DE 14 SOORTEN MICROSCOPEN EN HUN FUNCTIES - WETENSCHAP - 2026

Er zijn verschillende soorten microscopen : optisch, samengesteld, stereoscopisch, petrografisch, confocaal, fruorescentie, elektronisch, transmissie, scannen, scannende sonde, tunneling, ion in het veld, digitaal en virtueel.

Een microscoop is een instrument dat de mens in staat stelt dingen te zien en te observeren die met het blote oog niet te zien waren. Het wordt gebruikt in verschillende gebieden van handel en onderzoek, variërend van geneeskunde tot biologie en chemie.

18e-eeuwse microscopen van het Musée des Arts et Métiers, Parijs

Er is zelfs een term bedacht voor het gebruik van dit instrument voor wetenschappelijke of onderzoeksdoeleinden: microscopie.

De uitvinding en eerste verslagen van het gebruik van de eenvoudigste microscoop (die werkte door een vergrootglassysteem) dateert uit de 13e eeuw, met verschillende toeschrijvingen aan wie de uitvinder ervan had kunnen zijn.

Daarentegen wordt geschat dat de samengestelde microscoop, dichter bij de modellen die we vandaag kennen, rond het jaar 1620 voor het eerst in Europa is gebruikt.

Zelfs toen waren er verschillende die de uitvinding van de microscoop probeerden te claimen, en verschillende versies kwamen tevoorschijn die, met vergelijkbare componenten, erin slaagden het doel te bereiken en het beeld van een heel klein monster voor het menselijk oog te vergroten.

Onder de meer erkende namen die worden toegeschreven aan de uitvinding en het gebruik van hun eigen versies van microscopen, zijn Galileo Galilei en Cornelis Drebber.

De komst van de microscoop in wetenschappelijke studies leidde tot ontdekkingen en nieuwe perspectieven op essentiële elementen voor de vooruitgang van verschillende wetenschapsgebieden.

Het waarnemen en classificeren van cellen en micro-organismen zoals bacteriën is een van de meest populaire prestaties die onder de microscoop mogelijk zijn gemaakt.

Sinds de eerste versies meer dan 500 jaar geleden, handhaaft de microscoop vandaag zijn basisconcept van werking, hoewel zijn prestaties en gespecialiseerde doeleinden tot op de dag van vandaag zijn veranderd en geëvolueerd.

Belangrijkste soorten microscopen

Optische microscoop

Ook bekend als een lichtmicroscoop, is het de microscoop met de grootste structurele en functionele eenvoud.

Het werkt door middel van een reeks optica die, samen met het binnenkomen van licht, de vergroting mogelijk maakt van een afbeelding die goed in het brandpuntsvlak van de optiek is geplaatst.

Het is de oudste ontwerpmicroscoop en de vroegste versies worden toegeschreven aan Anton van Lewenhoek (17e eeuw), die een prototype met één lens gebruikte op een mechanisme dat het monster vasthield.

Samengestelde microscoop

De samengestelde microscoop is een soort lichtmicroscoop die anders werkt dan de simpele microscoop.

Het heeft een of meer onafhankelijke optische mechanismen die een grotere of kleinere mate van vergroting van het monster mogelijk maken. Ze hebben de neiging om een ​​veel robuustere samenstelling te hebben en een grotere observatie mogelijk te maken.

Geschat wordt dat de naam niet wordt toegeschreven aan een groter aantal optische mechanismen in de structuur, maar aan het feit dat de vorming van het vergrote beeld in twee fasen plaatsvindt.

Een eerste fase, waarbij het monster rechtstreeks op de objectieven erop wordt geprojecteerd, en een tweede, waar het wordt vergroot door het oculaire systeem dat het menselijk oog bereikt.

Stereoscopische microscoop

Het is een soort lichtmicroscoop met lage vergroting die voornamelijk wordt gebruikt voor dissecties. Het heeft twee onafhankelijke optische en visuele mechanismen; één voor elk uiteinde van het monster.

Werk met gereflecteerd licht op het monster in plaats van erdoorheen. Het maakt het mogelijk om een ​​driedimensionaal beeld van het monster in kwestie te visualiseren.

Petrografische microscoop

De petrografische microscoop wordt speciaal gebruikt voor de observatie en samenstelling van gesteenten en minerale elementen en werkt met de optische fundamenten van eerdere microscopen, met de kwaliteit om gepolariseerd materiaal in zijn objectieven op te nemen, waardoor de hoeveelheid licht en helderheid die mineralen ze kunnen reflecteren.

De petrografische microscoop maakt het door het vergrote beeld mogelijk om de elementen en samenstellingsstructuren van gesteenten, mineralen en aardse componenten op te helderen.

Confocale microscoop

Deze optische microscoop maakt de verhoging van de optische resolutie en het contrast van het beeld mogelijk dankzij een apparaat of ruimtelijk "gaatje" dat overtollig of onscherp licht elimineert dat door het monster wordt gereflecteerd, vooral als het een grotere grootte dan toegestaan ​​door het brandpuntsvlak.

Het apparaatje of "pinole" is een kleine opening in het optische mechanisme die voorkomt dat overtollig licht (dat wat niet in focus is op het monster) over het monster wordt verspreid, waardoor de scherpte en het contrast dat het kan presenteren, wordt verminderd.

Hierdoor werkt de confocale microscoop met een vrij beperkte scherptediepte.

Fluorescentie microscoop

Het is een ander type optische microscoop waarin fluorescerende en fosforescerende lichtgolven worden gebruikt voor meer detail bij de studie van organische of anorganische componenten.

Ze onderscheiden zich simpelweg door het gebruik van fluorescerend licht om het beeld te genereren, en hoeven niet volledig afhankelijk te zijn van de reflectie en absorptie van zichtbaar licht.

In tegenstelling tot andere soorten analoge microscopen, kan de fluorescentiemicroscoop bepaalde beperkingen vertonen vanwege de slijtage die de fluorescerende lichtcomponent kan vertonen als gevolg van de opeenhoping van chemische elementen veroorzaakt door de impact van elektronen, die de fluorescerende moleculen verslijten.

De ontwikkeling van de fluorescentiemicroscoop leverde wetenschappers Eric Betzig, William Moerner en Stefan Hell in 2014 de Nobelprijs voor Chemie op.

Elektronische microscoop

De elektronenmicroscoop vertegenwoordigt een categorie op zichzelf in vergelijking met eerdere microscopen, omdat het het fysische basisprincipe verandert dat de visualisatie van een monster mogelijk maakte: licht.

De elektronenmicroscoop vervangt het gebruik van zichtbaar licht door elektronen als lichtbron. Het gebruik van elektronen genereert een digitaal beeld dat een grotere vergroting van het monster mogelijk maakt dan optische componenten.

Grote vergrotingen kunnen echter een verlies aan getrouwheid in de voorbeeldafbeelding veroorzaken. Het wordt voornamelijk gebruikt om de ultrastructuur van micro-organische specimens te onderzoeken; capaciteit die conventionele microscopen niet hebben.

De eerste elektronenmicroscoop werd in 1926 ontwikkeld door Han Busch.

Transmissie elektronenmicroscoop

Het belangrijkste kenmerk is dat de elektronenbundel door het monster gaat en een tweedimensionaal beeld genereert.

Vanwege het energetische vermogen dat elektronen kunnen hebben, moet het monster worden onderworpen aan een eerdere voorbereiding voordat het door een elektronenmicroscoop wordt bekeken.

Scanning elektronenmicroscoop

In tegenstelling tot de transmissie-elektronenmicroscoop wordt in dit geval de elektronenstraal op het monster geprojecteerd, waardoor een rebound-effect wordt gegenereerd.

Dit maakt de driedimensionale visualisatie van het monster mogelijk, aangezien informatie op het oppervlak hiervan wordt verkregen.

Scanning probe microscoop

Dit type elektronenmicroscoop is ontwikkeld na de uitvinding van de tunnelmicroscoop.

Het wordt gekenmerkt door het gebruik van een reageerbuis die de oppervlakken van een monster scant om een ​​high-fidelity-beeld te genereren.

De reageerbuis scant, en door middel van de thermische waarden van het monster is het in staat om een ​​beeld te genereren voor latere analyse, getoond door de verkregen thermische waarden.

Tunneling microscoop

Het is een instrument dat vooral wordt gebruikt om afbeeldingen op atomair niveau te genereren. Door zijn resolutiecapaciteit kunnen afzonderlijke afbeeldingen van atomaire elementen worden gemanipuleerd, die werken via een elektronensysteem in een tunnelproces dat werkt met verschillende spanningsniveaus.

Een grote beheersing van de omgeving is nodig voor een observatiesessie op atomair niveau, evenals het gebruik van andere elementen in optimale staat.

Er zijn echter gevallen geweest waarin microscopen van dit type voor huishoudelijk gebruik zijn gebouwd en gebruikt.

Het werd in 1981 uitgevonden en geïmplementeerd door Gerd Binnig en Heinrich Rohrer, die in 1986 de Nobelprijs voor natuurkunde ontvingen.

Ionenveldmicroscoop

Het is meer dan een instrument, het is onder deze naam bekend als een techniek die is geïmplementeerd voor de observatie en studie van de ordening en herschikking op atomair niveau van verschillende elementen.

Het was de eerste techniek die het mogelijk maakte om de ruimtelijke ordening van de atomen in een bepaald element te onderscheiden. In tegenstelling tot andere microscopen is het vergrote beeld niet onderhevig aan de golflengte van lichtenergie die erdoorheen gaat, maar heeft het een uniek vermogen om te vergroten.

Het werd ontwikkeld door Erwin Muller in de 20e eeuw en wordt beschouwd als het precedent dat een betere en meer gedetailleerde visualisatie van elementen op atomair niveau mogelijk heeft gemaakt, door middel van nieuwe versies van de techniek en instrumenten die dit mogelijk maken.

Digitale microscoop

Een digitale microscoop is een instrument met een overwegend commercieel en algemeen karakter. Het werkt door middel van een digitale camera waarvan het beeld wordt geprojecteerd op een monitor of computer.

Het wordt beschouwd als een functioneel instrument voor het observeren van volume en context van de bewerkte monsters. Op dezelfde manier heeft het een fysieke structuur die veel gemakkelijker te manipuleren is.

Virtuele microscoop

De virtuele microscoop, meer dan een fysiek instrument, is een initiatief dat streeft naar de digitalisering en archivering van monsters die tot dusver in elk wetenschapsgebied zijn gebruikt, met het doel dat elke geïnteresseerde partij toegang heeft tot en interactie heeft met digitale versies van organische monsters of anorganisch via een gecertificeerd platform.

Op deze manier zou het gebruik van gespecialiseerde instrumenten achterblijven en zouden onderzoek en ontwikkeling worden bevorderd zonder het risico van vernietiging of beschadiging van een echt monster.

Referenties

1. (2010). Opgehaald uit History of the Microscope: history-of-the-microscope.org
2. Keyence. (sf). Basisprincipes van microscopen. Verkregen van Keyence - Biological Microscope Site: keyence.com
3. Microbehunter. (sf). Theorie. Verkregen van Microbehunter - Bron voor amateurmicroscopie: microbehunter.com
4. Williams, DB en Carter, CB (zd). Transmissie-elektronenmicroscopie. New York: Plenum Press.