TIPE TIPE MIKROSKOP

 

Mikroskop mempunyai sejarahnya sendiri. Mikroskop sendiri ditemukan sekitar tahun 1590 lalu fungsinya lebih lanjut disempurnakan pada tahun 1600 an. Sel pertama kali dilihat oleh Robert Hooke pada tahun 1665 menggunakan mikroskop untuk melihat jaringan mati dari pohon oak. Tetapi pembuatan dan penggunaan lensa pertama kali digunakan oleh Antoni van Leeuwenhoek untuk melihat sel hidup. Mikroskop yang pertama kali digunakan adalah mikroskop cahaya. 

3 parameter penting dalam mikroskop adalah magnification(perbesaran), resolution dan contrast.magnification adalah rasio ukuran gambaran objek dimikroskop dengan ukuran objek sesungguhnya. Mikroskop cahaya dapat memperbesar objek hingga 1000 kali dari ukuran aslinya. Semakin besar ukurannya maka objek semakin tidak jelas untuk dilihat. Resolution adalah ukuran kejelasan suatu objek ketika diamati di mikroskop. Bisa diartikan sebagai seberapa jelas jarak antara dua buah objek yang berdekatan. Resolusi berhubungan dengan panjang gelombang. Mikroskop cahaya tidak dapat melihat suatu objek dengan jelas kurang dari 2 mikrometer. Contrast adalah perberdaan cahaya antara area gelap dan terang dari sebuah objek. Pewarnaan atau pelabelan suatu objek dapat meningkatkan kontras. Mikroskop terus berkembang seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan. 

Sekitar tahun 1950 an mikroskop elektron ditemukan dimana berbeda dengan mikroskop cahaya yang memfokuskan cahaya ke objek, mikroskop elektron memfokuskan berkas elektron melalui spesimen/ objek atau ke permukaan objek. Panjang gelombang berkas elektron lebih pendek daripada cahaya tampak sehingga meningkatkan resolusi mikroskop elektron yangn mampu melihat objek dengan jelas hingga 0,002 mikrometer.

Pada dasarnya mikroskop itu terbagi dua, mikroskop cahaya dan mikroskop elektron. Mikroskop cahaya terbagi lagi berdasarkan cara meningkatkan kontras objek yaitu bright-field, phase-contrast, differential interference contrast, dark-field, dan fluorescence.

1. Bright field microscope (Mikroskop bidang terang)

Kontras objek dapat ditingkatkan dengan menggunakan pewarnaan objek dan bisa dilihat di mikroskop ini. Contoh pewarna yang sering digunakan adalah metilen biru, kristal violet, dan safranin.

2. Differential interference contrast (differential stains: The Gram stain)

Teknik pewarnaan ini digunakan ketika kita ingin melihat berbagai jenis sel bakteri dengan warna yang berbeda ketika pengamatan. Teknik pewarnaan ini dikenal juga dengan pewarnaan gram. Teknik ini bisa membagi bakteri menjadi dua kelompok besar yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negatif.

3. Phase contrast dan dark field microscopy

Teknik ini meningkatkan kontras objek tanpa menggunakan teknik pewarnaan seperti sebelumnya dan tidak membunuh sel. Teknik ini biasanya digunakan untuk penelitian menggunakan preparat basah (hidup). phase contrast microscopy didasarkan pada prinsip bahwa sel berbeda dalam indeks bias dari lingkungan mereka. Perbedaan ini diperkuat oleh perangkat lensa objektif dari mikroskop ini yang disebut phase ring menghasilkan gambar gelap pada latar objek yang terang.

Dark field microscopy adalah mikroskop cahaya dimana cahaya hanya mencapai spesimen atau objek dari satu sisi saja. Satu-satunya cahaya yang mencapai lensa disebar oleh objek. Hal ini mengakibatkan objek tampak lebih terang daripada lingkungan sekitarnya.

4. Fluorescence Microscopy

Mikroskop ini berfungsi untuk menvisualisasikan spesimen yang berfluoresens (berpendar) yaitu memancarkan cahaya satu warna setelah penyerapan cahaya warna lain. Sel-sel berpendar karena mengandung zat fluoresen alami seperti klorofil atau sengaja diwarnai dengan pewarnaan fluorescent. Biasanya pewarna yang digunakan adalah DAPI (4,6-diamidino-2-phenylindole).

Selanjutnya kita akan membahas tipe mikroskop cahaya yang dapat memberikan gambaran 3 dimensi suatu spesimen atau objek.

5. Differential Interference Contrast Microscopy

Mikroskop ini merupakan mikroskop cahaya yang menggunakan semacam polarizer di kondensor yang menghasilkan cahaya yang terpolarisasi sehingga nanti akan meningkatkan perbedaan halus dalam struktur sel sehingga lebih tampak tiga dimensi.

6. Atomic Force Microscopy

Mikroskop ini difungsikan dengan cara menempatkan sebuah stilus kecil sangat dekat dengan objek sehingga gaya tolak lemah terbentuk antara probe pada stilus dan atom pada objek/spesimen. Selama pemindaian, stilus kemudian mensurvei permukaan spesimen menghasilkan pola yang diproses oleh serangkaian detektor kemudian informasi permukaan spesimen akan ditampilkan lewat komputer lalu divisualisasikan. Mikroskop ini memberikan keuntungan karena spesimen tidak harus diberi fiksatif atau pelapis sehingga kita bisa melihat spesimen hidup.

7. Confocal Scanning Laser Microscopy

Mikroskop jenis ini menggunakan sinar laser sebagai pemindaian terhadap sebuah spesimen. Sinar laser disesuaikan sedemikian rupa sehingga hanya spesimen yang berada dalam fokus sempurna. kita jadi dapat mengamati spesimen yang relatif tebal seperti biofilm mikroba.

Setelah membahas semua tipe mikroskop cahaya, sekarang kita akan beralih ke pembahasan mikroskop elektron. Mikroskop elektron terbagi dua yaitu SEM(Scanning Electron Microscopy) dan TEM(Transmission Electron Microscopy). biasanya visualisasi objek pada mikroskop elektron adalah warna hitam putih namun seringkali warna palsu ditambahkan ke gambar di layar untuk meningkatkan penampilan artistik objek dengan manipulasi mikrograf di komputer.

8. Scanning Electron Microscopy

Jika ingin hanya mengamati fitur eksternal dari sebuah sel, maka tidak perlu teknik penipisan. Sel bisa langsung diamati dengan teknik pewarnaan negatif. Spesimen dilapisi dengan film tipis dari logam berat seperti emas. Sinar elektron kemudian memindai (scanning) spesimen secara bolak balik. Elektron yang tersebar dari lapisan logam dikumpulkan dan menghasilkan gambar di layar.

9. Transmission Electron Microscopy

Mikroskop ini dapat digunakan untuk melihat sel dan strukturnya dengan perbesaran dan resolusi yang sangat tinggi. Hal ini disebabkan panjang gelombang elektron lebih pendek daripada gelombang cahaya tampak. Namun tidak seperti cahaya tampak, berkas elektron tidak menembus kedalam sel dengan baik sehingga untuk mengetahui struktur internal sel dengan mikroskop jenis ini diperlukan teknik penipisan khusus sebelum pengamatan. Misalnya sel bakteri tunggal dipotong menjadi sangat banyak irisan tipis yang kemudian diperiksa secara terpisah oleh TEM. Preparat diberi pewarnaan seperti asam osmat, permanganat, uranium, lantanum, atau garam timbal. Karena zat ini terdiri dari atom dengan massa atomnya yang cukup besar, maka pewarna ini dapat menyebarkan elektron dengan baik sehingga meningkatkan kontras.

 

Source:

1. Campbell et al. 2012. Biology Tenth Edition. USA: Pearson Education.

2. Madigan et al. 2012.Biology of Microorganisms. San Fransisco : Pearson Education.