현미경(Microscope)

현미경

1.1 현미경 기술 

현미경은 인간의 눈에 보이지 않는 미세 크기(70μm 미만)의 물체를 관찰할 수 있는 광학 장치입니다. 이 장의 주된 목적은 현미경의 종류와 설계, 생물 의학 분야에서 작업 원리와 현미경 기술의 사용에 대한 기본 정보를 제공하는 것입니다. 첫 번째 현미경은 아마 1590년에 네덜란드 선글라스 제조자 자카리아스 얀센에 의해 제조되었습니다. 현미경의 또 다른 선구자는 로버트 훅입니다. 그는 저서 "Micrographia"(1665년)에서 대물렌즈, 접안렌즈, 광원이 분리된 현미경의 구조에 대해 설명했습니다. 그는 여러 생물을 관찰하고 묘사했습니다. 곰팡이, 이끼, 작은 곤충. 또한 그는 생물학적 용어를 도입했습니다.
간단한 현미경도 1676 년 안토니 팬 레이웬 후크에 의해 설계 및 제작되었습니다. 그는 혈구, 정자, 근육 섬유뿐만 아니라 많은 미생물을 관찰할 수 있었습니다. 다음 2 세기 동안, 현미경과 현미경 기술이 개선되었습니다. 현미경의 대량 생산은 1847 년 독일 칼 자이스에 의해 시작되었습니다. 현미경의 또 다른 중요한 이정표는 1933년의 첫 번째 전자 현미경이 나오게 된 시점입니다.  이제, 현미경은 생물 의학의 표준 실험 장치입니다.

 

1.2 현미경의 종류

사용하는 방사선의 종류에 따라 광학 현미경과 전자 현미경이 구별됩니다.

광학 현미경 – 백색광 또는 자외선을 사용합니다. 태양광, 전구 또는 증기 램프가 광원으로 사용됩니다. 광학 부품은 절단 유리로 만들어집니다. 이 유형의 현미경의 해상도는 0.2 μm이고 이론적인 최대 배율은 2000 배입니다. 실제로, 일반적으로 물체는 최대 1,000배의 배율로 관찰됩니다. 정상적인 조건에서 슬라이드는 투과되는 빛에서 관찰됩니다. 슬라이드 위에서 조명을 적용하는 방법은 주로 형광 현미경과 도립 현미경에 사용됩니다.

전자 현미경 – 방사선은 음극에서 방출되는 전자의 흐름입니다. 광학 부품의 기능은 특수 전자기 렌즈를 차지합니다. 분해능은 0.2nm이며 최대 유효 배율은 최대 1,000,000배입니다. 슬라이드는 특수 기술 (고정, 염색, 대비 등)에 의해 준비해야 합니다. 샘플의 시각화 방법에 따라, 투과형 전자 현미경 (TEM; 전자 빔은 전자 밀도가 높은 입자가 함침 된 준비를 통과합니다) 및 주사 전자 현미경 (SEM; 전자 빔은 샘플의 표면에 진행, 표면의 상세나 형상에 관한 정보를 얻을 수 있습니다) 관측 대상의 크기 등)가 구별됩니다.

1.2.1 실체 현미경 (Stereomicroscope)
해부 현미경이라고도 하며 약간 다른 각도에서 동일한 점에 초점을 맞추는 두 개의 광학 현미경에 속합니다. 이를 통해 시편을 입체적으로 관찰할 수 있습니다. 실체 현미경은 광학 현미경에 비해 배율이 비교적 낮고, 유효 배율은 보통 100배 미만입니다. 단일 고정 배율, 다중 개별 배율 또는 줌 배율 시스템을 사용할 수 있습니다. 작동 거리는 일반적인 현미경보다 훨씬 길다. 현미경으로 관찰하면서 표본에 대해 작업을 수행할 수 있습니다. 엔티티 현미경은 일반적으로 진단 (부인과 같은) 및 다양한 종류의 수술 (뇌신경외과, 혈관 수술, 안과, 이비인후과 등)에 사용됩니다.
1.2.2 도립 현미경(Inverted microscope)
광학 부품과 광원의 순서를 변경한 특수한 타입의 광학 현미경입니다. 광학 시스템은 슬라이드 아래에 있고 광원은 위에 있습니다. 이것은 주로 배양 용기 (페트리 접시 또는 문화 플라스크)의 바닥에서 세포의 성장을 시각화해야 하는 경우 세포 배양을 모니터링하는 데 사용됩니다.
1.2.3 형광 현미경(Fluorescence microscope)
형광 현미경은 자외선 소스로 증기 램프를 사용하는 광학 현미경에 속합니다. 특별히 준비된 생체 샘플은 특정 파장의 빛으로 조사되어 더 긴 파장의 빛, 즉 가시광선의 방출을 유발합니다. 자연적으로 형광을 발하는 능력을 가진 물체는 매우 적습니다. 따라서 특수 형광 염료 (형광 염료)를 사용해야 합니다. 세포 구조를 관찰할 수 있을 뿐만 아니라 분자 세포 유전학 (FISH 등)에도 매우 유용한 방법입니다.
1.2.4 편광 현미경(Polarized microscope)
 편광을 이용하고 있습니다. 광학 부품에는 편광 빔을 생성하는 특수 니콜 프리즘이 포함되어 있습니다. 키틴, 세포 섬유, 결정질 세포 봉입체 등의 구조를 관찰하는 데 사용됩니다.

1.3 광학 현미경의 구조(Construction of light microscope)

일반적으로 모든 광학 현미경은 광학 부품, 조명 부품 및 기계 부품으로 구성됩니다. 그림 3은 일반적인 실험용 현미경의 구조를 보여줍니다. 광학부는 대물렌즈와 접안렌즈의 2종류의 렌즈로 구성되어 있습니다. 대물렌즈는 ○

관찰되는 샘플을 향하고, 접안렌즈는 관찰자의 눈을 향한다. 둘 다 실상, 반전, 확대 이미지의 형성에 관여합니다. 다른 추가 렌즈를 이 기본 시스템에 추가해야 합니다.
렌즈와 접안렌즈는 광학의 기본 법칙에 따라 몇 가지 특성을 가지고 있습니다. 그중 가장 중요한 것은 배율입니다. 결과 배율은 대물렌즈의 배율과 접안렌즈의 배율을 곱하여 계산됩니다(예: 40 x 10 = 400 배).
접안렌즈의 수에 따라 단안 현미경과 쌍안 현미경이 구별됩니다. 특수 현미경 - 데모 및 조작용 현미경에는 여러 접안렌즈가 있을 수 있습니다. 필요한 경우 얻은 이미지를 모니터 화면에 표시하거나 디지털카메라로 촬영하여 투사해야 합니다.

대물렌즈의 배율이 커지면 작동 거리(슬라이드와 대물렌즈의 전면 렌즈 사이의 거리)가 짧아집니다. 최소 대물렌즈는 몇 센티미터이지만 일반적으로 사용되는 배율 40배 대물렌즈는 실제로 현미경 슬라이드, 프리파라트 및 커버 슬라이드 두께의 합보다 작습니다. 전면 렌즈가 커버 슬라이드(또는 현미경 슬라이드) 위에 있는 배율 100배의 대물렌즈를 침지유와 함께 사용합니다.

실험용 현미경의 조명부는 2 계통으로 구성되어 있습니다. 첫 번째는 광원을 나타냅니다. 두 번째는 슬라이드를 올바르게 조명하도록 설계된 광 네트워크 구성 요소, 필터 및 조리개로 형성됩니다. 할로겐 또는 증기 램프 (형광 현미경의 경우)는 현대 현미경에서 가장 흔한 광원입니다. 할로겐램프의 주요 장점은 긴 수명과 고휘도입니다. 이들은 외부 또는 내장 전원으로부터 전원이 공급됩니다.

프리즘, 렌즈, 필터 및 조리개로 구성된 시스템은 광선을 조정하는 데 사용됩니다. 콘덴서와 홍채 조리개는 광학 현미경의 표준 장비에 속합니다. 콘덴서는 오목 렌즈이며, 그 위치를 변경함으로써 준비에 최적의 조명을 확보합니다.
「암시야」에서의 관찰에는 특수한 콘덴서를 사용하고 있습니다. 렌즈계에 편향기를 갖추고 사이드 라이트를 방출하는 콘덴서입니다. 프리파라트로부터의 반사광을 관찰할 수 있습니다. 앞서 언급한 것은 트레포네마의 직접 진단을 위해 피부과 및 성병학에서 사용됩니다.  네이티브 슬라이드 관찰에서는 위상 콘트라스트를 사용하여 콘트라스트가 약한 인터페이스를 가진 투명한 객체를 강조 표시합니다. 필터를 사용하면 관찰되는 구조 또는 배경의 빛의 강도와 색상을 조정할 수 있습니다. 사실, 관찰의 편의성을 높이는 필터를 사용하면 사진이나 디지털 이미지 녹화에 대한 수요가 달라질 수 있음을 기억해야 합니다.