הרכיבים העיקריים של מיקרוסקופ אור

מיקרוסקופים של אור הם כלים חיוניים במחקר ביו-רפואי. הרכיבים האופטיים מאפשרים רזולוציית תמונה גבוהה בהרבה מאשר צפייה בעין בלתי מזוינת. על ידי שילוב של מיקרוסקופיה עם עיבוד תמונה דיגיטלי, חוקרים יכולים לשפר את נראות התמונה ולבצע מדידות כמותיות מדויקות.

סרטון זה ידריך אתכם באמצעות רכיביו העיקריים של המיקרוסקופ ותפקודיהם. שלום, אני ויקטוריה סנון פרוליק מהמרכז למשקוף אופטי (Core Optical Imaging Facility) במרכז המדעי לבריאות של אוניברסיטת טקסס בסן אנטוניו. היום אראה לכם את הרכיבים המרכזיים של מיקרוסקופ האור שלכם ואת תפקודיהם הבסיסיים.

בואו נצא לסיור במכשירי המיקרוסקופ שלכם. לפני השימוש במיקרוסקופ, מומלץ להכיר את רכיביו ואת תפקודיהם. זהו מיקרוסקופ אור דחוס הפוך מדגם Nikon eclipse TI, המצויד הן לתאורה חולפת והן למיקרוסקופיה פלואורסצנטית אפיפוסקופית (epi fluorescent microscopy).

הכיוון לאורך ציר המיקרוסקופ יכונה ציר Z, והכיוונים המאונכים לו יכונו צירי X ו-Y. ראשית, נבחן את צינור העדשה, את ראש המיקרוסקופ המכיל את העדשות האובייקטיביות ואת השולחן. אלו הם רכיבי עיצוב התמונה העיקריים של המיקרוסקופ.

החלקים הללו מהווים את הממשק בין הצופה לבין המיקרוסקופ. על ידי אחיזה בבסיס צינורות העינית הבינוקולרית, ניתן להתאים את המרחק בין האישונים על ידי הזזתם קרוב יותר או רחוק יותר זה מזה. פעולה זו מאפשרת צפייה נוחה עם שתי העיניים.

במקביל, ניתן כעת לכוון את מיקוד העין עבור כל עין באופן עצמאי. הגדלת העין רשומה על גבי גליל העין. מצלמות מותקנות באופן שגרתי על מיקרוסקופים לצורך רכישת תמונות.

מיקרוסקופ זה משתמש במתאם C mount לחיבור מצלמת CCD ליציאה הצדדית של גוף המיקרוסקופ. סיבוב של כפתור במיקרוסקופ ממקם פריזמה המכוונת את קרני האור היוצרות את הדמות הרחק מהעדשות לעין ובاتججاه המצלמה, המותקנת ביציאת המצלמה. העדשות השונות, הקובעות את מרבית ההגדלה והרזולוציה, מורכבות על ראש סיבובי (nose piece).

כל עדשה אובייקטיבית מסומנת במפרטים כגון ההגדלה, הממספר האפרטורה, תוצר השקיעה הנדרש כגון שמן, גליצרין או אוויר, עובי זכוכית הכיסוי, ומאפיינים מיוחדים אחרים כגון מצב התאורה, האור העוזב את העין או את הראש המסתובב כשהוא לא ממוקד או מוקרן לאינסוף. צינור הגוף מכיל עדשת מיקוד חיובית המביאה את האור המדמה למיקוד עבור העין או המצלמה. כעת, לאחר שהצגתי בפניכם את הרכיבים המגבישים את התמונה של המיקרוסקופ, נסקור את הרכיבים שיסייעו לנו למקד את התמונה ולבצע כיוונונים באור המועבר.

בשלב הבא נבחן את במת הדגימות, שהיא הנשא המכני המחזיק את שקופית הדגימה. באמצעות סיבוב הכפתורים, ניתן להתאים את מיקום הדגימות בצירים x ו-y. בתצורת מיקרוסקופ מהפוך, הבמה מקובעת והמיקוד של הדגימה מבוצע על ידי הזזת העדשות למעלה ולמטה לאורך ציר Z באמצעות כפתורי מיקוד גס ועדין בגוף המיקרוסקופ.

כעת נבחן את רכיבי התאורה התחתונה (transillumination) של מיקרוסקופ האור, המספקים את האור הדרוש להדמיית הדגימות. ראשית, יש לנו את הנורה ומארזה, המספקים את האור להארת הדגימה. במיקרוסקופיה של אור, הנורה היא בדרך כלל נורת הלוגן במתח נמוך עם חוט להט מטנגסטן, שניתן לכווננה כדי לשלוט בעוצמת האור. ניתן להציב תריס (shutter) לאחר מקור האור כדי לשלוט במשך ההארה.

מיד לאחר מקור האור נמצאת התאמת דיאפרגמת השדה; דיאפרגמת השדה שולטת בשטח או בשדה של הדגימה שיוארו.接לשם נמצא הרכיב המכונה קונדנסור (מעבה), שתפקידו העיקרי הוא למקד תאורה בהירה ואחידה על הדגימה. הקונדנסור או דיאפרגמת האיריס הממוקמת בתחתית הקונדנסור שולטים בזווית של קונו התאורה של הקונדנסור על הדגימה.

כיוון של דיאפרגמה זו שולט בגודל ובמפתח המספרי של קהל האור המופנה לעבר הדגימה, מה שמוביל לתאורה, ניגודיות ועומק שדה נכונים; כיוון אופטי של דיאפרגמת המעבה מאפשר מילוי תקין של אלמנט העדשה הקדמי של העדשה האובייקטיבית. באופן אידיאלי, יש לבצע כיוון זה עבור כל עדשה אובייקטיבית כדי לממש את מלוא הפוטנציאל של העדשה. עבור תאורה פלואורסצנטית אפיגנלית (epi fluorescent), מקור האור הוא בדרך כלל נורת קשת של xenon או כספית.

במיקרוסקופ שלנו יש מקור אור המבוסס על נורת קשת עם כספית, ויש לטיפל בה בזהירות כיוון שהיא עלולה להתפוצץ אם לא מטפלים בה נכון. הקפידו להשתמש בכפפות בעת התקנת הנורה, מכיוון שסימני טביעות אצבע ולכלוך עלולים ליצור נקודות חום ולגרום לסדקים בנורה. מומלץ מאוד שלא להפעיל נורת קשת למשך זמן העולה על מספר השעות שנקבע לה במפרט.

נתיב האור הפלואורסצנטי כולל דיאפרגמת שדה ודיאפרגמת צמצם, בדומה לנתיב האור במצב תמסורת. מעבר לדיאפרגמות אלו, האור יעבור דרך סט של מסננים הבוחרים את רוחב פס האור ומכוונים את ההארה אל העדשה כדי להגיע לדגימה. בנתיב הארה מסוג epi, העדשה משמשת הן כקונדנסור והן כעדשה.

הצגנו בפניכם את הרכיבים העיקריים של מיקרוסקופ האור שלכם. התחלתי בהצגת הרכיבים היוצרים את התמונה במיקרוסקופ, דהיינו העדשות של העין, העדשה האובייקטיבית ומצלמת ה-CCD. לאחר מכן סקרנו את תפעול השולחן, כפתורי כיוון הפוקוס והקונדנסור.

זהו זה. תודה שצפיתם ובהצלחה עם המיקרוסקופיה שלכם.