Các Loại Kính Hiển Vi Thông Dụng

Các Loại Kính Hiển Vi Thông Dụng

Với sự phát triển ngày càng cao của khoa học công nghệ thì việc quan sát, phân tích một số tế bào hồng cầu hoặc những hạt diệp lục đã không còn khó khăn. Nhờ kính hiển vi mà con người có thể biết được cấu tạo, màu sắc,… của thế giới vi mô mà bằng mắt thường ta không thể nào thấy được. Với đặc điểm đó, ứng dụng của kính hiển vi vào các ngành khoa học thí nghiệm như y tế, giáo dục, nông, lâm, ngư nghiệp,… là vô cùng to lớn.

Chủng loại của kính hiển vi cũng rất phong phú và đa dạng. Vậy, làm thế nào để chọn được loại kính phù hợp, đưa vào sử dụng đúng với mục đích nghiên cứu? Bài viết này, tôi sẽ nêu ra một số đặc điểm, cấu tạo của các loại kính hiển vi thông dụng để giúp mọi người phần nào hiểu được chức năng và ứng dụng nghiên cứu, tránh tình trạng chọn lựa những loại kính không phù hợp với yêu cầu ban đầu mà lại không sử dụng hết được khả năng của nó.

Hiện nay có ba chủng loại kính hiển vi phổ biến trên thế giới là: Kính hiển vi quang học, kính hiển vi điện tử và kính hiển vi quét đầu dò.

Kính hiển vi quang học: Là một loại kính hiển vi sử dụng ánh sáng khả kiến để quan sát, hình ảnh các vật thể nhỏ được phóng đại nhờ một hệ thống các thấu kính thủy tinh. Kính hiển vi quang học là dạng kính hiển vi đơn giản, lâu đời nhất và cũng là phổ biến nhất. Các kính hiển vi quang học cũ thường phải quan sát hình ảnh trực tiếp bằng mắt nhìn qua thị kính, nhưng các kính hiện đại hiện nay còn được gắn thêm các CCD camera hoặc các phim ảnh quang học để chụp ảnh.

Kính hiển vi điện tử: Là nhóm kính hiển vi mà ở đó nguồn bức xạ ánh sáng được thay thế bằng các chùm điện tử hẹp được tăng tốc dưới hiệu điện thế từ vài chục kV đến vài trăm kV. Thay vì sử dụng thấu kính thủy tinh, kính hiển vi điện tử sử dụng các thấu kính từ để hội tụ chùm điện tử, và cả hệ được đặt trong buồng chân không cao. Kính hiển vi điện tử có độ phân giải giới hạn bởi bước sóng của sóng điện tử, nhưng do sóng điện tử có bước sóng rất ngắn nên chúng có độ phân giải vượt xa các kính hiển vi quang học truyền thống, và kính hiển vi điện tử truyền qua hiện đang là loại kính hiển vi có độ phân giải tốt nhất tới cấp độ hạ nguyên tử. Ngoài ra, nhờ tương tác giữa chùm điện tử với mẫu vật, kính hiển vi điện tử còn cho phép quan sát các cấu trúc điện từ của vật rắn, đem lại nhiều phép phân tích hóa học với chất lượng rất cao.

Kính hiển vi quét đầu dò: Tạo ảnh bề mặt của mẫu vật được thực hiện bằng cách quét một mũi dò nhỏ trên bề mặt của mẫu vật. Khác với các loại kính hiển vi khác như quang học, hay hiển vi điện tử, kính hiển vi quét đầu dò không sử dụng nguồn bức xạ để tạo ảnh, mà tạo ảnh thông qua tương tác giữa đầu dò và bề mặt của mẫu vật. Do đó, độ phân giải của kính hiển vi đầu dò chỉ bị giới hạn bởi kích thước của đầu dò.

Trong ba chủng loại kính hiển vi kể trên thì chúng còn được phân loại ra thành những loại kính hiển vi khác nhau phù hợp với từng yêu cầu sử dụng khác nhau. Ở bài này tôi sẽ giới thiệu những loại kính hiển vi quang học thường gặp và ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam.

Kính hiển vi quang học thường gặp và phổ biến nhất hiện nay là kính hiển vi ánh sáng truyền qua hay còn gọi là kính hiển vi trường sáng. Chúng ta thường bắt gặp chúng ở trường học, bệnh viên, phòng thí nghiệm,… chúng thường sử dụng một nguồn ánh sáng trắng hoặc vàng rọi qua mẫu đặt trên một lam kính để quan sát hình dạng và vi cấu trúc của mẫu. Ảnh của mẫu là hình ảnh hai chiều. Độ phóng đại của kính hiển vi quang học là 40 đến 1500 lần.

Kính hiển vi soi nổi thường được ứng dụng trong các ngành công nghiệp chế tạo, cơ điện, kim hoàn …là loại kính hiển vi quang học được thiết kế để quan sát hình ảnh bề mặt của mẫu vật thể ở độ phóng đại thấp. Loại kính này thường sử dụng chùm  ánh sáng trắng chiếu tới bề mặt của vật thể, hình ảnh tạo ra bởi ánh sáng phản xạ thông qua hai trục quang học riêng biệt với hai vật kính (hoặc một vật kính phẳng), hệ thống kính phóng và đến thị kính,. Ảnh của mẫu vật thường là hình ảnh 3 chiều.

Kính hiển vi phân cực thường được ứng dụng trong các ngành địa chất, khoáng vật học, tinh thể học, gốm – thủy tinh, polyme, dệt, pháp y… là loại kính hiển vi sử dụng ánh sáng phân cực để quan sát, nghiên cứu định tính và định lượng những mẫu có đặc tính lưỡng chiết (có hai chỉ số khúc xạ). Kính hiển vi phân cực có khả năng cung cấp những thông tin về màu hấp thụ và đường biên quang học giữa các chất liệu khác nhau (có chỉ só khúc xạ khác nhau) trong cùng một mẫu. Hình ảnh hiển vi phân cực có độ tương phản cao.

Kính hiển vi huỳnh quang ứng dụng trong các lĩnh vực nghiên cứu khoa học và chuẩn đoán trong y khoa, dược phẩm và giảng dạy. Kính hiển vi quang học sử dụng một nguồn ánh sáng kích thích để nghiên cứu, quan sát các thuộc tính của mẫu sinh học sau khi mẫu này nhuộm với chất phát huỳnh quang (hoặc mẫu tự phát huỳnh quang). Kỹ thuật hiển vi huỳnh quang cũng cho phép quan sát những thuộc tính sinh hóa và sinh lý học của các tế bào sống. Phụ thuộc vào mục đích và đối tượng cần quan sát mà mẫu có thể nhuộm với những chất phát huỳnh quang khác nhau sử dụng ánh sáng có bước sóng kích thích khác nhau.

Kính hiển vi soi ngược sử dụng trong các ứng dụng thao tác vi mô , cần một không gian phía trên mẫu vật để thao tác và sử dụng các dụng cụ thao tác vi mô, và trong các ứng dụng về soi kim loại mà các mẫu đã đánh bóng được đặt trên bàn mang mẫu và nhìn từ bên dưới sử dụng các vật kính phản xạ. rất hữu ích cho việc quan sát các tế bào sống hoặc các sinh vật ở dưới cùng của một vật chứa lớn (ví dụ , một bình nuôi cấy mô ) dưới một điều kiện tự nhiên hơn trên một bản thủy tinh (lam kính) , hay được sử dụng để quan sát với một kính hiển vi thông thường.

Kính hiển vi nền tối dùng để nghiên cứu các sinh vật biển như tảo và sinh vật phù du , tảo cát , côn trùng, các loại sợi, sợi lông , nấm men và động vật nguyên sinh cũng như một số khoáng chất và các tinh thể , polyme mỏng và một số đồ gốm. Bạn cũng có thể sử dụng lĩnh vực tối trong nghiên cứu vi khuẩn sinh sống, cũng như các tế bào gắn kết và mô. Nó hữu ích trong việc kiểm tra các chi tiết bên ngoài , chẳng hạn như các cạnh, và khuyết tật bề mặt hơn so với cấu trúc bên trong.

Kính hiển vi phản pha phương pháp được sử dụng trong kính hiển vi khi tăng tốc độ lên đường truyền ánh sáng trực tiếp, bạn có thể can thiệp vào hình ảnh. Sự can  thiệp này làm cho các chi tiết trong hình ảnh xuất hiện tối hơn so với nền ánh sáng. Để tạo ra sự can thiệp, một hệ thống vòng được đặt trong vật kính và tụ quang. Khi canh chính xác, sóng ánh sáng phát ra từ đèn chiếu sáng đến mắt của của người nhìn 1/2 bước sóng lệch pha. Hình ảnh của mẫu vật sau đó trở nên tăng cường rất nhiều. Pha này chỉ hữu dụng trên các mẫu vật không màu và trong suốt và thường khó phân biệt với môi trường xung quanh.

Trên đây là một số kính hiển vi quang học thường gặp và phổ biến, dễ dàng ứng dụng vào các lĩnh vực khác nhau. Với một số tính năng và đặc điểm nêu trên, hy vọng sẽ giúp bạn đọc có thể chọn lựa được một loại kính hiển vi phù hợp nhất cho lĩnh vực mà các bạn nghiên cứu.