Trong các lĩnh vực như sinh học, khoa học vật liệu và y học, việc quan sát và phân tích các cấu trúc hiển vi là rất quan trọng. Mặc dù các kỹ thuật hiển vi truyền thống, chẳng hạn như kính hiển vi quang học thông thường, đáp ứng các nhu cầu quan sát cơ bản, nhưng chúng thường gặp khó khăn với các mẫu trong suốt hoặc bán trong suốt. Ví dụ, các nhà sinh vật học khi kiểm tra cấu trúc tế bào có thể gặp khó khăn trong việc phân biệt các chi tiết bên trong do độ trong suốt cao, trong khi các nhà khoa học vật liệu phân tích màng mỏng có thể thấy kính hiển vi phản xạ không đủ để tiết lộ các đặc điểm bên trong.
Để giải quyết những thách thức này, các phương pháp quan sát ánh sáng truyền qua trong kính hiển vi nổi đã nổi lên như một công cụ nghiên cứu quan trọng. Báo cáo này cung cấp một khám phá toàn diện về các nguyên tắc, đặc điểm, ứng dụng và tiến bộ của kính hiển vi ánh sáng truyền qua. Nó bắt đầu với tổng quan về quan sát ánh sáng truyền qua, trình bày chi tiết các kỹ thuật phổ biến như chiếu sáng trường sáng, trường tối, xiên và phân cực. Ngoài ra, báo cáo thảo luận về cách chọn phương pháp phù hợp dựa trên các đặc tính của mẫu và cách các công nghệ kính hiển vi tiên tiến—chẳng hạn như đế ánh sáng truyền qua có thể chuyển đổi—cho phép chuyển đổi chế độ quan sát nhanh chóng để thu thập dữ liệu hiệu quả. Cuối cùng, báo cáo tóm tắt các ứng dụng trên nhiều lĩnh vực khác nhau và khám phá những phát triển trong tương lai.
Kính hiển vi nổi, còn được gọi là kính hiển vi mổ xẻ, được thiết kế để quan sát vĩ mô và ba chiều. Không giống như kính hiển vi thông thường, kính hiển vi nổi cung cấp các đường dẫn quang học độc lập cho mỗi mắt, tạo ra hiệu ứng nổi giúp tăng cường nhận thức về chiều sâu và sự hiểu biết về không gian. Tính năng này đặc biệt có giá trị để nghiên cứu hình thái sinh học, cấu trúc giải phẫu và đặc điểm bề mặt vật liệu.
Kính hiển vi nổi thường cung cấp độ phóng đại thấp hơn và lý tưởng cho các mẫu vật lớn hơn, chẳng hạn như côn trùng, thực vật và khoáng chất. Các thành phần chính bao gồm:
Kính hiển vi nổi chủ yếu sử dụng hai phương pháp chiếu sáng:
Ưu điểm:
Hạn chế:
Trường sáng là phương pháp ánh sáng truyền qua phổ biến nhất, trong đó ánh sáng đi trực tiếp qua mẫu. Các vùng đậm đặc hơn hấp thụ hoặc tán xạ ánh sáng, tạo ra độ tương phản với nền sáng.
Ưu điểm: Đơn giản, tiết kiệm chi phí và được ứng dụng rộng rãi.Nhược điểm: Độ tương phản thấp đối với các mẫu không nhuộm màu; độ phân giải hạn chế.
Ứng dụng: Hình thái tế bào, phân tích tế bào máu và kiểm tra vi cấu trúc vật liệu.
Trường tối chặn ánh sáng trực tiếp, chỉ cho phép các tia xiên tán xạ khỏi các đặc điểm của mẫu. Điều này tạo ra các chi tiết sáng trên nền tối, lý tưởng cho các mẫu trong suốt như vi khuẩn và tế bào sống.
Ưu điểm: Độ tương phản cao mà không cần nhuộm màu; phát hiện các hạt nhỏ.Nhược điểm: Độ sáng thấp; dễ bị tạo tác.
Ứng dụng: Vi sinh học, chẩn đoán y tế và khoa học môi trường.
Chiếu sáng xiên sử dụng ánh sáng góc cạnh để tăng cường độ tương phản cạnh, mang lại sự cân bằng giữa trường sáng và trường tối.
Ưu điểm: Góc có thể điều chỉnh; độ tương phản vừa phải.Nhược điểm: Có thể tạo bóng; ít tương phản hơn trường tối.
Ứng dụng: Địa hình bề mặt trong khoa học vật liệu và phân tích mô sinh học.
Ánh sáng phân cực tiết lộ các vật liệu lưỡng chiết (dị hướng) bằng cách phân tích các mẫu giao thoa ánh sáng, tạo ra màu sắc sống động và các chi tiết cấu trúc.
Ưu điểm: Độ tương phản cao cho các mẫu dị hướng; không cần nhuộm màu.Nhược điểm: Giới hạn đối với các vật liệu lưỡng chiết; thiết lập phức tạp.
Ứng dụng: Khoáng vật học, khoa học polyme và nghiên cứu mô sinh học.
Kính hiển vi nổi hiện đại có các đế mô-đun cho phép chuyển đổi nhanh chóng giữa các chế độ chiếu sáng (ví dụ: trường sáng sang trường tối), tăng cường hiệu quả quy trình làm việc.
Kính hiển vi kỹ thuật số kết hợp với xử lý ảnh (ví dụ: tăng cường độ tương phản, giảm nhiễu) cải thiện độ rõ nét và cho phép phân tích định lượng.
Những tiến bộ về độ phân giải, tốc độ chụp ảnh và tự động hóa do AI điều khiển sẽ tiếp tục tinh chỉnh kính hiển vi ánh sáng truyền qua.
Quan sát ánh sáng truyền qua là không thể thiếu trong kính hiển vi nổi, cung cấp các kỹ thuật linh hoạt để nghiên cứu các mẫu vật đa dạng. Bằng cách tận dụng các công nghệ tiên tiến, các nhà nghiên cứu có thể tối ưu hóa việc thu thập dữ liệu và thúc đẩy tiến bộ khoa học.
