mikroskop -...

Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas RiauFakultas Pertanian Universitas Riau

MIKROSKOP

Pertemuan ke-2MIKROBIOLOGI MIKROBIOLOGI DasarDasar


MIKROSKOPMIKROSKOP• Mikroskop …..mikros = kecil dan scope = tujuan,

sasaran. Mikroskop adalah alat untuk melihat bendadan mikroba berukuran kecil

• Mikroskop ditemukan oleh Antony van Leeuwenhoek 1765…jauh sebelumnya sudah ada yang mengamatibenda/objek berukuran kecil

• Roger Bacon (1214-1294) pertama kali membuat lensa sederhana untuk melihat benda-benda berukuran kecil

• Zacharias Janssen membuat suatu sistem lensa ganda pertama kali pd 1590

• Athanasius Kircher (1601-1680) mengembangkan instrumen pembesaran pertama dan diduga telah melihat bakteri dengan alat tersebut

• Penemu bakteri pertama mungkin Pierre Borrel (1620-1671), tetapi yang diakui adalah Leeuwenhoek


MikroskopMikroskop Van LeeuwenhoekVan Leeuwenhoek


PerKembanganPerKembangan mikroskopmikroskop


BagianBagian--BagianBagian MikroskopMikroskop


JenisJenis ––JenisJenis MikroskopMikroskop

• Mikroskop medan terang (bright-field)• Mikroskop medan gelap (dark-field)• Mikroskop fase-kontras• Mikroskop ultraviolet• Mikroskop Fluoresen• Mikroskop Elektron


MikroskopMikroskop MedanMedan GelapGelap• Mikroskop yang digunakan untuk mengamati mikroba

hidup yang tidak nampak bila menggunakan mikroskopmedan terang, mikroba yang tidak dapat diwarnaidengan metode pewarnaan standar atau mikroba akanrusak oleh pewarnaan sehingga tidak bisadiidentifikasi

• Sebagai pengganti kondenser normal digunakankondenser medan gelap (darkfield condenser) yang berisi piringan gelap (opaque disk). Piringan ini akanmemblok sinar yang akan masuk lensa objectif secaralangsung

• OKI, hanya sinar dipantulkan oleh spesimen (sampel) yang akan masuk lensa objektif.

• Akibat tidak ada sinar langsung pada latar belakangmaka spesimen nampak bercahaya dan latarbelakangnya gelap

• Mikroskop ini umum digunakan untuk mengamati sel-sel berukuran kecil seperti Treponema pallidum, penyebab sipilis


MikroskopMikroskop FaseFase--KontrasKontras• Mikroskop ini diciptakan oleh Fritz Zernike dan

mendapat hadiah nobel 1953• Digunakan untuk mengamati mikroba hidup tanpa

perlu fiksasi dan pewarnaan…karena menyebabkanmikroba mati

• Pada mikroskop ini, sumber iluminasi berupaseberkas sinar yang datang melalui suatu cincin didalam kondenser

• Pada lensa objektif dipasang cincin fase yang akanmengubah fase sinar yang melaluinya

• Sinar yang telah melewati sampel dan tidakdibelokkan akan menembus cincin fase dan terlihatoleh mata sebagai sinar putih

• Karena perbedaan indeks refraksi antara sel mikrobadengan medium disekelilingnya, maka bayangandapat terlihat secara lebih kontras…..objek/sampelterlihat gelap dengan latar belakang agak terang


PenampakanPenampakan mikrobamikroba menggunakanmenggunakanmikroskopmikroskop yang yang berbedaberbeda


MikroskopMikroskop UltravioletUltraviolet• Mikroskop ini menggunakan sinar UV

sebagai sumber cahaya• Menghasilkan resolusi dan pembesaran yang

lebih tinggi dibanding mikroskopbiasa….karena sinar UV mempunyai panjanggelombang yang lebih pendek (180 – 400 nm)

• Karena sinar UV merupakan sinar tidaktampak, maka bayangan baru dapat dilihatsetelah menghubungkan dengan layartelevisi (ditangkap oleh tabung foto ataukamera TV yang sensitif terhadap sinar UV)


MikroskopMikroskop FluoresenFluoresen• Fluorescen = senyawa yang dapat menyerap energi

dari sinar UV (tak tampak) dan mengeluarkannyasebagai sinar tampak dengan panjang gelombanglebih tinggi

• Mikroskop fluorescen dapat melihat objek yang bersifat fluorescen yang disebabkan oleh senyawafluorescen alami atau diberi zat warna fluorescen = fluorochromes (misalnya auramin O dan fluoresceinisothiocyanate)

• Untuk mengamati Mycobacterium tuberculosis, penyebab TBC, yang akan nampak berwarna kuningcerah karena menyerap pewarna auramin O

• Untuk mengamati Bacillus anthracis, penyebabantrax, yang akan nampak berwarna hijau apelkarena menyerap pewarna fluoresceinisothiocyanate


MikroskopMikroskop ElektronElektron• Mikroskop elektron berbeda dengan mikroskop biasa karena

digunakan elektron sebgai pengganti sinar dan elektromagnit sebagaipengganti lensa

• Mempunyai resolusi (revolving power) sangat tinggi yaitu 0,001 mikron

Persiapan sampel: • sel atau sampel yang tebal harus diiris tipis menggunakan

“ultramikrotom”• Diberi pewarna khusus: asam osmat, permanganat, uranium, lantanum

atau plumbum (mempunyai berat atom tinggi sehingga dapatmenyebarkan elektron dengan baik dan struktur selsampel menjadilebih kontras dan mudah dilihat

• Cara lain untuk memperoleh kontras yang baik adalah denganpewarnaan negatif menggunakan zat warna Nigrosin untuk mewarnailatar belakang, bukan sel atau sampelnya

Cara pengamatan• Objek/sampel diletakkan pada kisi logam yang dilapisi kolodion, lalu

dimasukkan ke dalam intrumen kemudian dibuat vakum• Berkas elektron akan menyala dan bayangan dapat dilihat pada layar

kecil. • Usahakan buat segera fotonya karena pengamatan yang terlalu lama

objek menjadi rusak karena adanya berkas elektron


BeberapaBeberapa bentukbentuk mikroskopmikroskop

http://www.alltion.com/company/XSZANPAGES.shtm

http://www.alltion.com/company/XSZANPAGES.shtm


MikroskopMikroskop elektronelektron

Model lama Model baru


JenisJenis--jenisjenis MikroskopMikroskop ElektronElektron• Transmission Electron Microscope (TEM): suatu jenis

mikroskop elektron dimana sinar elektron bervoltase tinggi diemisikan oleh katoda yang dihasilkan oleh lensa magnetik. Sinar elektron lalu ditransmisi melalui melalui spesimen (sampel) yang sangat tipis sehingga dapat membawa/menghasilkan informasi (image) tentang spesimen tersebut. Selanjutnya informasi ini ditangkap oleh sensor yang sangat sensitive misalnya CCD (charge-coupled device) dan didisplay melalui monitor atau komputer

• Scanning Electron Microscope (SEM): tidak seperti dengan TEM dimana elektron dideteksi melalui transmisi sinar, SEM menghasilkan image melalui elektron sekunder yang diemisikan oleh suatu permukaan sebagai akibat excitation (benturan) dengan elektron primer. Sinar elektron selanjutnya menghasilkan image 3 D dan diamati lewat komputer atau monitor.


JenisJenis--jenisjenis MikroskopMikroskop ElektronElektron• Scanning Transmission Electron Microscope (STEM). Tipe

mikroskop gabungan SEM & TEM. Pada mikroskop jenis ini, probe elektron kecil discan pada area yang akan diamati tanpa memberikan iluminasi/sinar secara kontinyu. Elektron yang ditransmisikan ditangkap bersama dengan spesimen. Selanjutnya signal yang terbentuk didisplay pada monitor atau komputer

• Reflection Electron Microscope (REM): Seperti halnya TEM, teknik ini melibatkan elektron pada permukaan spesimen, tapi sebagai pengganti transmisi (TEM) atau elektron sekunder (SEM), mikroskop ini menggunakan sinar yang direfleksikan/dibelokkan. Sinar ini selanjutnya melalui spesimen membentuk image yang akan diamati pada kompoter atau monitor

• Scanning Tunneling Microscope (STM): Mikroskop ini menggunakan prinsip-prinsip mekanik kuantum untuk menentukan besar/tinggi suatu permukaan. Sebuah probe tajam berukuran sangat kecil dipindahkan melalui permukaan spesimen yang akan diamati, selanjutnya dialirkan sinar elektron diantaraprobe dan permukaan tsb. Selanjutnya akan timbul tegangan listrik yang sangat tergantung pada jarak antara probe dan permukaan. Selanjutnya terbentuk image yang akan dilihat pada layar monitor atau komputer


MekanismeMekanisme KerjaKerja MikroskopMikroskopObjek kecil & mikroba dapat dilihat karena2 sistem yang bekerja pada mikroskop:

1. Sistem optik/pembesaranPembesaran terjadi karena adanya lensaobjektif yang terletak dekat objek dan lensaokuler (eyepiece lens)

2. Sistem IluminasiSinar/Cahaya (yang berasal dari sinarmatahari atau lampu tungsten) dankondenser mengatur iluminasi dari objeksecara tepat


Cara Cara KerjaKerja MikroskopMikroskop• Lensa objektif bekerja untuk

mengatur fokus sinar lampu padaobjek yg ditempatkan di belakangtitik fokal (titik api) F1 danmemperbesar objek sehinggamenghasilkan bayangan nyatayang selanjutnya diproyeksikanpada bidang fokal dari lensaokuler

• Bayangan nyata yang diproyeksikan pada bidang fokalF1 dari lensa objektif diperbesaroleh lensa okuler sehinggamembentuk bayangan maya(semu) yang dapat dilihat olehmata

• Total pembesaran merupakanhasil pembesaran lensa objektifdan lensa okuler

• Contoh: lensa objektif 40 xlensa okuler 10 x

• Total pembesaran = 40 x 10• = 400 kali


Resolving PowerResolving Power• Karena total pembesaran merupakan hasil

dari pembesaran 2 buah lensa, maka seharusnya total pembesaran dapat dinaikkan dengan cara menambah lebih banyak lensa!

• Kenyataannya tidak bisa…karena suatu lensa dibatasi oleh sifatnya yang disebut “Resolving Power”

• Resolving Power = kemampuan suatu lensa untuk melihat 2 buah objek yang berdekatan sebagai objek yang terpisah secara jelas

• Resolving power dari mata manusia pada jarak 25 cm adalah 0,1 mm (100 mikron)


Resolving PowerResolving Power

• Sifat lensa tergantung pada panjang gelombang sinar dan “numerical aperture” (NA) dari lensa, dimana NA = n sin θ dan θ = ½ α, (n = indeks refraksi dan α = sudut apertur) sehingga

• Resolving power = diameter dari objekyang terlihat

= panjang gelombang/NA• Salah satu cara menaikkan NA dari lensa

adalah menggunakan kondenser…kondenser yang baik menghasilkan persamaan:

• Resolving Power = panjang gelombang/2NA


MengapaMengapa perluperlu minyakminyak imersiimersi??• Udara mempunyai indeks

refraksi (n) = 1 sedangkangelas n = 1,5 sehinggasinar lampu yang datangakan dibelokkan(direfraksi)…karena n udara < n gelas

• Akibatnya NA dan resolusilensa objektif menurun!

• Jika antara lensa objektifdan gelas objek diberiminyak imersi yang mempunyai n = 1,5, makakehilangan sinar dapatdicegah….dampaknyaresolusi lensa objektifmenjadi tinggi danbayangan nampak lebihjelas


JenisJenis--jenisjenis lensalensa

• Lensa okuler: pembesaran yang umum 10x

• Lensa objektif (LO)ada 3 jenis:1. LO berkekuatan rendah: 10x2. LO berkekuatan tinggi: 40x, 43x, 45x3. LO minyak imersi: 95x,97x dan 100x

Misal menggunakan lensa okuler 10x dan lensa objektif 100x, maka pembesaran objek yang diamati = 1000 kali


LensaLensa


LensaLensa PositifPositif((KonvexKonvex==CembungCembung))


LensaLensa NegatifNegatif KonkafKonkaf==CekungCekung))


ILUMINASIILUMINASI• Selain lensa okuler dan lensa objektif, elemen lain

yang penting dari mikroskop adalah sinar dankondenser

• Lampu tungsten lebih baik digunakan sbg sumbersinar dibanding cahaya matahari karena warna, suhudan intensitasnya bersifat stabil dan mudahdikontrol

• Sinar dan kondenser akan mengatur “ILUMINASI”dari objek/spesimen secara tepat

• Bertambahnya pembesaran lensa objektif..akanmenurunkan jarak kerja lensa dan sudut aperture (α) dari lensa objektif bertambah besar

• Besarnya sinar yang masuk diatur oleh diafragmairis yang terletak antara kondenser dan lensaobjektif

• Lensa berkekuatan rendah…diafragma iris tidakmembuka penuh, sebaliknya pada kekuatan tinggi, diagragma iris akan terbuka penuh (lihat gambar)!


HubunganHubungan LensaLensa dandan DiafragmaDiafragma IrisIris

Semakin rendah kekuatan lensa, semakin kecil diameter diafragmairis dan sebaliknya


SekianSekian

mikroskop -...

Documents