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Taille de l'échantillon au microscope optique


Je parcourais des exemples de questions pour l'Olympiade des sciences, et l'une des questions était la suivante :

Une cellule est observée au microscope optique à un grossissement de 4x. La cellule occupe environ la moitié du champ visuel. Quelle est la longueur approximative de cet organisme?

Je sais par connaissance préalable qu'une cellule peut mesurer entre 10$ et 100$ de micromètres, mais je ne sais pas comment déterminer la taille d'une cellule avec les informations que l'on me donne. Habituellement, lorsque je fais des problèmes comme celui-ci, on me donne la taille du champ de vision. N'est-ce pas nécessaire pour résoudre ce problème ?


Taille de l'échantillon au microscope optique - Biologie

Ce gadget illustré à gauche est une grosse affaire. Il a littéralement ouvert des mondes d'organismes et d'informations aux scientifiques. C'est important dans l'histoire de la médecine et notre compréhension de la maladie ne doit pas être sous-estimée.
Ce gadget est un microscope optique composé.
Pour vous, étudiant en biologie, c'est peut-être l'outil le plus important à comprendre. Au moment où vous aurez fini de jouer avec ces pages (et lire votre texte et faire attention en classe), vous devriez être capable de :

LES PARTIES
Faites correspondre les noms de la banque de mots avec les parties numérotées de l'image.


bras
base
tube de corps
bouton de mise au point grossière
diaphragme
bouton de mise au point fine
objectif à haute puissance
Source de lumière
objectif de faible puissance
nez
oculaire (oculaire)
organiser
clips de scène

Après avoir noté les chiffres et vos réponses, vérifiez votre travail ici.

QUE FONT LES PIÈCES
Il est maintenant temps de mémoriser la fonction de chaque partie du microscope.
Pour vous aider à vous entraîner, voici un exercice d'appariement.


bras
base
tube de corps
bouton de mise au point grossière
diaphragme
bouton de mise au point fine
objectif à haute puissance
Source de lumière
objectif de faible puissance
nez
oculaire (oculaire)
organiser
clips de scène
1. l'objectif à travers lequel vous regardez grossit le spécimen
2. prend en charge le microscope
3. détient des lentilles d'objectif
4. agrandir l'échantillon (2)
5. prend en charge les parties supérieures du microscope, utilisées pour transporter le microscope
6. utilisé pour se concentrer lors de l'utilisation de l'objectif haute puissance
7. où la diapositive est placée
8. régule la quantité de lumière atteignant l'objectif
9. utilisé pour se concentrer lors de l'utilisation de l'objectif à faible puissance
10. fournit de la lumière
11. tenir la glissière en place sur la scène

grossissement mag-ne-fe-'ka-shen m 1. l'agrandissement apparent d'un objet 2. le rapport entre la taille de l'image et la taille réelle
Un grossissement de "100x" signifie que l'image est 100 fois plus grand que l'objet réel.

résolution ez-e-loo-shen m 1. clarté, netteté 2. la capacité d'un microscope à montrer séparément deux points très proches

1. Pourquoi appelle-t-on un microscope optique « composé » ?
"Composé" fait simplement référence au fait qu'il y a deux lentilles grossissant le spécimen en même temps, l'oculaire et l'une des lentilles de l'objectif.

2. Si deux lentilles grossissent toujours l'échantillon
(voir #1), comment calculez-vous le grossissement total utilisé ?
Vous multipliez la puissance de l'oculaire et la puissance de l'objectif utilisé. mag total. = objectif oculaire x Par exemple, si l'oculaire est 10x et l'objectif à faible grossissement est 20x, alors le grossissement total sous faible grossissement est de 10 x 20 = 200x.
Facile, n'est-ce pas ?

3. Comment transportez-vous une de ces choses ?
A deux mains, l'une tenant le bras et l'autre sous la base. Un peu comme un ballon de foot. (Ils sont chers, nous ne voulons pas les laisser tomber.)

4. Et la focalisation ? Comment tu fais ça ?
Voici ce que je suggère. Une fois votre toboggan en place sur la scène, assurez-vous que le objectif de faible puissance (l'objectif le plus court) est en position et tournez le grossier se concentrer jusqu'à ce que l'objectif soit à une position la plus proche de la scène. Réglez le diaphragme sur sa plus grande ouverture (là où il laisse passer le plus de lumière). Ensuite, tout en regardant à travers l'oculaire, commencez à tourner lentement la mise au point grossière. Tournez lentement et regardez attentivement. Lorsque l'échantillon est mis au point à faible puissance, déplacez la lame de sorte que ce que vous voulez voir soit point mort dans votre champ de vision, & puis passez à un objectif de puissance plus élevée. NE touchez plus la mise au point grossière --- vous casserez quelque chose ! Une fois que vous utilisez un objectif à haute puissance, effectuez la mise au point à l'aide du bouton de mise au point fine UNIQUEMENT. Assurez-vous de centrer votre échantillon avant de passer à un objectif de puissance plus élevée ou il peut disparaître. Plus sur ce sujet dans une minute .

MESURES MICROSCOPIQUES

Estimation de la taille de l'échantillon :
La zone de la lame que vous voyez lorsque vous regardez à travers un microscope s'appelle le « champ de vision ». Si vous connaissez la largeur de votre champ de vision, vous pouvez estimer la taille des choses que vous voyez dans le champ de vision. Déterminer la largeur du champ de vision est facile --- tout ce dont vous avez besoin est une fine règle métrique.

En plaçant soigneusement une fine règle métrique sur la scène (où une diapositive irait généralement) et en faisant la mise au point sous batterie faible, nous pouvons mesurer le champ de vision en millimètres. Au microscope, cela ressemblerait à ce que vous voyez ici à gauche. La largeur totale du champ de vision dans cet exemple est inférieure à 1,5 mm. Une estimation juste serait de 1,3 ou 1,4 mm.
(Détendez-vous, c'est un estimation).

Maintenant, les millimètres sont une bonne unité métrique, mais lorsque nous utilisons un MICROscope, nous avons tendance à utiliser des MICROmètres. Pour convertir des millimètres en micromètres, déplacez la virgule de 3 chiffres vers la droite. Notre estimation de 1,3 mm devient 1300 micromètres.

Maintenant, nous pouvons retirer la règle, préparer une diapositive, faire la mise au point et estimer la taille des choses que nous voyons ! (Excitant, n'est-ce pas ?)

Par exemple, si quelque chose que nous regardions occupait la moitié du champ de vision, sa taille serait d'environ 1/2 x 1300 micromètres = 650 micromètres. Si quelque chose semblait être 1/5 du champ de vision, nous estimerions sa taille à 1/5 x 1300 = 260 micromètres.

Calcul de la taille de l'échantillon :
Parce que l'objectif à haute puissance est si proche de la scène, nous ne pouvons pas mesurer directement la largeur du champ de vision sous haute puissance. La règle ne rentre tout simplement pas entre l'objectif et la scène. Aucun problème. Nous pouvons utiliser la largeur du champ de vision à faible puissance (que nous mesurons à l'aide des étapes ci-dessus) et la relation entre les grossissements faible et élevé pour calculer mathématiquement la largeur du champ de vision à haute puissance.

Tout d'abord mémorisez ceci :

Par exemple : si l'objectif à faible puissance est 20x et l'objectif à haute puissance est 40x, alors sous haute puissance nous verrons 20/40 ou 1/2 de la surface de la diapositive que nous avons vue sous faible puissance.

C'est quelque chose qui demande une certaine pratique. Alors voilà. Calculez les réponses à ces exemples sur du papier & puis cliquez sur "réponses".
(Vous en saurez plus si vous l'essayez vous-même d'abord.)

Exemple 1:

puissance oculaire = 10x
objectif de faible puissance = 20x
objectif haute puissance = 50x

a) Quel est le grossissement le plus élevé que vous puissiez obtenir avec ce microscope ?
b) Si le diamètre du champ à faible grossissement est de 2 mm, quel est le diamètre du champ de vision à fort grossissement en mm ? en micromètres ?
c) Si 10 cellules peuvent tenir bout à bout dans le champ de vision à faible puissance, combien de ces cellules verriez-vous sous une puissance élevée ?

puissance oculaire = 10x
objectif de faible puissance = 10x
objectif haute puissance = 40x

Le diagramme montre le bord d'une règle millimétrique vue au microscope avec les lentilles énumérées ci-dessus. Le champ affiché est le champ de vision à faible puissance.

a) Quelle est la largeur approximative du champ de vision en micromètres ?
b) Quelle serait la largeur du champ de vision à haute puissance ?
c) Si 5 cellules s'adaptent à travers le champ de vision à haute puissance, quelle est la taille approximative de chaque cellule ?

oculaire = 10x
objectif de faible puissance = 20x
objectif haute puissance = 40x

L'image montre le champ de vision à faible grossissement du microscope avec les lentilles énumérées ci-dessus.
a) Quelle est la taille approximative de la cellule en micromètres ?
b) Quel serait le champ de vision à haute puissance ?
c) Combien de cellules comme celle de l'image pourraient tenir dans le champ de vision à haute puissance ?

Eh bien, j'espère que vous avez appris une tonne.
GARDER LE BRANCHEMENT LOIN.

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Utilisation du microscope : les réponses

Réponses aux PIÈCES :
1) socle 2) source lumineuse 3) diaphragme 4) platine 5) clips de platine
6) objectif à faible puissance 7) objectif à haute puissance 8) nez 9) bras 10) bouton de mise au point fine 11) tube de corps 12) bouton de mise au point grossière 13) oculaire (oculaire)



Réponses à « QUE FONT LES PIÈCES » :
1. oculaire
2. socle
3. nez
4. objectif de faible puissance, objectif de haute puissance
5. bras
6. bouton de mise au point fine
7. étape
8. diaphragme - au fait, ce sont les NYS Regents favori partie de microscope
9. bouton de mise au point grossière
10. source lumineuse (lampe ou miroir)
11. clips de scène

Réponses à " CE QUE VOUS VOYEZ " :
RÉPONSE à l'exemple #1:

puissance oculaire = 10x
objectif de faible puissance = 20x
objectif haute puissance = 50x

a) Quel est le grossissement le plus élevé que vous puissiez obtenir avec ce microscope ? 500x
Oculaire x haute puissance = 10 x 50 = 500. (Nous ne pouvons utiliser que 2 lentilles à la fois, pas les trois.)
b) Si le diamètre du champ à faible grossissement est de 2 mm, quel est le diamètre du champ de vision à fort grossissement en mm ? 0,8 mm
Le rapport entre la puissance faible et la puissance élevée est de 20/50. Ainsi, à puissance élevée, vous verrez les 2/5 du champ de vision à faible puissance (2 mm). 2/5 x 2 = 4/5 = 0,8 mm
en micromètres ? 800 micromètres
Pour convertir les mm en micromètres, déplacez la décimale de 3 chiffres vers la droite (multipliez par 1000). .8 mm x 1000 = 800 micromètres
d) Si 10 cellules peuvent être placées bout à bout dans le champ de vision à faible puissance, combien de ces cellules verriez-vous sous une puissance élevée ? 4 cellules.
Nous pouvons répondre à cette question de la même manière que nous abordons "b" ci-dessus. A haute puissance, nous verrions 2/5 du champ bas. 2/5 x 10 cellules = 4 cellules seraient vues à haute puissance.

<retour à l'exemple #1

puissance oculaire = 10x
objectif de faible puissance = 10x
objectif haute puissance = 40x

Le diagramme montre le bord d'une règle millimétrique vue au microscope avec les lentilles énumérées ci-dessus. Le champ affiché est le champ de vision à faible puissance.

a) Quelle est la largeur approximative du champ de vision en micromètres ? 3500 - 3800 micromètres
Chaque espace blanc est de 1 mm. Nous pouvons voir environ 3 1/2 (environ) espaces blancs. Cela équivaut à 3,5 mm, ce qui se convertit en 3 500 micromètres. Toute réponse dans la plage ci-dessus serait OK.
b) Quelle serait la largeur du champ de vision à haute puissance ?
875 micromètres
Le rapport de puissance faible à élevée pour ce microscope est de 10/40 ou 1/4. Ainsi, sous une puissance élevée, nous verrons 1/4 du champ de vision à faible puissance. 1/4 x 3500 micromètres (à partir de "a" ci-dessus) = 875 micromètres.
c) Si 5 cellules s'adaptent à travers le champ de vision à haute puissance, quelle est la taille approximative de chaque cellule ?
175 micromètres
Si 5 cellules rentrent dans le champ de vision à haute puissance (que nous avons déterminé est de 875 micromètres en "b"), alors la taille de 1 cellule = 875/5 = 175 micromètres.

<retour aux questions #2

oculaire = 10x
objectif de faible puissance = 20x
objectif haute puissance = 40x

L'image montre le champ de vision à faible grossissement du microscope avec les lentilles énumérées ci-dessus.

a) Quelle est la taille approximative de la cellule en micromètres ?
500 micromètres
Tout d'abord, nous devons visualiser combien de ces cellules pourraient s'adapter à travers le champ --- environ 4. Donc 2 mm (la largeur du champ) / 4 = 0,5 mm, ce qui se convertit en 500 micromètres.
b) Quel serait le champ de vision à haute puissance ?
1000 micromètres
Le rapport de puissance faible à élevée pour cet oscilloscope est de 20/40, ou 1/2. Nous verrons donc 1/2 du champ basse puissance sous haute puissance. 1/2 x 2 mm = 1 mm, ce qui se convertit en 1000 micromètres.
c) Combien de cellules comme celle de l'image pourraient tenir dans le champ de vision à haute puissance ?
2 cellules
Encore une fois, le rapport entre la puissance faible et la puissance élevée est de 20/40, ou 1/2. Si nous pouvons voir 4 cellules dans le champ de vision bas, nous en verrons 1/2 autant dans le champ de vision élevé. 1/2 x 4 = 2 cellules.

<revenir à la question n°3


MICROSCOPIE | Microscopie optique et méthodes histochimiques

Des principes

Le microscope optique est un instrument permettant de visualiser les détails fins d'un objet. Pour ce faire, il crée une image agrandie grâce à l'utilisation d'une série de lentilles en verre, qui focalisent d'abord un faisceau de lumière sur ou à travers un objet, et des lentilles objectives convexes pour agrandir l'image formée. Dans la majorité des microscopes optiques, l'image est visualisée directement à travers des oculaires binoculaires qui agissent comme une lentille secondaire sous la forme d'une loupe pour observer l'image projetée. De tels instruments sont appelés «microscopes composés», et le grossissement total est la somme du grossissement de l'objectif et du grossissement de l'oculaire. La plage de grossissement s'étend de ×10 à ×1000, avec un pouvoir de résolution de l'ordre de 0,2 µm, selon le type et l'ouverture numérique (surface disponible pour le passage de la lumière) des lentilles d'objectif. Un certain nombre de livres sont disponibles, fournissant des détails complets sur la théorie du microscope optique et des conseils sur l'utilisation pratique de l'instrument, y compris les méthodes d'amélioration de l'image et d'entretien de l'instrument. Le lecteur est prié de se reporter à ces derniers, en particulier à une vaste série de manuels publiés par la Royal Microscopical Society, pour de plus amples informations.


Les secrets de l'éclairage par nappes lumineuses

Bien que ces dernières années aient donné lieu à un certain nombre de mises en œuvre spécialisées pour diverses applications de recherche, le concept de base et les blocs de construction essentiels restent similaires à ceux décrits dans les premières publications du LSFM. L'optique d'éclairage forme un faisceau laser en une fine feuille de lumière qui s'étend sur tout le champ de vision du microscope. Au lieu d'utiliser une nappe de lumière statique, les implémentations LSFM modernes génèrent une nappe de lumière « virtuelle » en balayant numériquement un seul faisceau laser latéralement à travers le plan d'imagerie de l'échantillon.

En raison de la diffraction de la lumière, une nappe lumineuse n'est mince qu'au milieu du champ de vision. De plus, plus la nappe lumineuse est fine au milieu, plus son épaisseur augmente rapidement vers les côtés. L'épaisseur de la nappe de lumière doit donc être adaptée à la taille du champ de vision, qu'un microscope à fluorescence à nappe de lumière moderne gère avec une optique de zoom automatisée dans le trajet du faisceau d'éclairage. De plus, des spécimens opaques et diffusants déformeront la nappe de lumière lorsqu'elle se déplace à travers la matière. Une fois que la nappe de lumière atteint l'extrémité éloignée de l'échantillon, elle est souvent considérablement plus épaisse qu'optimale, ce qui peut être évité en éclairant l'échantillon dans la direction opposée. Par exemple, l'option d'éclairage double de Lightsheet 7 utilise deux lentilles d'objectif d'éclairage opposées pour éclairer l'échantillon dans deux directions opposées, et atténue ainsi efficacement le problème de dégradation de la nappe lumineuse dans l'échantillon.

L'éclairage latéral d'un microscope à nappe de lumière peut produire des artefacts d'image ressemblant à des bandes, qui sont des ombres de particules absorbantes dans l'échantillon qui s'étendent latéralement à travers une image. Ces rayures peuvent être réduites en faisant pivoter rapidement la nappe de lumière autour de l'échantillon de sorte que l'échantillon soit illuminé le long d'une direction changeant continuellement. Le pivotement fait varier la direction des ombres dans l'image et, si la direction change rapidement, disperse les ombres jusqu'à ce qu'elles disparaissent pratiquement.

Lorsque la feuille de lumière traverse l'échantillon, certaines structures de l'échantillon, par ex. noyaux, absorberont ou disperseront la lumière d'excitation. Cela projettera des ombres le long de l'axe d'éclairage, comme vous le voyez sur la figure de gauche. Cet effet se produit dans tous les microscopes à fluorescence, mais l'axe d'éclairage en microscopie à fluorescence à nappe lumineuse est perpendiculaire à l'axe d'observation et cet effet est donc plus évident.

Dans Lightsheet 7, un Pivot Scanner breveté modifie l'angle de la nappe lumineuse vers le haut et vers le bas lors de l'acquisition d'images. En modifiant l'angle d'éclairage, les ombres seront projetées dans différentes directions et la lumière d'excitation atteindra également des régions derrière des structures opaques, comme vous le voyez sur la figure de droite. Ce Pivot Scanner breveté est un moyen idéal pour acquérir des images sans artefact et pour améliorer les étapes de traitement et d'analyse en aval. Il est toujours préférable de s'attaquer aux artefacts dès leur origine.


Taille de l'échantillon au microscope optique - Biologie

Le microscope est un outil qui nous permet de voir les structures et les tissus qui composent les organismes dans les moindres détails. Souvent, il est possible de comprendre la fonction d'une structure sur la base de sa morphologie microscopique. Par exemple, voir l'orientation des cellules musculaires dans la paroi corporelle d'un ver de terre permet de comprendre comment il se déplace et creuse des terriers. Vous verrez également des preuves solides à l'appui de la théorie cellulaire.

Mode d'emploi du microscope haute puissance :

  • Portez le microscope avec une main saisissant le cou et l'autre soutenant le fond.
  • Ayez toujours l'objectif de faible puissance le plus court face à la scène lorsque vous placez une nouvelle diapositive sur la scène ou que vous retirez une diapositive.
  1. Tenez une lame préparée à la lumière et voyez où se trouve l'échantillon sous la lamelle.
  2. Assurez-vous que la lumière du microscope est allumée et que l'objectif de faible puissance qui fait face à la scène est enclenché. Soulevez le système de lentilles du condenseur qui se trouve sous la scène jusqu'à sa position la plus haute. Les lentilles du condenseur concentrent la lumière à travers le trou de la scène.
  3. Centrez l'échantillon sur la lumière qui passe par le trou de la platine.
  4. Montez la scène à sa position la plus haute. (L'objectif de faible puissance est en position !)
  5. Regardez à travers la lentille oculaire du microscope et réglez la lumière de manière à ce qu'elle soit confortable pour vos yeux. Tous les microscopes sont équipés d'un diaphragme à iris sous la platine qui réduit l'ouverture à travers laquelle la lumière passe. Il peut y avoir un rhéostat qui atténue et éclaircit l'ampoule. Abaissez maintenant la platine lentement avec le gros bouton de mise au point grossier .
  6. À un moment donné, l'échantillon devrait devenir net.
  7. Vous pouvez maintenant passer à un objectif de puissance plus élevée. Ces microscopes sont parfocaux et restent donc focalisés.
  8. Réajustez le diaphragme à iris pour que la lumière soit confortable pour vous et que vous puissiez voir les détails.
  9. À haute puissance, effectuez la mise au point uniquement avec le petit bouton de mise au point fine .

Obtenir la meilleure image possible :

  • Utilisez du papier pour lentilles, que nous fournissons, pour nettoyer les lentilles oculaires et les objectifs n'utilisez aucun autre type de papier. Vous devrez peut-être également nettoyer la glissière.
  • Commencez toujours la mise au point du microscope avec le bouton de mise au point grossier de faible puissance. Ces microscopes sont parfocaux. Cela signifie qu'une fois que vous vous êtes concentré avec soin avec l'objectif à faible puissance, les autres objectifs seront presque parfaitement mis au point. Vous devez centrer l'objet avant de changer d'objectif pour augmenter le grossissement, car le champ de vision devient plus petit si l'objet est décalé sur le côté, il peut disparaître lorsque vous passez à un grossissement plus élevé.
  • Pour une meilleure visualisation à haute puissance, la lumière blanche est essentielle. Utilisez le rhéostat pour augmenter la tension de l'ampoule. En s'éclaircissant, la lumière devient moins rouge et plus blanche. La fermeture de l'ouverture à travers laquelle passe la lumière augmente la résolution des détails que vous pouvez voir, utilisez le diaphragme à iris , qui est actionné par un levier parmi les lentilles du condenseur, pour modifier la taille de l'ouverture. Plus la puissance de l'objectif est élevée, moins la profondeur de champ sera grande.

Le grossissement total que vous voyez peut être calculé. Trouvez le grossissement imprimé sur l'anneau autour de la lentille oculaire - il est probablement 10x. Ensuite, trouvez le grossissement imprimé sur l'objectif que vous utilisez - il s'agit probablement de 4x, 10x ou 40x. Multipliez le grossissement de la lentille oculaire par celui de l'objectif, c'est le grossissement total que vous voyez. La qualité du microscope réside dans ses lentilles d'objectif. S'ils sont affreux, grossir ce qu'ils voient par la lentille oculaire n'apportera aucune amélioration. Il est important de ne pas mouiller les lentilles des objectifs. Séchez-les rapidement si de l'eau ou des taches sont transférées de la lame à la lentille.

  1. Assurez-vous que l'objectif à faible grossissement est en place avant de retirer une lame de la platine et avant de ranger le microscope.
  2. Lorsque vous débranchez le microscope, saisissez la fiche et non le cordon.
  3. Les microscopes sont numérotés et doivent être rangés dans la niche portant le même numéro dans l'armoire à microscopes.
  4. Remettez les diapositives préparées dans les boîtes et placez-les dans la fente dont le numéro correspond à celui dans le coin supérieur droit de la diapositive.

Lettre e. Tenez cette diapositive à la lumière et vous verrez un petit morceau de papier pour machine à écrire sous le milieu de la lamelle. Il y a un e écrit dessus. Commencez avec l'objectif de faible puissance (le plus court) en place. Centrez ce morceau de papier dans la lumière qui traverse la platine de votre microscope et concentrez le e avec le gros bouton de mise au point grossier. Vous verrez immédiatement que le e est à l'envers et à l'envers, exactement à l'inverse de la façon dont vous l'avez orienté sur la scène. Les lentilles du microscope sont responsables de cette inversion. Avec le e centré, augmentez le grossissement à puissance moyenne. La mise au point est presque correcte, recentrez le e et accentuez la mise au point, encore une fois avec le bouton de mise au point grossière. Augmentez maintenant le grossissement à une puissance élevée. Ajustez la mise au point avec le bouton de mise au point plus petit et fin uniquement. N'utilisez jamais le bouton de mise au point grossier, lorsque vous utilisez une puissance élevée, car vous pouvez facilement faire passer l'objectif à travers la diapositive, une erreur coûteuse. Commencez toujours le processus à faible puissance, puis augmentez le grossissement des lentilles de l'objectif. Vous aurez remarqué que plus le grossissement de l'objectif est élevé, plus le champ de vision est petit et sombre. À haute puissance, vous devrez maximiser la luminosité de la source lumineuse et réguler le diaphragme à iris.

Boulonnage de la soie. Il s'agit d'un petit carré de tissu de soie fine. Examinez-le avec une faible puissance, puis augmentez le grossissement. À haute puissance, utilisez le diaphragme à iris pour améliorer la résolution. Vous voyez beaucoup plus de détails lorsque la lumière passe à travers une très petite ouverture. Souvenez-vous de ce fait lorsque vous examinez des organismes presque transparents dans les futurs laboratoires. Avec le bouton de mise au point fin, soulevez et abaissez la scène pour avoir une idée de l'épaisseur du tissu.

Règle du millimètre. Placez la règle millimétrique transparente sur la platine du microscope. Observer la longueur du diamètre en millimètres du champ de vision à chaque grossissement disponible. Remplissez le tableau suivant :

objectifgrossissementdiamètre (mm)
batterie faible
puissance moyenne
haute puissance

En 1665, Robert Hooke utilisa le mot cellule, signifiant petites pièces, pour décrire les petites cavités séparées par des murs en liège, qui est l'écorce d'un arbre. Matthias Schleiden, un botaniste, a publié (1838) sa conclusion que toutes les plantes sont constituées de cellules l'année suivante (1839), Theodor Schwann a étendu l'observation aux tissus animaux et a proposé une base cellulaire de toute vie. Le pathologiste Rudolf Virchow a ajouté une extension importante de la théorie en 1858 selon laquelle toutes les cellules vivantes proviennent de cellules vivantes préexistantes, il n'y a pas de création spontanée de cellules à partir de matière non vivante. En regardant au microscope des tissus représentant les 5 ou 6 règnes des organismes, vous confirmerez la validité de la théorie cellulaire. Il semble étrange que quelque chose d'aussi évident pour nous avec la technologie moderne ait dû être découvert et proposé comme théorie.

Cellules animales--joue . Prenez une lame de microscope propre et placez-y une petite goutte de tache d'iode. Utilisez un bâtonnet en bois stérile et frottez doucement la pointe à l'intérieur de votre joue. Des cellules qui étaient sur le point de se détacher ont été recueillies au bout du bâton. Agiter l'extrémité du bâton dans l'iode sur la lame pour transférer et colorer les cellules. Placer une lamelle sur la préparation, et voir au microscope n'oubliez pas de commencer avec l'objectif de faible puissance en place. Les cellules sont irrégulières, vous pouvez voir des surfaces planes où elles ont rencontré d'autres cellules de votre joue. La limite d'une cellule, la membrane plasmique, est si mince que vous ne pouvez voir que l'extrémité de la cellule. Le noyau est coloré en brun orangé et se trouve près du centre de chaque cellule. Les petits points à la surface sont probablement des bactéries.

Cellules végétales - oignon . Placer une goutte de colorant d'iode sur une lame de microscope propre. Prenez une couche d'oignon et utilisez une pointe de scalpel pour éplucher la très fine couche de cellules qui tapissent sa courbure interne. La peau tenue entre le bout de votre doigt et le scalpel doit ressembler à de la cellophane extrêmement fine. Placez la peau dans l'iode sur la lame et mettez une lamelle dessus. Visualisez la préparation au microscope. Ces cellules ont une forme assez régulière et une paroi cellulaire épaisse les entoure. Puisque les cellules sécrètent le matériau de la paroi, la membrane plasmique de la cellule est à l'intérieur de la paroi. Les noyaux sont colorés comme dans les cellules animales, mais ils sont sur le côté de la cellule. Le centre de chaque cellule végétale est occupé par un grand organite transparent appelé vacuole centrale. Vous ne pouvez pas le voir, mais vous pouvez voir le résultat de sa présence : le noyau est sur le côté.

Dimensions de la cellule : Utilisez les informations du tableau ci-dessus, dans lequel vous avez déterminé le diamètre du champ de vision à chaque grossissement, pour mesurer approximativement le diamètre moyen d'une cellule de joue et la longueur et la largeur d'une cellule d'oignon.

Protiste. Si des cultures d'organismes unicellulaires sont disponibles, mettez une goutte sur une nouvelle lame et placez délicatement une lamelle dessus. Examinez au microscope.


Microscope optique et Microscope électronique

Il est difficile de voir la cellule ou ses composants en raison de leur taille très infime. Ainsi, la découverte de la cellule était liée à l'invention du microscope. De plus, la vue des composants cellulaires était liée à l'intérêt de son pouvoir grossissant.

Les études de la structure cellulaire ont été couronnées par l'invention du microscope électronique qui a un pouvoir grossissant élevé. Ainsi, il existe deux types de microscopes qui sont le microscope optique et le microscope électronique.

Microscope optique

Jusqu'en 1950, le microscope optique était le seul appareil dont disposaient les scientifiques pour examiner les micro-organismes. Il dépend de la lumière du soleil ou d'une lumière artificielle pour fonctionner.

Fonctions du microscope optique :

  • Grossissant de nombreux micro-organismes et êtres non vivants .
  • Examiner des objets de grande taille après les avoir découpés en tranches très fines qui permettent à la lumière de les traverser.

Puissance grossissante grossit les objets jusqu'à 1500 fois sa taille réelle, le grossissement dépend du pouvoir grossissant de ses lentilles oculaires et objectives, Le microscope optique ne peut pas agrandir les objets plus de 1500 fois car l'image devient floue (flouée).

Puissance de grossissement du microscope = la puissance de grossissement de la lentille oculaire × la puissance de grossissement de la lentille de l'objectif

Méthodes pour obtenir l'image la plus claire en utilisant un microscope optique :

Les scientifiques ont découvert que la meilleure méthode pour examiner les spécimens plus clairement est l'augmentation du contraste entre les différentes parties des spécimens en :

  • Utiliser des colorants pour tacher ou colorer certaines parties du spécimen pour être plus clair mais ces colorants tuent les spécimens vivants (inconvénients).
  • Modification du niveau de luminosité.

Le microscope optique composé est utilisé pour agrandir et examiner les petites choses et leur contenu.

Microscope optique et Microscope électronique

Microscope électronique

En 1950, les scientifiques ont commencé à utiliser le microscope électronique , L'idée de son travail dépend de l'utilisation d'un faisceau d'électrons à grande vitesse au lieu de la lumière , Ces électrons sont contrôlés par les lentilles électromagnétiques , La puissance de grossissement agrandit les objets un million de fois de leur taille réelle . .


Microscope

IntroductionLes microscopes sont utiles pour visualiser des objets trop petits pour voir clairement sans grossissement. Cet exercice est conçu pour familiariser les élèves avec l'utilisation d'un microscope optique composé.

Microscope optique composé

Le microscope optique composé utilise deux jeux de lentilles pour agrandir l'objet. L'éclairage est fourni par une source lumineuse sur la base du microscope. Le grossissement varie généralement d'environ 40 X à 1 000 X. Ils peuvent être utilisés avec des objets dont la taille varie d'environ 100 nm à 2 mm.

Parties du microscope optique

La scène est une plate-forme qui contient la lame contenant le spécimen à visualiser. Une platine mécanique (voir les photographies ci-dessous) possède un mécanisme pour déplacer la glissière.

Un microscope optique doit avoir une source lumineuse. Il s'agit généralement d'une ampoule située sous la scène.

Un diaphragme réglable situé sous la scène est utilisé pour réguler la quantité de lumière qui la traverse.

Un condenseur contient deux jeux de lentilles qui concentrent la lumière. Il est situé directement sous la scène. La lumière de la source lumineuse traverse le diaphragme et le condenseur avant de continuer à travers l'échantillon à observer.

Le tube du corps contient une lentille oculaire (oculaire) et un embout nasal avec plusieurs lentilles d'objectif. Chaque objectif est utilisé pour un grossissement différent et est mis en place en faisant tourner la tourelle. L'image est mise au point en ajustant les boutons de mise au point grossière et fine.

Les microscopes binoculaires (ci-dessous) ont deux oculaires. Les microscopes monoculaires (ci-dessus) en ont un. La distance entre les deux lentilles oculaires d'un microscope binoculaire peut être ajustée pour s'adapter à la distance entre vos yeux.

D'autres appareils optiques tels que les télescopes binoculaires et les jumelles ont également deux lentilles oculaires qui s'ajustent d'une manière similaire au microscope. Les lentilles binoculaires peuvent être ajustées individuellement, ce qui évite à de nombreuses personnes d'avoir besoin de leurs lunettes lorsqu'elles les utilisent.

Les microscopes optiques composés contiennent deux systèmes de lentilles, un objectif et un oculaire. Le grossissement total d'une image est calculé en multipliant le grossissement de l'oculaire par le grossissement de l'objectif. Les microscopes que nous utiliserons ont chacun une lentille oculaire 10X et quatre lentilles d'objectif différentes répertoriées dans le tableau ci-dessous.

Grossissement objectif Grossissement total

Haute puissance 40 X ou 43 X 400 X ou 430 X

Immersion dans l'huile 100 X 1000 X

La lumière se courbe lorsqu'elle passe du verre à l'air ou de l'air au verre car l'air et le verre ont des indices de réfraction différents. La courbure de la lumière lorsqu'elle traverse la lame de verre vers l'air puis vers la lentille de verre diminue le pouvoir de résolution. À un grossissement élevé (1000X), il peut empêcher l'affichage d'une image claire. Cette diminution de résolution peut être évitée en mettant de l'huile d'immersion entre la lame et l'objectif car l'immersion a le même indice de réfraction que le verre.

Le condenseur augmente également le pouvoir de résolution du microscope. Lors de l'utilisation de l'objectif à immersion dans l'huile, le condenseur (situé sous la platine) doit être élevé à une position très proche de la platine pour une résolution maximale.

Le lien ci-dessous peut être utile avant d'utiliser le microscope.

ATTENTION - N'utilisez jamais de chiffons ou de produits en papier (essuie-tout, papier de soie, etc.) pour nettoyer les lentilles. Ils rayeront le revêtement et diminueront le pouvoir de résolution de la lentille. Utilisez uniquement du papier pour lentilles.

Réglez le microscope sur le grossissement le plus faible ou relevez les objectifs de la platine avant d'insérer une lame. Cela évitera que la lentille de l'objectif ne soit accidentellement rayée par la lame.

Placer la lame à visualiser sur la platine et centrer l'échantillon sur l'ouverture.

Commencez par l'objectif de balayage ou l'objectif de faible puissance.

Soulevez complètement la platine (ou abaissez l'objectif) de manière à ce que la glissière soit aussi près que possible de l'objectif.

Use the coarse adjustment know to slowly raise the lens from the stage while viewing the image. Fine focusing is not needed when using the lowest magnification (scanning or 4X objective). If you are using any of the other objectives, it will be necessary to use the fine focus after using the coarse focus.

Adjust the condenser so that a sharp focus is produced. This step is important at the highest magnification (oil immersion or 1000X).

Adjust the iris diaphragm. This will need readjustment after changing to a different magnification.

To Increase the Magnification

The microscopes are parfocal, meaning that after you adjust the focus, the image will remain approximately in focus if you change the magnification.

Center the object before switching to a higher power objective. This will help you find the object after switching the objective.

Switch to the next highest power. It will be necessary to center the image again. The image should be approximately in focus but it will be necessary to use the fine focus. The coarse focus should not be needed after switching objectives.

This procedure is repeated each time you switch to a higher magnification.

The 100 X objective (1,000X total magnification) requires that a drop of immersion oil be placed between the slide and the lens.

After focusing the specimen under high power (400X or 430X, see above), rotate the high power objective out of the way and place a drop of immersion oil on the slide. Rotate the oil immersion objective into place so that it touches the oil.

Adjust the fine focus, condenser, and iris diaphragm as previously described.

After viewing with oil, the lens must be cleaned with fluid designated for this purpose. Remember, use lens paper only. Never use cloth, paper towels, or other paper products on coated optics.

Laboratory Exercise - Practice Using the Microscope

If you are working with partners on this exercise, be sure that everybody in your group uses the microscope.

Obtain a slide of colored threads and view them under the scanning and low power. Use the focusing procedure described above.

1) Can you tell which thread is above the other?

View the threads under high power (400X or 430X). Use the fine focus to focus to determine the order of the threads from top to bottom. As you rotate the fine focus, different strands will go out of focus while others will become more sharply focused. This procedure will therefore enable you to determine the order of the threads.

2) Are all of the threads in focus at the same time?

3) What is the order (from top to bottom)?

"Depth of field" refers to the thickness of the plane of focus. With a large depth of field, all of the threads can be in focused at the same time. With a smaller or narrower depth of field, only one thread or a part of one thread can be focused, everything else will be out of focus. In order to view the other threads, you must focus downward to view the ones underneath and upward to view the ones that are above.

4) What happens to the depth of field when you increase to a higher magnification (increases, decreases, or remains the same)?

5) Explain how the slide with threads could be used to answer the question above.


Talk Overview

This lecture covers the lenses of the microscope and how they are used to focus light onto a specimen and how light from the specimen is focused onto a camera or the retina of an eye. Koehler illumination, which provides even illumination of a sample, is described.

Des questions

  1. List three planes in the microscope that are conjugate to image forming planes.
  2. List three planes in the microscope that are conjugate to the illumination (light source) plane
  3. Why do you want to set up Koehler illumination?

Answers

  1. Sample plane, back focal plane of the tube lens (which can be an intermediate image plane or the plane where the camera sensor is positioned), field diaphragm (iris) of the condenser, retina of the eye of observer
  2. Light source, front focal plane of the condenser (aperture iris/diaphragm), back focal plane of the objective, pupil of the eye of the observer
  3. Provide homogeneous, even illumination, be sure that planes in the illumination part of the microscope are correctly aligned with planes in the imaging part of the microscope (essential for many contrasting techniques such as phase and DIC)

Remerciements

We thank the mechanical and electronics workshop of the European Molecular Biology Laboratory (EMBL) for customized hardware D. Holzer, T. Schneidt and H. Gustafson for help with the flies and G. Heuvelman and M. Wachsmuth for discussions on optics. We thank S. DeRenzis and the Wieschaus laboratory for the Gap43-mCherry flies and E. Lemke for hardware support. We thank J. Ellenberg for his helpful comments on the manuscript and anonymous reviewers for their constructive comments. We acknowledge the advanced light microscopy facility of EMBL for its kind support. We are grateful for financial support from EMBL, the EMBL Interdisciplinary Postdocs Program (EIPOD) and the Center for Modelling and Simulation in the Biosciences (BIOMS).


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Keywords : light-sheet fluorescence microscopy, SPIM, microdevices, microfluidics, cellular imaging

Citation: Albert-Smet I, Marcos-Vidal A, Vaquero JJ, Desco M, Muñoz-Barrutia A and Ripoll J (2019) Applications of Light-Sheet Microscopy in Microdevices. Devant. Neuroanat. 13:1. doi: 10.3389/fnana.2019.00001

Received: 27 September 2018 Accepted: 09 January 2019
Published: 25 January 2019.

Stéphane Pagès, Wyss Center for Bio and Neuroengineering, Switzerland

Giancarlo Ruocco, Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), Center for Life NanoScience, Italy
Daniel A. Peterson, Rosalind Franklin University of Medicine and Science, United States

Copyright © 2019 Albert-Smet, Marcos-Vidal, Vaquero, Desco, Muñoz-Barrutia and Ripoll. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


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