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2.4 : Autres types de microscopie - Biologie


2.4 : Autres types de microscopie

Les types de microscopie suivants sont utilisés pour l'examen des micro-organismes, y compris les bactéries :

La microscopie optique, comme son nom l'indique, utilise la lumière transmise naturelle ou artificielle comme source de lumière. Le pouvoir de résolution du microscope est un élément important de la microscopie optique. C'est la capacité du système de lentilles à distinguer deux objets rapprochés en tant qu'entités distinctes et séparées. Elle dépend de la longueur d'onde de la lumière utilisée pour éclairer l'objet et de l'ouverture numérique du microscope. C'est environ la moitié de la longueur d'onde de la lumière utilisée. Par exemple, la plus petite particule qui peut être résolue par la lumière jaune avec une longueur d'onde de 0,4 m m est d'environ 0,2 m m. L'utilisation appropriée du condenseur qui focalise la lumière sur le plan de l'objet facilite l'optimisation du pouvoir de résolution du microscope. Le pouvoir de résolution du microscope est encore amélioré en ajustant le milieu à travers lequel la lumière passe entre l'objet et l'objectif. L'utilisation de huile d'immersion, dont l'indice de réfraction est similaire à celui du verre, améliore la résolution du microscope. L'ouverture numérique du microscope est définie comme la puissance de collecte de lumière du microscope. Les différents types de microscopie optique comprennent (une) microscopie à fond clair, (b) microscopie à fond noir, (c) microscopie à contraste de phase, et () microscopie interférentielle.

1. Microscopie à fond clair : La microscopie à fond clair (toujours appelée microscopie optique ordinaire) est la forme la plus courante de microscopie optique qui utilise un microscope optique composé. Un microscope optique composé se compose principalement d'un système de lentilles composées qui contient un certain nombre de lentilles d'objectif, telles que des lentilles de faible puissance ( 3 10), de haute puissance ( 3 40) et à immersion dans l'huile ( 3 100). Il contient également une lentille oculaire fixe (oculaire), généralement de 3 10 ou 3 5. Le grossissement final d'un objet est la multiplication de la puissance de la lentille de l'objectif avec celle de l'oculaire (Fig. 2-1). La microscopie à fond clair a de nombreuses utilisations.


Il peut être utilisé pour examiner des films humides ou une « goutte suspendue » pour démontrer la motilité des bactéries flagellées (par exemple,Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, etc.) et les protozoaires (par exemple, Trichomonas vaginalis, Giardia intestinalis, etc.). La préparation humide est également utile pour la démonstration de micro-organismes dans l'urine ou les matières fécales, ainsi que pour la détection de champignons dans la peau. Elle est utile pour la démonstration des détails structurels.

Il est également utile pour mesurer la taille approximative des bactéries, des champignons et des protozoaires dans les préparations colorées.

2. Microscopie à fond noir : La microscopie à fond noir utilise un microscope à fond noir, un type spécial de microscope optique composé. Le condenseur à fond noir avec une butée circulaire centrale, qui illumine l'objet avec un cône de lumière, est la partie la plus essentielle du microscope à fond noir. Ce microscope utilise la lumière réfléchie au lieu de la lumière transmise utilisée dans le microscope optique ordinaire (Fig. 2-2). Il empêche la lumière de tomber directement sur l'objectif. Les rayons lumineux tombant sur l'objet sont réfléchis ou dispersés sur la lentille de l'objectif avec pour résultat que les micro-organismes apparaissent vivement colorés sur un fond sombre. La microscopie à fond noir a les utilisations suivantes :


· Il est utile pour la démonstration de bactéries très minces (telles que les spirochètes) non visibles sous un éclairage ordinaire, car la réflexion de la lumière les fait paraître plus grandes. Il s'agit d'une méthode fréquemment utilisée pour la démonstration rapide de Treponema pallidumdans des spécimens cliniques.

· Il est également utile pour la démonstration de la motilité des bactéries flagellées et des protozoaires.

3. Microscopie à contraste de phase : La microscopie à contraste de phase utilise un système optique spécifique qui convertit les différences


en phase dans un organisme en différences d'intensité lumineuse, produisant ainsi un contraste clair et sombre dans l'image (Fig. 2-3).

Le système optique comprend un condenseur spécial et une lentille d'objectif qui peuvent être montés sur un microscope optique ordinaire pour le convertir en un microscope à contraste de phase. La microscopie à contraste de phase a les utilisations suivantes :

o Il est extrêmement utile pour l'examen des micro-organismes vivants, en particulier les protozoaires (par exemple, T. vaginalis, Entamoebahistolytica, etc.)

o Il est utile pour examiner les structures internes d'une cellule vivante en améliorant le contraste et en différenciant les structures au sein de la cellule qui diffèrent par leur épaisseur et leur indice de réfraction.

4. Microscopie interférentielle : Il s'agit d'une autre application spécialisée de la microscopie optique utilisée pour démontrer les organ-elles cellulaires. Il est également utile pour la mesure quantitative des constituants chimiques des cellules, tels que les protéines, les lipides et les acides nucléiques.


Classification par lentilles

En fonction du nombre de lentilles utilisées pour le grossissement d'un échantillon donné, les microscopes peuvent être simples ou composés.

Microscope simple

Un microscope simple utilise le pouvoir grossissant d'une seule lentille ou d'un groupe de lentilles travaillant ensemble comme une unité. Le principe d'un microscope simple est aussi simple que son nom l'indique. Une seule lentille appelée loupe est placée à une distance particulière du spécimen. Le pouvoir grossissant de l'appareil peut alors être exprimé par l'équation,

Où, D est la distance entre l'échantillon et la lentille et F est la distance focale de la lentille. Les lentilles utilisées dans un microscope simple peuvent varier entre des lentilles biconvexes (courbes des deux côtés) ou plano-convexes (courbes d'un côté). Dans la conception de l'appareil, la distance focale est réduite au minimum pour augmenter son pouvoir grossissant.

Cependant, le grossissement maximal pouvant être atteint par ces appareils, même en utilisant les objectifs modernes d'aujourd'hui, est limité à 300X.

Ces microscopes ne sont pas couramment utilisés aujourd'hui en raison de leur résolution limitée. Cependant, des microscopes simples communément appelés microscopes à dissection construits avec une seule lentille biconvexe restent utilisés dans les laboratoires de biologie.

L'échantillon à agrandir est placé sur une petite plate-forme surélevée au-dessus de la lentille et un miroir concave est utilisé pour focaliser la lumière sur l'échantillon. La distance entre l'échantillon et la lentille peut alors être ajustée pour produire une image droite, virtuelle et agrandie.

Microscope composé

Un microscope composé est construit avec deux lentilles convexes ou plus. Un ou plusieurs objectifs grossissent l'image qui est ensuite résolue à l'aide d'un oculaire secondaire. Généralement, l'objectif a une ouverture et une distance focale plus courtes que l'oculaire.

Les lentilles sont placées coaxialement aux deux extrémités d'un tube optique, avec une réflexion de la lumière entre les deux. Par conséquent, ces dispositifs sont également appelés microscopes à réflexion.

Un système d'éclairage qui transmet la lumière est placé avec un condenseur qui focalise la lumière juste sous l'échantillon.

L'échantillon à agrandir est placé entre le centre de courbure et la distance focale de l'objectif pour produire une image réelle, inversée et agrandie. L'image inversée est ensuite résolue par l'oculaire pour produire une image virtuelle, dressée et agrandie qui peut être vue par l'observateur. C'est mon microscope personnel et c'est le premier microscope réel que j'ai acheté après avoir joué avec des microscopes bon marché. Il a tout ce dont vous avez besoin si vous envisagez la microscopie comme un passe-temps.

Le grossissement produit par un tel dispositif peut être calculé par l'équation M = L/f0 (1+D/f ), où f0 et f sont respectivement les distances focales de l'objectif et de l'oculaire. L est la longueur du tube optique et D est la distance minimale entre l'oculaire et l'objectif qui produit une image distincte.

Les microscopes simples sont criblés d'aberrations chromatiques et de résolution limitée. Cependant, ces problèmes n'ont été accentués que dans les microscopes composés en raison des défauts additifs de deux lentilles. Au début du XVIIIe siècle, l'aberration chromatique a été résolue par le développement de lentilles à correction de couleur qui ont considérablement amélioré la résolution des microscopes composés.

Les microscopes composés de base sont monoculaires, constitués de tubes optiques simples. Un tube binoculaire peut être monté sur l'oculaire pour aider l'observateur à voir l'image à travers les deux yeux. Cependant, les microscopes composés les plus avancés sont conçus avec deux objectifs indépendants et des oculaires installés aux extrémités de deux tubes optiques, permettant à l'observateur de voir une image en trois dimensions.


Quels sont les différents types de microscopes ?

Il existe principalement deux types de microscopes –
1) Microscope optique
2) Microscope électronique
Le microscope optique est de deux types, le microscope optique simple et le microscope optique complexe.
Il existe deux types de microscope électronique, tels que le microscope électronique Sem ou à balayage et le microscope électronique Tem ou à transmission.

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Quels sont les 5 types de microscopes et leurs utilisations

Vous êtes-vous déjà demandé à quoi ressemblent les plus petites choses de près ? D'un grain de sucre dans votre café, d'une mèche de cheveux ou des cellules de vos joues, vous ne pouvez pas voir ces choses et les examiner de près à l'œil nu. Si ces éléments sont déjà difficiles à inspecter, qu'en est-il des plus petites parties d'un organisme et d'autres choses qui semblent presque invisibles ? C'est à ça que servent les microscopes.

Qu'est-ce qu'un microscope ?

Un microscope, des mots grecs anciens mikros ou "petit" et skopeîn ou « regarder ou voir » est un outil utilisé pour voir des objets plus petits que l'œil humain peut voir. La microscopie est le domaine d'étude scientifique utilisé pour étudier des structures et des objets minuscules au microscope.

C'est au XVIe siècle que le premier microscope composé a été découvert et attribué à Zacharias Janssen. En plaçant un objet au bout d'un tube et en plaçant deux lentilles en haut et en bas du tube, Zacharias et son père Hans ont réalisé que l'objet était grossi. Grâce à cette découverte, d'autres percées et innovations ont été développées qui ont conduit aux microscopes que nous utilisons aujourd'hui.

Comment fonctionnent les microscopes ?

Les microscopes les plus élémentaires utilisés dans diverses institutions aujourd'hui utilisent une série de lentilles qui collectent, réfléchissent et focalisent la lumière dans le spécimen, qui est l'objet à inspecter. Sans la présence de lumière, les microscopes ne fonctionneront pas. Ce type de microscope est généralement utilisé dans les centres de recherche, les écoles et les hôpitaux.

L'utilisation de différentes lentilles de microscope favorise le grossissement sans altérer la qualité de l'image produite. Outre le grossissement de l'objectif, il est également important d'identifier le champ de vision du microscope pour mesurer avec précision la taille de votre échantillon. De plus, la plupart des microscopes ont des lentilles binoculaires composées de deux lentilles et d'un prisme pour diviser l'image sur les deux oculaires où vous pourrez jeter un coup d'œil.

À une autre extrémité du microscope se trouvent des lentilles d'objectif qui sont chargées de collecter et de concentrer la lumière dans l'échantillon. Ces lentilles d'objectif ont des forces variables qui peuvent être utilisées une à la fois en ajustant la tourelle nasale.

Un instrument appelé oculaire grossit l'objet en changeant la longueur d'onde de la lumière qui est utilisée dans l'instrument pour le faire fonctionner. Il existe de nombreux types d'oculaires, chacun capable de différentes tâches. Les oculaires les plus courants sont ceux qui utilisent la technologie à déplacement de gaz pour fournir de la lumière. Le prochain oculaire commun est le modèle à gaz corrigé. Le troisième oculaire commun est le modèle à cellule photoélectrique.

D'autres types d'oculaires existent et sont utilisés en fonction des besoins de l'expérience en cours. En apprenant comment fonctionne un microscope, les chercheurs pourront utiliser ces oculaires dans leurs expériences, offrant ainsi de meilleurs moyens d'étudier la nature et son fonctionnement.

Les microscopes sont généralement alimentés par des piles ou par des mécanismes mécaniques pour permettre l'observation d'objets jusqu'à 10 fois plus petits que leur taille d'origine. Si un échantillon microscopique n'est pas manipulé correctement ou de manière inappropriée, il peut déformer l'image et donner des résultats trompeurs. Par conséquent, il est important d'utiliser le bon type de microscope et de le manipuler correctement pour visualiser l'objet que vous avez choisi.

Voici cinq types de microscopes, leurs qualités spécifiques et leurs utilisations :

Un microscope simple est simplement une grande loupe avec une distance focale plus courte qui a un miroir convexe avec une petite zone focale. Les exemples les plus courants de ce type d'appareil sont l'objectif portatif et l'objectif oculaire.

Lorsqu'un matériau est maintenu près de la lentille du microscope, sa mise au point est créée et l'objet d'origine devient agrandi et plus droit. Ensuite, il se concentre sur une partie du matériau en rapprochant les deux bords de la lentille. Cela crée une image plus petite et plus focalisée du matériau que la zone plus grande.

Comme il ne s'agit que d'un simple microscope, il n'a qu'un seul niveau de grossissement en fonction de l'objectif utilisé. Par conséquent, les microscopes simples ne sont utilisés que pour lire et agrandir des éléments non complexes. Par exemple, vous pouvez utiliser une loupe pour zoomer sur les détails d'une carte.

Un microscope composé est le type de microscope le plus couramment utilisé aujourd'hui, dont le mécanisme est expliqué plus haut. Il s'agit essentiellement d'un microscope doté d'un objectif ou d'une caméra avec un milieu composé entre les deux. Ce milieu composé permet des grossissements à une échelle très fine.

Alors que le microscope simple ne nécessite que la lumière naturelle pour voir l'objet, un microscope optique composé a besoin d'un illuminateur pour voir l'échantillon. Voici les spécifications de base d'un microscope composé :

  • Grossissement: Il s'agit de faire paraître le spécimen plus grand à travers le microscope en zoomant dans les lentilles. Le grossissement est une propriété quantifiée qui va de 40x, 100x, 400x et jusqu'à 1000x.
  • Résolution: Il s'agit de la qualité de l'image capturée par l'objectif du microscope composé. Une résolution plus élevée signifie que l'image sera plus claire et plus détaillée. En outre, il a une clarté visuelle améliorée car il a plus de couches de grossissements.
  • Contraste: Comme en photographie, l'obscurité de l'arrière-plan par rapport à la mise au point ou à l'échantillon est appelée contraste. Un excellent contraste est généralement obtenu en colorant l'échantillon afin que ses couleurs ressortent lorsqu'elles sont vues au microscope.

Les microscopes composés sont extrêmement utiles pour la recherche dans différents domaines. Il a eu un grand impact sur la science et la technologie en général. Certaines de ses utilisations populaires sont lors de la visualisation d'un spécimen scientifique à des fins éducatives et de recherche. Si vous envisagez d'étudier en faculté de médecine, vous rencontrerez souvent ce type de microscope dans vos cours.

Le microscope stéréo, à dissection ou microscope stéréoscopique, est une version de microscopie optique conçue spécifiquement pour l'imagerie à faible grossissement d'un échantillon biologique. Il fonctionne en réfléchissant la lumière sur la surface du spécimen plutôt que de la transmettre à travers son support.

Ce type de microscope est souvent utilisé dans les laboratoires de chimie où des images tridimensionnelles plus détaillées sont nécessaires, ce qui serait possible avec un microscope électronique ou un autre microscope à haute puissance. Alors que la technologie de la stéréomicroscopie existe depuis plus de 100 ans, les stéréomicroscopes n'ont vu le jour que récemment en laboratoire et peuvent produire des images de meilleure qualité que jamais auparavant.

De nombreuses personnes choisissent les stéréoscopes par rapport à d'autres modèles de microscopes, car ils peuvent produire des images de meilleure qualité en fonction des besoins de chacun. De plus, ces modèles de microscope nécessitent moins d'entretien et sont peu coûteux. Les applications de microscope stéréo impliquent des exigences microscopiques moins approfondies, telles que la visualisation des matériaux de fabrication, le travail sur les circuits imprimés, la dissection et l'inspection.

Un microscope électronique à balayage est un type très populaire de microscopes électroniques à balayage, qui produit des images d'un matériau en balayant l'échantillon avec un faisceau d'électrons à haute puissance. Les électrons interagissant avec les atomes dans l'échantillon créent différents signaux qui contiennent des données sur la structure et la topographie du matériau. Les images produites à l'aide de ces instruments de microscope sont très précises et peuvent être visualisées en haute résolution à l'aide d'un oculaire ou d'une loupe de microscope.

Pour obtenir des résultats appropriés à partir d'un SEM, l'échantillon ou le spécimen doit avoir une conduction électrique pour que les électrons rebondissent sur sa surface, produisant ainsi une image claire. Pour que l'échantillon devienne suffisamment conducteur d'électricité, il est recouvert d'une fine couche de métaux comme l'or.

Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour améliorer la qualité d'image du SEM, telles que : l'imagerie par fluorescence, la microscopie électronique à pointe, le balayage multifaisceaux et l'utilisation de cristaux colloïdaux.

De plus, il est important d'utiliser le microscope en bon état de fonctionnement car cela réduira la qualité des images que vous recevez. Avec toutes ces choses en place, vous pouvez avoir un excellent instrument qui vous permettra de visualiser et d'examiner le plus petit échantillon possible.

Vous trouverez ci-dessous les meilleures applications et utilisations d'un microscope électronique à balayage :

  • Inspection des semi-conducteurs
  • La science des matériaux
  • La science médicale
  • Échantillonnage de sol et de roche
  • Nanofils pour la détection de gaz
  • De l'art
  1. Microscope électronique à transmission (MET)

La microscopie électronique à transmission est une méthode de microscopie optique dans laquelle un faisceau électrique d'électrons est transmis à travers un échantillon non coloré pour créer une image optique de l'échantillon. Au lieu d'envoyer des électrons pour balayer et rebondir sur l'échantillon comme le font les SEM, les MET permettent aux électrons de traverser l'échantillon mince. L'échantillon est généralement une tranche ultrafine de moins de 50 micromètres d'épaisseur ou une suspension d'électrolyte suspendue sur une grille de plaques en forme de grille.

Contrairement aux microscopes composés ordinaires, les MET ont un grossissement incroyable qui est peut-être 10 000 fois supérieur à celui des microscopes optiques, permettant aux chercheurs de visualiser des spécimens exceptionnellement petits. Il peut même illustrer l'arrangement des atomes au sein d'un échantillon.

En raison de la sophistication des TEM, ils sont extrêmement techniques et coûteux. Les étudiants n'ont généralement pas accès à ce type de microscope car il s'agit de scientifiques effectuant des travaux exigeants impliquant le domaine de la nanotechnologie, de la recherche médicale, des sciences de la vie, de la recherche biologique, de la recherche sur les matériaux, de la gemmologie et de la métallurgie.

Cependant, les échantillons nécessitent une préparation détaillée où il doit être placé dans une chambre à vide. Ainsi, les échantillons vivants tels que les protozoaires ne peuvent pas être examinés sous MET. alors que les échantillons peuvent être colorés ou recouverts de produits chimiques pour protéger leur structure, il y a plus de chances que le microscope détruise toujours l'échantillon. Malgré ces inconvénients, les apports des microscopes électroniques à transmission sont inégalés.

D'innombrables manières possibles, les microscopes ont tant à offrir à la science. Grâce aux microscopes, les études et apprentissages nécessitant un grossissement de l'objet peuvent être exécutés correctement. Les microscopes jettent également les bases d'autres développements scientifiques à venir. À mesure que la compréhension mondiale de la technologie augmente, il faudra peut-être un certain temps avant que les microscopes ne se transforment en de nouveaux types avec encore plus de potentiel que ce qui est présent aujourd'hui.

À propos de l'IMA

International Medical Aid offre des opportunités de stages dans le monde entier aux étudiants et aux cliniciens qui cherchent à élargir leurs horizons et à faire l'expérience des soins de santé au niveau international. Ces participants au programme ont l'opportunité unique d'observer les prestataires de soins de santé lorsqu'ils traitent des personnes qui vivent dans des régions éloignées et mal desservies et qui n'ont pas facilement accès à des soins médicaux. International Medical Aid fournit également des conseils d'admission dans les facultés de médecine aux personnes qui postulent aux programmes des facultés de médecine et des écoles d'AP. Nous examinons les candidatures primaires et secondaires, offrons des conseils pour les déclarations personnelles et les essais, et effectuons des simulations d'entretiens pour vous préparer aux comités d'admission qui vous interrogeront avant de vous accepter dans leurs programmes. IMA est là pour vous fournir les outils dont vous avez besoin pour faire avancer votre carrière et élargir vos opportunités dans le domaine de la santé.


Applications de microscope à fluorescence

La microscopie à fluorescence est largement utilisée en microbiologie diagnostique et en écologie microbienne (pour le dénombrement des bactéries en milieu naturel).

Spécimen coloré aux anticorps fluorescents montrant de nombreux, Toxoplasme sp. tachyzoïte
(Crédit image : CDC)


Voir la vidéo: MÉTHODE: Calculer la taille réelle dune cellule ou dun micro-organisme (Janvier 2022).