „svetelné mikroskopy“, boli vyvinuté predovšetkým – no nie výlučne – na pozorovanie preparátov, ktoré sú priehľadné alebo presvietiteľné. Tam, kde sa skončí zväčšovací rozsah stereomikroskopov (s určitým prekrytím), začína rozsah biologických mikroskopov. Ich používanie je odporúčané najmä na pozorovania na bunkovej úrovni, no pomocou nich môžeme skúmať aj materiály neživého pôvodu.
Oblasti použitia, zväčšenie
Ich oblasti použitia sú najviac ovplyvnené ich zväčšením a veľkosťou skúmaného vzorku. Zväčšenie biologických mikroskopov je dané kombináciou použitých objektívov a okulárov, ako aj súčinom ich udaných hodnot podľa označení na nich.
Ľahko by sme si mohli myslieť, že väčšie zväčšenie znamená aj väčší zážitok, no vôbec to tak nie je. Každý skúmaný objekt spadá do iného rozsahu veľkostí. Je jednoduché pochopiť, že ak je naším cieľom pozorovať celé kolónie baktérií pozostávajúce zo stoviek jedincov, budeme potrebovať iné zväčšenie, ako keď chceme sledovať len jednotlivé bunky.
Väčšinu objektívov biologických mikroskopov drží v polohe otočný revolverový zásobník. Jeho otáčaním môžeme prepnúť na iný objektív a tým zmeniť zväčšenie. Ak máme k dispozícii viacero rôznych okulárov, ich výmenou sa zväčšenie taktiež zmení. Pri zvyšovaní zväčšenia však musíme počítať so zhoršením kvality obrazu a zároveň aj so stmavnutím pozorovaného obrazu.
V našej ponuke sú dostupné mikroskopy s rôznymi rozsahmi zväčšenia od 40× do 1600×, no odporúča sa zostať v rozmedzí 40× – 1000×. Napríklad pri zväčšení 1000× je možné pozorovať menšie baktérie aj chromozómy.
Hlavné oblasti použitia
- zdravotníctvo
- biologický výskum
- chemické analýzy a výskum
- vzdelávanie
- hobby
- a pod.
Stavba a časti mikroskopu
Veľké zväčšenia vyžadujú pevné, bez chvenia podopretie a presné jemné nastavenie. Optické prvky, objektív a okulár sú väčšinou vyrábané v štandardných rozmeroch, hoci niekedy nájdeme výnimky – napríklad veľmi lacné detské mikroskopy alebo mikroskopy určené na špeciálne výskumné účely.
- Základňa a telo (stojan) – V dnešných mikroskopoch sa tieto časti už často nachádzajú zintegrované.
- Osvetľovacia jednotka
- Kondenzor – Vytvára nastaviteľný svetelný kužeľ. Pomocou kondenzora sa dá regulovať nielen množstvo svetla, ale aj jeho uhol a rozptyl; obsahuje nastaviteľnú clonu svetla.
- Držiak a pohybový mechanizmus kondenzora – Nastaviteľnosť je dôležitá kvôli centrovaniu. Tu sa tiež nachádza držiak filtrov.
- Skrutka na nastavenie výšky kondenzora – (na obrázku je zakrytá)
- Stolík pre preparáty (kruhový alebo štvorcový) – Stolík je vybavený jemným pohonom s noniovým meradlom, umožňujúcim meranie s presnosťou 0,1 mm na osiach X a Y. Presné určenie polohy sa využíva priamo na preparáte, čo umožňuje neskôr ľahšie sa vrátiť k dôležitým pozíciám. Kruhový, otočný stolík sa typicky používa pri polarizačných mikroskopoch.
- Dvojrýchlostné koliesko ostrosti – Slúži nielen na veľmi presné zaostrovanie, ale aj na meranie hrúbky. Napríklad pri starých preparátoch je možné zmerať hrúbku krycieho sklíčka, ak nie je uvedená.
- Objektív
- Otočný zásobník objektívov (revolver)
- Hlava môže byť jednooká (monokulárna), jednooká s fotografickým odbočením, dvojoká (binokulárna), ktorá neposkytuje stereoskopický obraz, ale menej zaťažuje oči v porovnaní s jednookým pohľadom, alebo dvojoká s fotografickým odbočením (trinokulárna), ktorá tiež neposkytuje stereoskopický obraz, menej zaťažuje oči a umožňuje pripojenie kamery.
- Nastavenie dioptrie – Keďže zrak každého nie je úplne rovnaký, dioptrické nastavenie umožňuje kompenzovať rozdiely. (Na obrázku má mikroskop možnosť nastavenia na oboch okulároch.)
- Okulár alebo očná šošovka
Používanie biologických mikroskopov
Biologické mikroskopy sa najčastejšie používajú na pozorovanie priehľadných preparátov. Pri nižších zväčšeniach nastavenia prístroja nie sú príliš kritické, no s rastúcim zväčšením sa ich význam zvyšuje. Základné pravidlo je najprv nájsť ostrosť pri najmenšom zväčšení a až potom prepnúť na o stupeň väčšie zväčšenie. Vtedy sa používa len jemné zaostrovanie dvojrýchlostného kolieska, čím sa predchádza nárazu objektívu do preparátu. Ak k nárazu dôjde, môže dôjsť nielen k poškodeniu preparátu, ale aj optiky. Objektívy s vyšším zväčšením sú často chránené pružinovým mechanizmom proti nárazom. So zvyšujúcim sa zväčšením je potrebné upravovať aj clonu kondenzora kvôli zmenšujúcej sa apertúre (priemeru objektívu).
Dôležitou súčasťou biologických mikroskopov je mechanizmus na upevnenie a pohyb preparátu. Pri vyšších zväčšeniach sa mikroskop takmer nedá ovládať bez jemného posunu stolíka. Pohyb živých pohybujúcich sa vzoriek by inak nebolo možné sledovať. Ďalšou výhodou jemného posunu stolíka je možnosť merania preparátov pomocou noniovej stupnice. Ak má preparát dôležité miesto, dajú sa zaznamenať x-y súradnice zo stupnice, čo umožňuje neskôr ľahko nájsť rovnakú pozíciu.
Čo znamenajú čísla na okulároch a objektívoch?
Na okulároch sa často nachádza iba jedno číslo so znakom násobenia. Tento údaj sa musí vynásobiť číslom na objektíve, aby sme získali celkové zväčšenie. Okrem toho sa na okulároch môžeme stretnúť so skratkou „WF“, ktorá označuje širšie zorné pole, číslom udávajúcim vzdialenosť pupíl a piktogramom okuliarov. Posledný znak znamená, že do okulárov s väčšou pupillárnou vzdialenosťou je možné pozerať sa aj s okuliarmi, pričom sa využije celé zorné pole.
Existujú aj špeciálne okuláre – meracie a ukazovacie. Meracie okuláre slúžia, ako už názov naznačuje, na presné merania, zatiaľ čo ukazovacie okuláre sa používajú pri prezentáciách, aby zamerali pozornosť na konkrétnu časť preparátu.
Na objektívoch sa tiež nachádza násobok zväčšenia (často bez znaku násobenia), ale môžeme tu nájsť aj množstvo ďalších označení. Objektívy podľa DIN štandardu s RMS závitom sú vzájomne zameniteľné, ak sa používajú s mikroskopom s vhodnou dĺžkou tubusu a kompatibilným okulárom.
- Typ optickej korekcie – napríklad Plan objektívy (korigujú sklon obrazovej roviny)
- Násobok zväčšenia
- Numerická apertura (NA)
- Kritérium dĺžky tubusu – napríklad 160, 170 alebo ∞ (prvé dve pre prechádzajúce svetlo, ∞ pre prechádzajúce aj čiastočne dopadajúce svetlo)
- Hrúbka krycieho sklíčka – napríklad 0,17 alebo „–“ (nie citlivé na hrúbku sklíčka)
- Oel, OIL, H1 – olejové imerzné objektívy so sklom zhodným indexom lomu
- W – vodou imerzné objektívy
- Glyz – fluorescenčné, glycerolom imerzné šošovky
- atď
Zo všetkých označení je najdôležitejšie venovať pozornosť násobku zväčšenia, kritériu dĺžky tubusu, citlivosti na hrúbku krycieho sklíčka a upozorneniam na imerzné použitie. Posledné je dôležité, pretože objektív poskytuje správny obraz iba pri použití s imerznej kvapaliny.
Spôsoby osvetlenia
„Svetlo je palivo mikroskopu”. Aj even pri starostlivo pripravených preparátoch môžeme pozorovať slabú kvalitu obrazu, ak sme svetlu nevenovali dostatočnú pozornosť. Najmä pri vyšších zväčšeniach dochádza k výrazným zmenám kvality obrazu, čo môže viesť k tomu, že prehliadneme dôležité detaily skúmaného vzorku.
Dôležité je správne centrovať kondenzor a nastaviť jeho výšku. Odporúča sa precvičiť si Köhlerovo osvetlenie. Pri zmene objektívu je potrebné upraviť aj priemer svetelného kužeľa. Pri pozorovaní slabších vzoriek je vhodné znížiť intenzitu svetla, aby sa obraz „neprepálil“ a zostali viditeľné detaily.
V zásade existuje viacero spôsobov osvetlenia. Väčšina používateľov však väčšinou používa takmer výlučne prechádzajúce svetlo, hoci ostatné spôsoby osvetlenia ponúkajú množstvo možností pre experimentátorov.
- Prechádzajúce svetlo
- Šikmé osvetlenie
- Fázovo kontrastná metóda
- Polarizačná metóda (existujú aj špeciálne polarizačné mikroskopy)
- Osvetlenie s tmavým pozadím
- Optické farbenie
- Dopadajúce svetlo (pri objektíve 10× účinok podobný osvetleniu s tmavým pozadím)
- atď.
Príslušenstvo biologických mikroskopov
- podložné sklíčko
- krycie sklíčko
- Zbierky preparátov
- Plastový obal pre preparáty
- Prípravný set
- Petriho miska
- Farbivá
- Čisté sklenené nádoby, Petriho misky
- Denník