Bài giảng Thiết bị xét nghiệm vi sinh

Ế

Ệ

Ị

THI T B XÉT NGHI M VI SINH

I.L CH S : Ử

Ị

c phát • Nh ng kính hi n vi ban đ u đ ể ữ ầ

ượ Middelburg, Hà Lan ở

i th t o kính là Hans

ễ

i đ u tiên xây d ng nên ự

ữ ữ

ộ

ể ặ

minh vào năm 1590 [1]. Ba ng ợ ạ ườ i đã phát tri n các kính Lippershey (ng ể ườ vi n v ng tr c đó), Zacharias Janssen, ướ ọ cùng v i cha c a h là Hans Janssen là ọ ủ ớ nh ng ng ườ ầ nh ng kính hi n vi s khai. Năm 1625, ơ ể i xây d ng m t Giovanni Faber là ng ự ườ kính hi n vi hoàn ch nh đ t tên là Galileo ỉ Galilei [2].

• 1590-1608- Zacharias Janssen l n đ u ầ ầ

tiên l p ghép kính hi n vi. ể ắ

ệ i vi sinh v t (mà ông g i là ế ớ ể ậ ọ

ườ

i xây ặ ự ể ộ ỉ

• 1676- Antony van Leeuwenhoek (1632- 1723) hoàn thi n kính hi n vi và khám phá ra th gi anmalcules). Năm 1625, Giovanni Faber là ng d ng m t kính hi n vi hoàn ch nh đ t tên là Galileo Galilei [2].

• Các c u trúc c a kính hi n vi quang h c ti p t c

ấ

ủ

ể

ế ộ

ổ ế

ọ ể ơ ở

ượ ượ ử ụ

ở

ữ ắ ầ

ể

ọ ở

ề

ớ

ế

ể

t b ế ị

ề

ể ả ế

ế ụ ể đ c phát tri n ti p theo đó, và kính hi n vi ch ỉ Italia, đ c s d ng m t cách ph bi n h n Anh qu c, Hà Lan vào nh ng năm 1660, 1670. ố Italia b t đ u s d ng kính Marcelo Malpighi ử ụ ph i. hi n vi đ nghiên c u c u trúc sinh h c ổ ứ ể ấ Đóng góp l n nh t thu c v nhà phát minh ng i ườ ộ ấ i đã phát Hà Lan Antoni van Leeuwenhoek, ng ườ bào h ng c u và tri n kính hi n vi đ tìm ra t ầ ồ ể tinh trùng và đã công b các phát hi n này [3]. ệ ố Các phát tri n ban đ u v kính hi n vi là thi ầ quang h c s d ng ánh sáng kh ki n và các th u kính th y tinh đ quan sát.

ể ọ ử ụ ủ

ể

ấ

ạ ể

ể ở ầ

ự

ộ ố

ạ ể

ể

• Đ u th k 20, k thu t hi n vi t o s ầ ậ ự ỹ ế ỷ nh y v t v i s ra đ i c a các kính hi n vi ờ ủ ả ể ọ ớ ự đi n t , mà m đ u là kính hi n vi đi n t ệ ử ệ ử c phát minh năm 1931 b i truy n qua đ ở ượ ề Đ c [4], và Max Knoll và Ernst Ruska ở ứ sau đó là s ra đ i c a kính hi n vi đi n ệ ể ờ ủ quét... Cu i th k 20, m t lo t các k t ỹ ế ỷ ử c phát tri n nh thu t hi n vi khác đ ư ượ ậ kính hi n vi quét đ u dò, hi n vi quang ầ h c tr ọ ể ể ườ ng g n... ầ

ờ ạ

ỉ ể

• Năm 1938, kính hi n vi đi n t i M . ra đ i t ỹ ệ ử ể i t v t th t ng ch có th phân bi ể ớ ệ ậ c 106 Å(angstrom), 1 Å = 0,1nm ườ ướ

ể ườ

ạ ượ ọ ầ

c 500 l n, t c phân bi ứ ệ ể

ọ ầ ộ

ể

t rõ nét nh ng h t t có th phóng đ i 40.000 l n, th m ầ c 2-3 Å, nh ng ch ỉ ư 20 Å tr ở ạ ừ ữ ể ệ

M t th ắ kích th (nanomètre), hay = 1.0 × 10-10 met. ng có th Kính hi n vi quang h c thông th ể t đ c phóng đ i đ ệ ượ 2000 Å. Kính hi n vi quang h c hi n đ i ạ nh t có đ phóng đ i 2.500 l n. Kính hi n vi ể ấ ạ đi n t ậ ạ ệ ử t đ chí có th phân bi ệ ượ ể có th phân bi lên.

II.NGUYÊN LÝ H AT Đ NG:

Ộ

Ọ

• Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa KHV

• Caùc boä phaän chuû yeáu cuûa KHV tröôøng saùng bao goàm vaät kính vaø thò kính. Vaät kính O1 laø moät heä thaáu kính quang hoïc phöùc taïp, taùc duïng nhö moät thaáu kính hoäi tuï coù tieâu cöï raát nhoû (vaøi mm), thò kính O2 cuõng laø thaáu kính hoäi tuï quang hoïc coù tieâu cöï lôùn hôn ñaët caùch O1 moät khoaûng raát lôùn so vôùi hai tieâu cöï cuûa chuùng.

nhö sau :

Kính hieån vi quang hoïc tröôøng saùng • Ca á u t a ïo v a ø n g u y e â n t a é c h o a ït

A2 A1

ñ o ä n g :

• Vaät nhoû AB phaûi quansaùt ñöôïc

ñaët tröôùc tieâu ñieåm F2 cuûa vaät kính (töùc naèm ngoaøi tieâu cöï) vaø raát gaàn tieâu ñieåm vaät kính O1 seõ cho moät aûnh thöïc A1B1 cho ngöôïc chieàu lôùn hôn vaät. A1B1 ñoùng vai troø vaät ñoái vôùi thò kính O2 vaø cho aûnh aûo A2B2, aûnh aûo naøy lôùn gaáp nhieàu laàn A1B1 vaø gaáp boäi laàn AB.Ñaët maét sau thò kính ta seõ quan saùt ñöôïc aûnh aûo naøy. Muoán nhìn roõ ñöôïc aûnh aûo A2B2 ta phaûi ñieàu chænh vaät AB vôùi kính (hoaëc ñieàu chænh kính ñoái vôùi vaät) sao

cho aûnh A2B2 naèm trong khoaûng

nhìn roõ nhaát cuûa maét (hình 5-4)

• * Naêng suaát phaân li cuûa kính

hieån vi

min

• Chuùng ta ñaõ bieát caùc tia saùng

cuõng nhö caùc chuøm ñieän töû coù cuøng vaän toác khi ñi qua moät khe heïp ñeàu bò thay ñoåi phöông truyeàn do hieän töôïng nhieãu xaï. Nhôø coù hieän töôïng nhieãu xaï vaø vaän duïng tieâu chuaån Rayleigh ngöôøi ta ñaõ xaùc ñònh ñöôïc khaû naêng phaân li cuûa caùc duïng cuï hieån vi :

• Naêng suaát phaân li cuûa duïng cuï

hieån vi laø moät ñaïi löôïng cho bieát khaû naêng phaân li hai ñieåm coù khoaûng caùch nhoû nhaát (côõ m m). Naêng suaát phaân li caøng lôùn thì khaû naêng phaân giaûi caøng cao. Thí duï hai ñieåm saùng coù khoaûng caùch laø l qua kính hieån vi cho 2 aûnh nhieãu xaï coù cöïc ñaïi trung taâm vôùi cöôøng ñoä phaân boá treân hình 5-6.Caùc ñöôøng ñaäm neùt laø cöôøng ñoä saùng toång hôïp.

• Töø ñaây deã daøng thaáy khaû

naêng phaân li 2 ñieåm saùng khi khoaûng caùch d giöõa hai ñænh cuûa hai cöïc ñaïi trung taâm phaûi lôùn hôn baùn kính vaân saùng trung taâm töùc laø d>p, khi p thì khoâng coù khaû naêng phaân li nöõa. Nhö vaäy, phaûi coù dmin ñeå cho KHV coøn coù khaû naêng phaân ly. Chuùng ta ñaõ bieát :

q r

F. 221 ,

f

2 r

l • neân ‡

d

221 ,

f

2 r

• ngöôøi ta ñaõ chöùng minh ñöôïc

vôùi ñieàu kieän treân thì:

,610=

sin.n

 • laø khoaûng caùch giöõa hai ñieåm saùng maø maét coøn phaân bieät ñöôïc. Neáu goïi naêng suaát phaân li cuûa KHV laø S thì noù laø ñaïi löôïng nghòch ñaûo cuûa I min (khoaûng caùch nhoû nhaát giöõ a hai dieåm saùng)

S =



610= ,

min

1 

min

• vôùi q

sin.n

• n: chieát suaát moâi tröôøng ñaët

" vaät quan saùt q : goùc leäch cuûa tia saùng hoaëc chuøm ñieän töû vôùi truïc chính l : böôùc soùng

• Töø (1-7) chuùng ta thaáy muoán

min

min coù S lôùn thì phaûi nhoû, nhoû khi n, q laø lôùn vaø caøng beù caøng toát. Chính vì vaäy chuøm ñieän töû coù böôùc soùng lieân keát raát nhoû neân KHV ñieän töû coù khaû naêng phoùng ñaïi lôùn hôn (105 laàn )KHV quang hoïc.

» Ñ o ä p h o ù n g ñ a ïi c u û a

k ín h h ie å n v i :

2 k

BA 1 1 AB

BA 2 AB

2 k

.k 2

1

• Ñaïi löôïng ñaëc tröng thöôøng duøng nhaát cuûa KHV laø ñoä BA phoùng ñaïi – tyû soá ñoä lôùn aûnh 2 BA cuoái cuøng treân ñoä lôùn vaät 1 1 BA 1 1 AB

BA 2 BA 1 1

• Maø

laø ñoä phoùng ñaïi cuûa thò kính

vaø vaät kính

• Vaäy ñoä phoùng ñaïi cuûa KHV laø :

=

k

2 1 k • Goïi khoaûng caùch giöõa tieâu

ñieåm chính thöù hai cuûa vaät kính vaø tieâu ñieåm chính thöù cuûa thò kính laø laø ñoä daøi quang hoïc cuûa KHV.

• f1 tieâu cöï thöù hai cuûa vaät kính • f2 tieâu cöï thöù hai cuûa thò kính

• Ngöôøi ta ñaõ chöùng minh ñöôïc

ñoä phoùng ñaïi cuûa KHV xaùc ñònh theo coâng thöùc sau:

KKK

(

25 cm

)

.

V

T

 0

 0 'f

2 'f 1

• Coâng thöùc 1-9 cho bieát vôùi , l coá ñònh thì caùc heä quang hoïc coù tieâu cöï caøng ngaén ñoä phoùng ñaïi caøng lôùn.

• Tuy nhieân, vieäc giaûm tieâu cöï cuûa vaät kính vaø thò kính cuõng bò giôùi haïn hieän töôïng nhieãu xaï cuûa aùnh saùng trong kính hieån vi, bôûi vì vôùi tieâu cöï f1 vaø f2 quaù beù seõ khoâng coøn khaû naêng phaân bieät ñöôïc hai ñieåm saùng naèm gaàn nhau

Ñoä töông phaûn

• Ñoä töông phaûn laø söï khaùc

nhau giöõa cöôøng ñoä saùng treân aûnh cuûa vaät vaø moâi tröôøng xung quanh hoaëc giöõa caùc phaàn khaùc nhau treân aûnh. Ñoä töông phaûn caøng lôùn thì aûnh caøng roõ neùt. Khi cho aùnh saùnh coù böôùc soùng xaùc ñònh chieáu vaøo vaät caàn quan saùt thì ñoä töông phaûn theå hieän söï haáp thuï khaùc nhau giöõa caùc phaàn caàn nghieân cöùu vôùi moâi tröôøng xung quanh. Muoán quan saùt nhaân vaø baøo töông cuûa

teá baøo thì cöôøng ñoä saùng ñi

qua nhaân vaø qua baøo töông

phaûi khaùc nhau

• Do ñaëc ñieåm rieâng cuûa caùc caáu truùc, khaû naêng haáp thuï naêng löôïng cuûa chuùng seõ khaùc nhau. Tuy nhieân trong thöïc teá coù nhöõng ñoái töôïng soáng coù möùc ñoä haáp thu naêng löôïng aùnh saùng gioáng nhau vôùi moâi tröôøng xung quanh, do ñoù ñoä töông phaûn cuûa aûnh keùm vaø aûnh khoâng roõ. Ñeå giaûi quyeát vaán ñeà naøy ngöôøi ta nhuoäm vaät nghieân cöùu, vaät haáp thuï thuoác nhuoäm khaùc haún vaø ñoä töông phaûn cuûa aûnh seõ ñöôïc taêng leân. Nhöng vieäc nhuoäm

tieâu baûn laøm cheát teá baøo neân

khoâng theå quan saùt tröïc tieáp

caùc hoaït ñoäng soáng cuûa teá

baøo

CÁC L AI KÍNH HI N VI:

Ọ

Ể

ế ả

• 1 . K ín h h ie å n v i k h k i n : : • Kính hieån vi khả kiến ( KHV quang

hoïc tröôøng saùng) laø loaïi KHV coù nguoàn chieáu laø nguoàn phaùt aùnh saùng traéng vaø thaáu kính laøm baèng thuyû tinh trong suoát.

ậ ơ ọ

ồ ộ • Kính hi n vi g m hai b ph n c h c và ậ

ộ ơ ọ ẳ ể ọ ộ ố

ắ ở ắ ở ầ i ướ

ồ ố trên đ u d đ l p v t kính, mâm ậ

ể ng kính có 4 l ụ

ụ ồ

ề ằ ở ố ế ế

quang h c. B ph n c h c bao g m ng kính là m t ng tròn, th ng, l p kính hi n vi; mâm v t kính l p ậ ố ỗ ể ắ xoay quanh tr c c a ng kính theo chi u ủ ố kim đ ng h . Tr kính hình cung n m ồ gi a ng kính và đ kính. Đ kính n i ti p ế ữ ố v i tr kính. ớ ụ

• ỉ ố ố ấ

ấ ồ ằ

ố ở ứ

ậ ụ ủ ố

ớ

ấ ỏ ộ ỗ

t ừ ụ ọ ộ

quang r i lên và có m t xa t dùng đ di chuy n lam kính soi c đi u ch nh g m có c vĩ c p và c vi Ố ề c p, c vĩ c p n m ngoài có tác d ng di ấ ố ụ m c đ l n, chuy n v t kính lên xu ng ộ ớ ể còn tác d ng c a c vi c p di chuy n v t ậ ể kính v i kho ng cách nh ch ng vài ừ ả micromét. Mâm soi có m t l tròn đ ánh ể sáng t tr ượ ể ể

ộ ồ ậ ậ

ậ ạ

ộ ậ

ậ ầ ậ

ạ ộ

ư c l p vào t ữ ừ ậ

ượ ắ ị

ạ ớ

• . B ph n quang h c bao g m v t kính ọ v i hai lo i là v t kính khô và v t kính ớ d u. V t kính d u có đ phóng đ i l n t ạ ớ ừ ầ x90 và x100. V t kính khô soi các v t có ậ đ phóng đ i nh h n nh x8, x10 và x40. ỏ ơ Nh ng v t kính này đ 3-4 l ỗ đ u ng c a mâm v t kính. Th kính l p ắ ở ầ ố ậ ủ kính v i nhi u lo i có đ phóng đ i khác ạ ộ ề nhau nh x5, x10 và x15 ư

ắ ể ụ ướ

ố ề • T quang l p d ẳ

ậ

ụ ả quang ệ ọ ộ

ộ

ặ t quang đ tăng ươ ả ộ

ồ ặ ặ ộ ộ

ặ ả ồ

quang. ng soi c a kính hi n vi đ c ệ ượ ờ ị ể

Ở ủ ệ ố ế

i mâm soi và di chuy n theo chi u th ng lên xu ng v i tác d ng ớ làm t p trung ánh sáng d i lên tiêu b n xét nghi m; ngay trong b ph n t ậ ụ có kèm theo m t chi ể ế ho c gi m đ sáng. G ng soi g m có hai m t, m t m t ph ng và m t m t lõm ẳ có tác d ng ph n chi u ngu n sáng m t ặ ế phòng thí nghi m c tr i lên t ố đ nh, g thay th b ng h th ng đèn chi u sáng lên t ụ ụ ươ ế ằ quang. ụ

ọ

• Trên nguyên lý, kính hi n vi quang h c có i vài ngàn l n, ầ

ể ạ ư ể

ể ạ ớ ớ i c a các kính hi n vi ả ủ ị ớ ạ ố

th t o đ phóng đ i l n t ộ nh ng đ phân gi ộ quang h c truy n th ng b gi i h n b i ề ọ ở ng nhi u x ánh sáng và cho b i: hi n t ở ễ ệ ượ ạ

• v i λ là b

ẩ ướ ộ

ọ ố NA là thông i c a các ả ủ t nh t ch vào ỉ ể

c sóng ánh sáng, ớ s kh u đ . Vì th , đ phân gi ế ộ ố kính hi n vi quang h c t ấ kho ng vài trăm nm. ả

Kính hieån vi töû ngoaïi

• Nguyeân lí vaø caáu taïo cô baûn

gioáng kính hieån vi tröôøng saùng chæ khaùc ôû ñieåm sau ñaây: • Soi tieâu baûn baèng aùnh saùng töû ngoaïi (ñeøn thuûy ngaân).

• Caùc thaáu kính laøm baèng thaïch anh bôûi vì thuûy tinh thöôøng haáp thuï maïnh tia töû ngoaïi coøn thaïch anh khoâng haáp thuï tia töû ngoaïi.

• Coù boä loïc tia töû ngoaïi ñeå taïo ra chuøm tia ñôn saéc bao goàm laêng kính phaân tích, khe loïc vaø laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn (hình 1- 13). Caàn chuù yù khoâng quan saùt treân kính hieån vi töû ngoaïi baèng maét thöôøng vì tia töû ngoaïi coù taùc haïi lôùn tôùi maét. Vì vaäy khi nghieân cöùu baèng kính hieån vi töû ngoaïi phaûi chuïp baèng phim aûnh hoaëc kính aûnh.

• Öu ñieåm chính cuûa tia töû ngoaïi laø tia töû ngoaïi coù böôùc soùng ngaén do ñoù (theo coâng thöùc 1-7) laøm taêng naêng suaát phaân li cuûa kính (coù theå taêng gaáp ñoâi so vôùi kính hieån vi tröôøng saùng), ñoàng thôøi cuõng laøm taêng ñoä töông phaûn cuûa aûnh vì caùc thaønh phaàn caáu truùc cuûa teá baøo nhö protein, acid nucleic haáp thuï maïnh tia töû ngoaïi.

Kính hieån vi huyønh quang

• Nguyeân lí cuûa kính hieån vi

huyønh quang laø döïa vaøo hieän töôïng moät soá chaát khi bò tia töû ngoaïi kích thích seõ phaùt ra aùnh saùng coù böôùc soùng ñaëc tröng cho chính noù. Thí duï dieäp luïc seõ phaùt quang maøu ñoû töôi. Söï phaùt quang cuûa chính vaät caàn nghieân cöùu do taùc duïng cuûa tia töû ngoaïi taïo neân aùnh saùng huyønh quang seõ taïo aûnh cuûa

vaät qua kính hieån vi.

• Töø nguyeân lí naøy chuùng ta thaáy caáu taïo cuûa kính hieån vi huyønh quang coù nhöõng phaàn gioáng kính hieån vi tröôøng saùng vaø kính hieån vi töû ngoaïi, chæ theâm moät boä phaän ngaên tia töû ngoaïi ñeå noù khoâng coù troing thaønh phaàn taïo aûnh cuûa vaät. Coù moät soá thaønh phaàn trong caáu truùc teá baøo nhö protein, acid nucleic... khoâng coù khaû naêng phaùt quang do ñoù phaûi nhuoäm caùc ñoái töôïng ñoù baèng caùc chaát coù

khaû naêng phaùt quang.

4.. Kính hieån vi ñieän töû.

»Ca á u t a ïo :

• Khi xeùt veà naêng suaát phaân li

cuûa kính hieån vi quang hoïc tröôøng saùng, ta ñaõ bieát coâng thöùc sau:

d

2 sinn

• Trong ñoù d laø khoaûng caùch

phaân ly toái thieåu cuûa kính, laø böôùc soùng cuûa aùnh sang chieáu vaøo vaät, n laø chieát suaát cuûa moâi tröôøng giöõa vaät vaø thaáu kính, laø goùc môû cuûa vaät kính. Kính hieån vi seõ coù naêng suaát phaân li caøng lôùn neáu d caøng nhoû. Nhö vaäy, naêng suaát phaân li tæ leä nghòch vôùi vaø tæ leä thuaän vôùi a vaø sin.

• ÔÛ caùc kính hieån vi toát, coù theå ñaït tôùi 70o (). Neáu chuøm saùng chieáu vaøo vaät coù böôùc soùng trung bình 0,5 m vaø duøng vaät kính chìm (nhoû moät gioït daàu baù höông coù chieát suaát 1,3 leân vaät kính, nhö theá ñaõ laøm taêng chieát suaát cuûa moâi tröôøng giöõa vaät kính vaø vaät töø 1 leân 1,3), thì d coù theå ñaït tôùi giaù trò:

d

m160 m,

· ·

40 , , 940312

,

• Xem nhö vaäy, kính hieån vi tröôøng saùng khoâng theå giuùp chuùng ta quan saùt ñöôïc vaät hoaëc caùc chi tieát cuûa vaät coù kích thöôùc nhoû hôn 0,16m nhö caùc phaân töû, caùc ñaïi phaân töû caáu taïo neân caùc moâ, teá baøo, caùc virus, caùc chi tieát döôùi möùc teá baøo..., ñoái töôïng cuûa sinh vaät hoïc, virus hoïc, teá baøo hoïc.

• Söï phaùt sinh ra kính hieån vi ñieän töû coù naêng suaát phaân li lôùn hôn kính hieån vi tröôøng saùng nhieàu laàn ñaõ ñaùnh daáu moät giai ñoaïn môùi trong ñoù con ngöôøi ñaõ tieán saâu hôn vaøo theá giôùi vi moâ, ñaõ môû ñöôøng cho khoâng nhöõng ngaønh sinh hoïc maø coøn nhieàu ngaønh khoa hoïc kó thuaät phaùt trieån.

• Naêm 1923 LuiÑôbôørôi (Loui de Broglie) ñaõ cho chuøm ñieän töû coù cuøng vaän toác v ñöôïc gaén vôùi moät soùng coù böôùc soùng xaùc ñònh baèng heä thöùc:

l =

w

h v

• : khoái löôïng cuûa ñieän töû • h: haèng soá Plaêng (Plank) • Khaùi nieäm böôùc soùng lieân keát giuùp chuùng ta hieåu ñöôïc nhieàu hieän töôïng maø chuùng ta khoâng theå giaûi thích ñöôïc baèng caùc quan ñieåm cuûa cô hoïc coå ñieån.

• Vaøi naêm sau, ngöôøi ta ñaõ thöïc hieän caùc thí nghieäm ñaàu tieân veà nhieãu xaï ñieän töû baèng caùch chieáu moät chuøm heïp ñieän töû coù cuøng vaän toác vaøo moät laù vaøng moûng caáu taïo bôûi caùc vi tính theå phaân boá theo raát nhieàu höôùng. Sau khi qua laù vaøng chuøm ñieän töû seõ coù vaän toác khaùc nhau vaø aûnh thu ñöôïc khi chieáu chuøm tia X ñoàng saéc vaøo laù vaøng treân vaø baùn kính caùc voøng troøn nhieãu xaï ghi treân phim coù theå tính ñöôïc neáu

quan nieäm chuøm ñieän töû coù

böôùc soùng xaùc ñònh bôûi heä

thöùc (1-14).

• Söï phuø hôïp giöõa trò soá tính theo

Chùm điện tử cùng tốc vận

Lá vàng

Hình nhiễu xạ của chùm điện tử cùng vận tốc

Hình 5-14

Hình 5-13

heä thöùc treân vaø trò soá treân thöïc nghieäm ñaõ chöùng minh tính chaát ñuùng ñaén cuûa quan ñieåm Broglie.

• Quan ñieåm naøy laø lí luaän cô

baûn daãn ñeán vieäc cheá taïo kính hieån vi ñieän töû: thay chuøm tia saùng vaøo vaät baèng chuøm ñieän töû maø böôùc soùng kieân keát cuûa noù ngaén hôn cuûa aùnh saùng nhìn thaáy nhieàu laàn ; nhôø vieäc thay theá ñoù chuùng ta coù theå taêng gaáp boäi naêng suaát phaân li. Chuùng ta haõy tính khoaûng caùch phaân li toái thieåu cuûa kính hieån vi ñieän töû baèng coâng thöùc:

2 mv

1 eU = 2 • cuûa caùc löôùi ñieän töû loït vaøo vuøng coù ñieän tröôøng. Neáu vaän toác ban ñaàu cuûa caùc ñieän töû nhoû vaø Trong ñoù e vaø m laø dieän tích vaø khoái löôïng cuûa ñieän töû. Thay giaù trò cuï theå cuûa U vaøo coâng thöùc chuùng ta coù theå tính ñöôïc v vaø sau ñoù coù theå tính ñöôïc .

• Baûng sau chæ quan heä giöõa U

vaø

100

l (pm) 13

• U(kV) 10

- -

12

1 pm

10 m

• Tröôøng hôïp U = 60 kV, seõ baèng 5pm.Vôùi giaù trò naøy cuûa , veà phöông dieän lí thuyeát khoaûng caùch phaân li toái thieåu coù theå ñaït tôùi 2pm nghóa laø nhoû hôn khoaûng caùch phaân li toái thieåu cuûa kính hieån vi tröôøng saùng loaïi toát nhaát 100.000 laàn.

• Thaáu kính ñieän töû: • Trong kính hieån vi ñieän töû caàn

phaûi coù caùc thaáu kính ñieän töû ñeå laøm leäch chuøm ñieän töû (töông öùng vôùi caùc thaáu kính baèng thuûy tinh khuùc xaï aùnh saùng trong kính hieån vi tröôøng saùng) coù 2 loaïi thaáu kính ñieän töû :thaáu kính tónh ñieän vaø thaáu kính töø:

Tiêu điểm

Vùng có tác dụng của từ

• Thaáu kính tónh ñieän:

• Hình 5-15 moâ taû moät caùch ñôn giaûn thaáu kính tónh ñieän. Thaáu kính caáu taïo bôûi moät tuï ñieän maø hai baûn laø caùc löôùi kim loaïi xeáp theo hai maët cong coù cuøng taâm O. Qua caùc loã ñieän tröôøng giöõa hai maù tuï ñieän coù cöôøng ñoä lôùn thì quyõ ñaïo cuûa caùc ñieän töû thöôøng truøng vôùi ñöôøng söùc cuûa ñieän tröôøng. Caùc ñieän töû coù quyõ ñaïo song song vôùi truïc cuûa thaáu kính tónh ñieän seõ hoäi tuï taïi O, ñieåm naøy töông öùng vôùi tieâu ñieåm aûnh.

• Thaáu kính töø: • Thaáu kính naøy taïo bôûi 1 Roâbin hình soâ-leâ-noâ-it (1 bình loø xo xoaén troøn). Roâbin ñöôïc boïc baèng moät voû theùp ñeå cho töø tröôøng chæ xuaát hieän taïi vuøng E (hình 1). Caùc ñieän töû maø quyõ ñaïo ñi qua ñieåm vaät A, khi ra khoûi thaáu kính seõ hoäi tuï taïi A (ñieåm aûnh).

• Coâng suaát P cuûa thaáu kính xaùc

ñònh bôûi coâng thöùc :

2 = kP

'k

H U

i U

• H:laø cöôøng ñoä töø tröôøng do

thaáu kính taïo neân.

• i:laø cöôøng ñoä doøng ñieän qua

boâbin

• U: laø hieäu ñieän theá taêng toác

cho caùc ñieän töû tröôùc khi ñi vaøo thaáu kính.

• Nguyeân lí taïo aûnh

• Veà nguyeân lí chung cô baûn laø gioáng kính hieån vi quang hoïc, song chæ khaùc ôû choã nguoàn böùc xaï chieáu vaøo maãu vaät laø nguoàn saùng e- vaø caùc thaáu kính laøm leäch höôùng truyeàn cuûa chuøm tia e- laø caùc thaáu kính töø ñoàng thôøi coù theâm moät soá boä phaän ñaëc bieät phuø hôïp vôùi tính chaát caáu taïo aûnh cuûa chuøm tia ñieän töû nhö maøn huyønh quang ñeå ghi hình, maãu vaät ñöôïc ñaët trong chaân khoâng ñeå traùnh hieän töôïng taùn xaï cuûa electron trong khoâng khí vaø laøm taêng ñoä töông phaûn hình (5-17) laø sô ñoà

caáu taïo vaø nguyeân taéc taïo

aûnh cuûa kính hieån vi ñieän töø.

• Chuøm tia electron ñöôïc phaùt ra töø sôïi ñoát (1) baèng kim loaïi tröôùc khi ñi vaøo thaáu kính töø hoäi tuï (2) (gioáng vai troø cuûa tuï quang ôû kính hieån vi quang hoïc) electron ñöôïc gia toác ôû vuøng A coù ñieän tröôøng maïnh ñöôïc taïo bôûi U – 60KV. Sau khi qua thaáu kính (2) chuøm ñieän töû chieáu vaøo maãu vaät ñaët trong chaân khoâng (B),

• sau khi ñi vaøo maãu vaät chuøm electron ñi vaøo thaáu kính töø (3) coù vai troø nhö vaät kính ôû kính hieån vi quang hoïc vaø taïo neân aûnh thöù A1B1, vai troø cuûa thaáu kính naøy gioáng thò kính ôû kính hieån vi quang hoïc. Maøn huyønh quang E seõ ghi aûnh A2B2.

• Ñeå ñaûm baûo khoâng coù söï taùn xaï ñieän töû trong khoâng khí ngöôøi ta duøng heä thoáng bôm nhö “bôm khueách taùn” hay “bôm phaân töû” ñeå taïo khoaûng khoâng beân trong kính vaø coù moät cuûa soå ñaëc bieät ñeå ñöa maãu vaät vaøo maø khoâng laøm aûnh höôûng ñeán ñoä chaân khoâng cuûa kính. • Khi ñöa tieáp moät vaät khaùc vaøo ñeå quan saùt ngöôøi ta phaûi cho heä thoáng bôm hoaït ñoäng chöøng vaøi phuùt ñeå ñaûm baûo ñoä chaân khoâng caàn thieát.

• Khi quan saùt caùc moâ vaø teá baøo baèng kính hieån vi ñieän töû chuùng ta phaûi laøm tieâu baûn vôùi kyõ thuaät toå chöùc hoïc coå ñieån: moâ quan saùt phaûi ñöôïc coá ñònh, khöû nöôùc vaøcuoän vaøo trong thaønh moät chaát deûo, caét nhöõng khoanh moûng baèng dao sieâu moûng ñeå kaø tan ñoä töông phaûn cuûa aûnh. Caùc khoanh moûng thöôøng ñöôïc caét vôùi beà daøy chöøng 5nm (=5.10-9m).

• Chieàu daày chöøng 20mm töông ñöông vôùi kích thöôùc cuûa 100 nguyeân töû vaø khoaûng caùch phaân ly cuûa kính hieån vi ñieän töû töông ñöông vôùi 10 nguyeân töû. Thöïc teá khaû naêng phaân ly coøn keùm hôn vì ñoä töông phaûn cuûa moät soá teá baøo, moâ so vôùi moâi tröôøng xung quanh khoâng ñuû lôùn. Ñeå khaéc phuïc nhöôïc ñieåm naøy ngöôøi ta tieán haønh nhuoäm electron, nghóa laø ñöa moät soá chaát phaûn öùng nhö croâm, chì, baïc …vaøo keát hôïp vôùi chaát

caáu taïo neân vaät quan saùt ñeå

laøm taêng khaû naêng taùn xaï

cuûa ñieän töû.

NG KÍNH HI N VI:

III.B O D Ả

ƯỠ

Ể

ả ể

ộ ả ằ ả ả ử ụ ặ

ả ệ • Khi kính hi n vi không s d ng, ph i ph ủ kính b ng m t m nh v i ho c m nh ni lông. ả ể

ụ ầ

ấ

ẩ ọ

ề

ố ể ệ ộ ẩ

ề ộ

ủ ề

• Ph i quan tâm chú ý b o v kính hi n vi tránh b i trong mùa khô nóng. C n b o ả v h th ng th u kính và lăng kính kh i b ỏ ị ệ ệ ố n m m c m c trong mùa nóng m nh đ ư ể ấ kính hi n vi trong phòng có máy đi u hòa t đ ho c trong phòng có máy hút m nhi ặ tùy theo đi u ki n vì giá ti n m t máy hút ề m ch y đi n b ng n a giá ti n c a máy ẩ ử ệ ạ đi u hòa nhi ề ệ ằ t đ . ệ ộ

ể ủ

ấ ả

• ể ặ ệ

ơ ỡ ộ

ặ

ạ ể ả

ể l nh ho c máy l nh ch y b ng ga ạ ầ ự ả ể ả

• T t nh t là nên đ t kính hi n vi trong t ặ ố b o qu n kính hi n vi chuyên dùng ể ả nh ng n i không có đi n, có th đ t Ở ữ m t giá đ h p kính hi n vi cách lò s i ưở ộ c a t ằ ủ ủ ạ hay d u ho kho ng 30 cm đ giúp cho h p đ ng kính hi n vi đ khô, b o v ệ th u kính kh i b n m m c ỏ ị ấ ủ ố ộ ấ

ả

ả ộ ạ ạ

ị ơ ả ằ ặ

• Hàng ngày sau khi s d ng ph i lau s ch ạ ử ụ v t kính d u b ng m t m nh d u soi ằ ầ ở ậ ầ i s ch bóng v i m m t m xylen và lau l ả ẩ ề b ng m t m nh v i s ch không có x v i. ơ ả ả ạ ả ằ • Cũng c n ph i lau s ch th kính b ng m t ộ ạ ả m nh v i m m không có x v i ho c ề b ng m t m nh v i m ng. ả ả ộ ầ ả ộ ả ằ ỏ

ậ ể ả ế

ướ

ố gi • Trong khi v n chuy n ph i xi ộ kính không b h h ng.

t ph i đ t mua các b ph n c đ ữ ế ế ậ ộ

• N u c n thi ầ ế ầ ủ

ể ươ ậ

t ch t con ặ i đáy h p kính ki n vi đ c đ nh, ể ố ị ể ị ư ỏ ả ặ thay th c n ghi s model c a kính và ghi ố ng luôn mã s c a các b ph n đó đ t ộ thích khi g n k t. ố ủ ắ ế