Mikroskop, instrument som gjør det mulig å se objekter eller strukturer som er for små til at man kan se dem med det blotte øye.

Lysmikroskopet er bygd opp over prinsippet med én lyskilde (oftest vanlig hvitt lys), én kondensor (en linse som samler lysstrålene og sender dem gjennom objektet som skal undersøkes) og (for å forstørre bildet) to samlelinser anbrakt i hver sin ende av et rør (objektiv og okular). Moderne mikroskoper har oftest to okularer, ett for hvert øye. For å få forskjellige forstørrelser varierer man linsen i objektivet (sjeldnere også okularet). En linse som skal gi stor forstørrelse, må være svært krum. Linsen blir da liten, med tilsvarende lite synsfelt. Den samlede forstørrelsen er produktet av forstørrelsen i objektivet og forstørrelsen i okularet.

Grensen for lysmikroskopets oppløsningsevne (at øyet kan skille mellom to punkter) settes av lysets bøyning, som skyldes lysets bølgenatur. Ved å bruke hvitt lys kan man ha en forstørrelse på opptil ca. 1000 ganger (100 × 10 ganger). Ved å anvende lys med kortere bølgelengde (f.eks. ultrafiolett lys) kan lysmikroskopets oppløsningsevne økes slik at man kan få forstørrelser opptil ca. 1400 ganger. Det tilsvarer at man kan skjelne mellom to punkter som har en innbyrdes avstand på 0,2 mikrometer (μm). Forstørres bildet ytterligere, er det en tom forstørrelse, dvs. at man ikke vil se nye detaljer i bildet.

Ultrafiolett lys har en bølgelengde mellom 400 og 100 nanometer (nm) og er usynlig, men det får visse stoffer til å utstråle absorbert lysenergi, som er et mer langbølget og derfor synlig lys, såkalt fluorescenslys. Ved å behandle det mikroskopiske preparatet med spesielle fluorescerende stoffer (fluorokromer) kan man få detaljer i preparatet til å fluorescere med forskjellige farger i spesielt oppbygde «pålys»-mikroskoper, fluorescensmikroskoper.

Fluorescensteknikker benyttes i stor grad i medisinsk og biologisk forskning og i patologisk anatomisk diagnostikk, f.eks. i immuncytologisk og immunhistologisk synliggjøring av antigen-antistoffreaksjoner (se også immunhistokjemi).

Til undersøkelse av levende vev og celler benyttes i tillegg fasekontrastmikroskoper, som er basert på at lyset brytes forskjellig i forskjellige vevselementer. Ved brytingen forsinkes lysbølgene mer eller mindre, slik at de ikke holder følge med hverandre. Disse såkalte faseforskjellene kan ikke oppfattes av øyet, men man kan ved hjelp av filteranordninger omdanne dem til amplitudeforskjeller. Filtrene vil svekke lys som ikke er blitt avbøyd i preparatet, og forsinker det med en kvart bølgelengde. Etter at lyset har passert filteret, vil det enten være i fase eller i motfase med de brutte strålene. Ved interferens vil det enten øke eller minske de brutte lysstrålenes amplituder (utslag), og kontrastene forsterkes. Fasekontrastmikroskopi brukes mye i biologisk og medisinsk forskning.

Elektronmikroskopet er prinsipielt bygd opp på samme måte som lysmikroskopet, med én strålingskilde (men en elektronstråle i stedet for en lysstråle), én kondensor (en linse som samler strålene) og to linser (objektiv og okular) som bryter strålene og forstørrer bildet av objektet som undersøkes. Fordi det forstørrede bildet som elektronstrålen danner, ikke kan iakttas direkte med øyet, men først må projiseres på en skjerm, kalles okularet i et elektronmikroskop projeksjonslinsen.

Elektroner er negative elektriske elementærladninger som både har partikkel- og bølgenatur. Den elektriske ladningen gjør at elektronstrålen kan styres med elektriske og magnetiske krefter og f.eks. fokuseres (samles i et brennpunkt). Elektronmikroskopets linser består følgelig ikke av glass, men av felter der elektrostatiske eller magnetiske krefter kan styre elektronstrålene. Elektronene sendes ut fra en oppvarmet wolframkatode og samles til parallelle stråler av en elektromagnetisk kondensor. Strålene passerer gjennom preparatet, hvor elektronene spres ved kollisjon med atomene i preparatet, og videre gjennom objektivet til projeksjonslinsen, som danner et bilde av preparatet på en fluorescerende skjerm eller en fotografisk film. Elektronenes dårlige gjennomtrengingsevne medfører at preparatene må være ytterst tynne (under 0,1 mikrometer).

Forstørrelsen i systemet (dvs. linsenes brennvidde) kan varieres ved at man varierer feltstyrken. Elektronenes bølgelengde avhenger av deres hastighet (energi). Ved at elektronstrålen akselereres gjennom et spenningsfall på en million volt eller mer, kan man komme ned i bølgelengder som svarer til ca. 1/100 000 av bølgelengden for det mest kortbølgede synlige lys. Derved får man en oppløsningsevne som gjør det mulig å skjelne to punkter med innbyrdes avstand under 0,3 nm, dvs. at man kan fotografere store molekyler.

Det hittil beskrevne elektronmikroskop er et transmisjonselektronmikroskop, som benyttes til å studere strukturen inne i objektet (cellene eller vevet man undersøker). Dersom man vil undersøke overflatedetaljer, benytter man et scanning-elektronmikroskop. Overflaten på objektet (preparatet) man vil undersøke, dekkes av et tynt lag av gullpartikler. Med en tynn elektronstråle sveiper man over overflaten, og elektronstrålens partikler slår elektroner ut av atomene i preparatets overflate. Mengden sekundærelektroner som slås ut, avhenger av preparatets egenskaper i hvert enkelt punkt og av elektronstrålens innfallsvinkel. De sekundære elektronene samles og styrer via forsterkere og andre mellomledd en elektronstråle som er synkronisert med den første. På skjermen eller fotografiet får man så fremstilt et tredimensjonalt scanning-elektronmikroskopisk bilde av preparatets overflate.

Foreslå endring

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.