mikroskop optik

Mikroskop Optik Untuk Pengamatan Sel Kulit

Ivan Laurentius S

102011265 / B5

Mahasiswa FK UKRIDA Semester 1

FK UKRIDA 2011

Jalan Arjuna Utara No. 6, Jakarta 11510

E-mail: [email protected]

Pendahuluan

Ilmu pengetahuan dan teknologi merupakan salah satu aspek penting dalam peradaban

manusia. Seturut dengan perkembangan peradaban, aspek ini juga berkembang dari masa ke

masa. Aspek ini memiliki pengaruh yang sangat besar dalam kehidupan manusia; ia

mempengaruhi berbagai aspek kehidupan manusia.

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tentunya memberikan dampak

langsung terhadap keilmuan serta berbagai instrumen dan peralatan manusia. Salah satu hasil

dari perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi adalah mikroskop. Mikroskop

merupakan penemuan yang sangat berkontribusi dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi selanjutnya; khususnya pada bidang ilmu kehidupan.

Bagi bidang ilmu kehidupan, penemuan mikroskop memperkenalkan manusia pada

berbagai kehidupan mikro yang belum diketahui manusia pada saat itu. Dengan mikroskop,

manusia mengenal ruangan-ruangan kecil pada gabus yang saat ini dikenal dengan sel. Dari

ditemukannya sel ini, terpicu berbagai upaya peningkatan kesejahteraan manusia dengan

memanfaatkan berbagai kehidupan mikroskopis.

Mata Manusia

Manusia sering kali melakukan pengamatan mikroskop secara langsung; hasil dari

perbesaran mikroskop langsung dilihat dengan mata. Seperti terilustrasi pada gambar 1, mata

manusia mampu membedakan warna berdasarkan warna yang termasuk dalam spektrum

cahaya tampak: dari ungu, nila, biru, hijau, kuning, jingga, hingga merah. Mata manusia tidak

dapat melihat gelombang ultraviolet atau gelombang inframerah. Mata manusia juga mampu

membedakan kecerahan dan intensitas cahaya, mulai dari warna hitam hingga putih dan

warna abu-abu di antara keduanya. Oleh karena itu, agar suatu objek dapat dilihat mata, objek

1

tersebut harus memantulkan gelombang cahaya tampak dalam warna yang ada pada spektrum

cahaya tampak dengan berbagai tingkat intensitas cahaya.1

Gambar 1. Spektrum Cahaya Tampak1

Ilustrasi mata manusia dapat dilihat pada gambar 2. Reseptor pada indera penglihatan

adalah retina pada mata. Reseptor mata pada retina untuk membedakan warna ada pada sel

kerucut. Sel yang dapat membedakan tingkat kecerahan (bukan warna) adalah sel balok. Sel-

sel ini terdapat di bagian belakang retina di dalam mata. Bagian depan mata – termasuk iris,

kornea, dan lensa mata – adalah mekanisme mata dalam mengatur dan menfokuskan cahaya

pada retina. Dari sana, “informasi” akan diteruskan ke otak melalui saraf optik.1

Gambar 2. Ilustrasi Mata Manusia dan Ilustrasi Retina Mata1

Sifat Gelombang Cahaya

Cahaya merupakan salah satu bentuk energi yang memiliki sifat gelombang. Cahaya

datang dari suatu sumber cahaya dan merambat dalam bentuk gelombang.2 Gelombang

2

cahaya dapat merambat menempuh garis lurus baik dengan atau tanpa medium / perantara.

Maka dari itu, gelombang cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.

Sebagai gelombang, cahaya merambat pada ruang vakum dengan kecepatan sekitar

300.000.000 meter per detik. Kecepatan, frekuensi, dan panjang gelombang cahaya

mempengaruhi satu sama lain dengan formula v=f × λ dimana v adalah kecepatan cahaya, f

adalah frekuensi gelombang cahaya, dan λ adalah panjang gelombang.

Gelombang cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang dapat dilihat oleh mata.

Artinya, ada gelombang elektromagnetik yang tidak dapat dilihat mata. Mata hanya dapat

melihat gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang sekitar 400nm hingga 750

nm. Gelombang elektomagnetik dengan panjang gelombang dalam jangkauan sedemikian

disebut cahaya tampak. Seperti dapat dilihat dalam gambar 1, urutan warna cahaya sesuai

dengan peningkatan besar panjang gelombang tersebut adalah ungu, nila, biru, hijau, kuning,

jingga, dan merah. Cahaya putih adalah perpaduan dari ketujuh spektrum cahaya ini.

Pada medium yang sama, kecepatan cahaya adalah sama. Sesuai dengan formula

v=f × λ, maka besar frekuensi gelombang berbanding terbalik dengan panjang gelombang.

Di lain sisi, besar frekuensi gelombang berbanding lurus dengan daya tembus gelombang

elektromagnetik. Maka dari itu, spektrum cahaya merah dengan panjang gelombang besar

dalam spektrum cahaya tampak memiliki daya tembus rendah. Sebaliknya, spektrum cahaya

ungu dengan panjang gelombang kecil memiliki daya tembus besar. Karena metode

pencahayaan yang umum dipakai adalah metode trans-illumination (cahaya diproyeksikan

melalui spesimen; dari permukaan bawah spesimen menuju permukaan atas spesimen),

spektrum cahaya yang lebih baik digunakan pada pengamatan mikroskop adalah warna ungu

karena memiliki daya tembus yang besar.

Lensa dan Pengaruhnya Pada Cahaya

Lensa dapat dibuat dari material bening atau transparan seperti kaca, plastik, atau

bahkan intan.2 Sebagai suatu benda bening, cahaya dapat menembus lensa. Namun, berkas

cahaya sebelum menembus lensa dapat berbeda dengan berkas cahaya setelah menembus

lensa. Sifat akhir bayangan setelah menembus lensa dipengaruhi oleh bentuk dan jenis lensa

yang dilaluinya.

Sifat bayangan setelah melalui lensa akan mengalami perubahan karena adanya

peristiwa pembiasan. Pembiasan terjadi karena adanya perbedaan indeks bias antara satu

medium perambatan cahaya dengan medium yang lain. Berdasarkan hukum pembiasan,

cahaya yang datang dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat akan dibiaskan

3

mendekati garis normal. Sebaliknya, cahaya yang datang dari medium lebih rapat menuju

medium kurang rapat akan dibiaskan menjauhi garis normal. Perlu diingat bahwa dalam

pembiasan juga dipengaruhi oleh sudut datang cahaya.

Besarnya bayangan yang dihasilkan juga dipengaruhi oleh bentuk lensa. Bila lensa

memiliki permukaan yang datar, maka bayangan yang terbentuk tidak mengalami perubahan

besar. Bila bentuknya berupa lensa cembung, bayangan yang dihasilkan dapat menjadi lebih

besar. Bila bentuknya berupa lensa cekung, bayangan yang dihasilkan dapat menjadi lebih

kecil.

Pada mikroskop, lensa yang digunakan adalah lensa cembung. Lensa cembung

merupakan lensa yang tipis pada bagian tepi dan tebal pada bagian tengah. Lensa cembung

dapat menghasilkan bayangan gambar yang diperbesar atau terbalik. Biasanya sebuah

mikroskop optik terdiri dari dua buah lensa; lensa objektif dan lensa okuler.2

Definisi Mikroskop Optik

Mikroskop memiliki definisi: alat untuk melihat benda yang tidak dapat dilihat dengan

mata biasa (seperti kuman-kuman); kaca pembesar.3 Mikroskop merupakan peranti yang

terdiri dari susunan lensa untuk memperbesar objek dekat.4 Dengan demikian, mikroskop

merupakan suatu instrumen penelitian yang terdiri dari susunan lensa dengan fungsi utama

memperbesar objek pengamat yang tidak bisa dilihat mata. Mikroskop biasa digunakan untuk

mengamati berbagai kehidupan mikro (selanjutnya disebut mikroorganisme) yang tidak dapat

diamati langsung dengan mata.

Mikroskop optik berarti mikroskop ini menggunakan gelombang cahaya sebagai

sumber cahaya. Selain cahaya, sumber sinar pada mikroskop dapat berupa hal-hal lain.

Mikroskop dengan elektron sebagai sumber cahaya disebut mikroskop elektron. Mikroskop

yang menggunakan gelombang bunyi disebut scanning acoustic microscope.

Cara Kerja Mikroskop Optik

Sebuah mikroskop memanfaatkan fenomena refleksi, refraksi, dan difraksi untuk

memperbesar bayangan objek. Gambar 3 menjelaskan bagaimana proses pembentukan

bayangan pada mikroskop.

Objek benda (O) dengan ketinggian h diproyeksikan pada bagian retina mata di O’’.

Lensa objektif (Lob) memproyeksikan bayangan nyata dan terbalik dari objek O di mana

bayangan ini diperbesar menjadi sebesar O’ pada ruang bayangan mikroskop. Ini terjadi pada

jarak yang tetap fb + z’ di belakang lensa objektif. Pada gambar ini, fb merepresentasikan

4

jarak fokus dari lensa objektif dan z’ merepresentasikan panjang badan optik mikroskop.

Bayangan O’ yang terbentuk kemudian kembali diperbesar oleh lensa okuler (L ey) dan

menghasilkan bayangan O’’ yang terbalik pada retina pengamat.5

Gambar 3. Proses Pembentukan Bayangan pada Mikroskop5

Perbesaran bayangan pada lensa objektif dihitung dengan mempertimbangkan jarak

antara objek (O) dengan lensa objektif (Lob), serta jarak fokus lensa objektif pada bagian

depan lensa (f). Jarak objek (z) diatur hingga dekat dengan jarak fokus bagian depan lensa

objektif (f), sehingga z+f=a. Bayangan O’ akan berada pada jarak b, dimana jarak b sama

dengan jarak fokus lensa objektif (fb) ditambah panjang badan optik mikroskop (z’).

Besarnya bayangan hasil lensa objektif adalah h’. Besarnya h’ pada poin ini merupakan hasil

perkalian panjang badan mikroskop (b) dengan besar benda (h); kemudian dibagi dengan

jarak antara benda dengan lensa objektif (a): h’=(h×b)/a. Dari pernyataan ini, dapat

disimpulkan bahwa perbesaran bayangan yang dihasilkan lensa objektif adalah faktor b/a

(sama dengan f/z dan z’/fb), yaitu jarak fokus lensa objektif dibagi dengan jarak benda dari

lensa objektif.5

Bayangan nyata h’ kemudian kembali diperbesar dengan faktor 25 centimeter (jarak

dekat mata) dibagi dengan jarak fokus lensa okuler. Dengan demikian, perbesaran total

mikroskop adalah hasil perkalian perbesaran lensa objektif dengan perbesaran lensa okuler.5

Bayangan yang dilihat oleh pengamat akan tampak seolah-olah berjarak 25 centimeter dari

mata pengamat.5

Bagian Mikroskop

5

Mikroskop merupakan peranti yang terdiri dari susunan lensa untuk memperbesar objek

dekat.4 Agar dapat menjalankan fungsinya dan dapat menghasilkan gambar yang fokus,

bagian-bagian mikroskop didesain sedemikian rupa sesuai dengan peruntukan jenis

mikroskop tersebut. Gambar 4 menunjukkan bagian-bagian dari compound microscope.

Perlu dicantumkan bahwa bagian-bagian yang akan ditinjau pada tinjauan pustaka ini

merupakan bagian mikroskop yang lazim ditemukan pada compound microscope (mikroskop

optik yang banyak digunakan dalam proses pendidikan formal). Bagian-bagian mikroskop

dapat saja diubah dan dimodifikasi sesuai dengan keperluan pengamat. Jenis mikroskop yang

berbeda tentunya memiliki bagian-bagian mikroskop yang berbeda pula.

Gambar 4. Compound Microscope

Sumber: http://www.celestron.com/c3/images/files/downloads/1211246798_microscopesinfo.pdf

1. Lensa Objektif

Lensa objektif merupakan bagian terpenting dari mikroskop. Fungsi dasar dari lensa

objektif adalah mengumpulkan cahaya yang melalui spesimen, lalu memproyeksikan

bayangan objek pada tabung badan mikroskop. Sistem lensa pada lensa objektif seperti yang

terilustrasi pada gambar 5 memperbesar bayangan objek agar dapat dilihat oleh mata.

Sebagian besar lensa objektif umumnya dibuat dari bahan gelas agar mendapatkan hasil yang

baik.

6

Gambar 5. Sistem Lensa pada Lensa Objektif5

Pada permukaan luar lensa objektif compound microscope, tertulis informasi tentang

lensa objektif tersebut. Informasi ini mencangkup kemampuan perbesaran, kode warna

universal, apertur numerik, dan informasi-informasi lainnya (gambar 6).

Gambar 6. Spesifikasi Lensa Objektif5

Apertur numerik merupakan angka yang menunjukkan kemampuan lensa untuk

mengamati dua titik yang berdekatan (resolusi). Semakin tinggi angka apertur numerik yang

tertera, semakin baik resolusi gambar yang diamati. Apertur numerik yang umumnya

digunakan pada lensa objektif dengan perbesaran masing-masing adalah sebagai berikut:

4x=0.10, 10x=0.25, 40x=0.65, dan 100x=1.25.

Resolusi merupakan jarak pisah antara dua titik yang berdekatan tetapi masih dapat

terlihat sebagai dua titik yang terpisah. Semakin tinggi resolusinya, semakin sempit jarak

antara dua titik berdekatan tersebut yang masih dapat dilihat terpisah. Resolusi bayangan

7

objek hanya dipengaruhi lensa objektif mikroskop; lensa okuler mikroskop hanya

memperbesar bayangan yang telah dibentuk lensa objektif.

Kemampuan perbesaran lensa objektif bervariasi dari 1× hingga 160×. Pada umumnya,

compound microscope memiliki lensa objektif dengan perbesaran 4×, 10×, 40×, dan 100×

(dengan kode warna universal secara berurutan: merah, kuning, biru muda, dan putih) dan

keempat lensa objektif dapat digunakan secara bergantian dengan memutar revolver

mikroskop. Lensa objektif dengan perbesaran 4×, 10×, dan 40× disebut lensa objektif

“kering” karena penggunaannya tidak memerlukan minyak imersi. Lensa objektif dengan

perbesaran 100× disebut lensa objektif “basah” karena penggunaannya memerlukan minyak

imersi.

Pada perbesaran 1000×, minyak imersi digunakan sebagai pengganti media perantara

udara antara ujung lensa objektif dengan permukaan atas preparat. Minyak imersi merupakan

satu-satunya minyak yang sesuai untuk pengamatan mikroskop dan dapat mendukung hasil

perbesaran yang baik serta mencegah kerusakan pada lensa objektif. Ada dua jenis minyak

imersi pada umumnya: Tipe A untuk viskositas rendah dan Tipe B untuk viskositas tinggi.

2. Lensa Okuler

Lensa okuler – seperti terilustrasi pada gambar 7 – terdiri dari susunan beberapa lensa

yang diatur dalam suatu tabung dan terletak di ujung atas mikroskop. Fungsi dasar lensa

okuler adalah untuk memperbesar kembali bayangan objek yang telah dibentuk lensa objektif

sebelum dilihat oleh mata.

Gambar 7. Sistem Lensa pada Lensa Okuler5

8

Lensa objektif pada umumnya memiliki perbesaran 10×, tetapi ada juga lensa objektif

dengan perbesaran 5×, 12.5×, 15×, dan 20×. Angka kemampuan perbesaran ini tertulis pada

permukaan luar lensa okuler bersama dengan diameter wilayah pandang efektif. Sebagai

pelengkap, beberapa lensa okuler juga dilengkapi dengan mistar, penunjuk, dan lain-lain.

3. Kondensor

Kondensor merupakan lensa gelas atau sistem lensa yang terletak pada atau di bawah

meja preparat compound microscope. Fungsi utama kondensor adalah mengumpulkan cahaya

dari sumber cahaya dan memfokuskan cahaya tersebut menuju spesimen.

Ada dua jenis kondensor yang banyak digunakan: basic condenser dan Abbe condenser

(gambar 8). Basic condenser bersifat tetap / fixed pada meja preparat. Abbe condenser dapat

digerakkan dan lebih akurat karena dapat digerakkan secara horizontal maupun vertikal

sehingga dapat lebih mengatur cahaya yang masuk dari sumber cahaya. Abbe condenser

terletak di bawah meja preparat dan biasanya memiliki apertur seperti iris untuk mengatur

diameter cahaya yang masuk ke dalamnya. Pengaturan iris ini bermanfaat terutama untuk

pengamatan spesimen dengan perbesaran 400× atau lebih.

Gambar 8. Basic Condenser dan Abbe Condenser


Kondensor sebaiknya memiliki apertur numerik sama atau lebih dari apertur numerik

lensa objektif yang digunakan. Untuk perbesaran 400× atau kurang, apertur numerik

kondensor cukup 0.65. Akan tetapi, untuk perbesaran yang lebih besar, apertur numerik 1.20

atau 1.25 banyak digunakan dan apertur numerik sedemikian terdapat pada Abbe condenser.

4. Diafragma

9

Diafragma biasanya terletak di bagian bawah meja preparat. Diafragma memiliki fungsi

utama mengatur banyaknya cahaya yang masuk dan kemudian melalui spesimen. Terdapat

dua jenis diafragma: Disc Diaphragm dan Iris Diaphragm (gambar 9).

Gambar 9. Disc Diaphragm dan Iris Diaphragm


Disc diaphragm merupakan diafragma yang paling sederhana dan murah. Ia terletak di

antara sumber cahaya dan spesimen. Ia memiliki disk yang tertanam dengan lima hingga

sepuluh lubang dengan diameter berbeda untuk membatasi banyaknya cahaya yang masuk.

Iris diaphragm merpakan diafragma yang lebih baik dan mahal. Ia memiliki variable

diameter yang kontinuu guna mengatur diameter lubang masuk untuk membatasi banyaknya

cahaya yang masuk.

5. Sumber Cahaya

Sumber cahaya merupakan bagian mikroskop yang menjadi sumber cahaya pada objek

atau spesimen. Hal ini dilakukan untuk menghasilkan iluminasi. Iluminasi merupakan hasil

dari aplikasi cahaya pada objek.

Iluminasi objek harus terang, tidak kabur, dan merata pada wilayah pandang; sehingga

diperlukan sumber cahaya yang baik. Sumber cahaya bisa berupa lampu ruangan, lampu

belajar, atau sinar matahari tak langsung dimana cahaya ini dipantulkan oleh cermin yang

terdapat di bagian bawah mikroskop. Sumber cahaya bisa juga berupa lampu yang telah

terintegrasi dalam mikroskop. Sumber cahaya ini biasanya berada di bawah spesimen, tetapi

bisa juga berada di atas spesimen (misalnya pada stereo microscope).

Intensitas cahaya bisa tetap dan bisa diubah-ubah; tergantung pada sumber cahaya yang

digunakan. Untuk mengatur intensitas dari sumbernya yang telah terintegrasi pada

mikroskop, hal sedemikian dapat dilakukan dengan mengatur variable resistor yang

bersangkutan. Perlu dicantumkan juga bahwa sumber cahaya pada mikroskop dapat diubah /

dimodifikasi; sesuai dengan kebutuhan dan jenis mikroskop yang digunakan.

10

6. Makrometer dan Mikrometer

Makrometer dan Mikrometer memiliki fungsi mengatur kedudukan tinggi-rendahnya

meja preparat guna mendapatkan bayangan objek yang fokus (gambar 10). Makrometer

digunakan untuk mendapatkan bayangan kasar dari objek, sedangkan mikrometer digunakan

untuk mendapatkan bayangan fokus dari objek. Mikrometer lebih bermanfaat dari

makrometer untuk pengamatan dengan perbesaran yang tinggi (400× dan lebih)

Gambar 10. Makrometer dan Mikrometer


Makrometer dan mikrometer digunakan dengan diputar. Untuk menjaga agar tidak

terjadi putaran berlebih yang dapat merusak lensa objektif dan preparat, makrometer dan

mikrometer dilengkapi dengan pengaman yang membatasi putaran kedua bagian ini.

7. Kepala Mikroskop

Bagian kepala mikroskop merupakan bagian yang menghubungkan lensa okuler dengan

revolver (tempat lensa objektif berada) mikroskop. Beberapa kepala mikroskop tertanam

pada mikroskop dan dapat diputar hingga sudut 60°. Pada mikroskop yang lebih mahal,

kepala mikroskop dapat dilepas dan dapat diputar secara 360° sehingga memungkinkan dua

atau lebih pengamat melihat hasil pembentukan bayangan spesimen tanpa harus

memindahkan / memutarkan mikroskop.

Gambar 11. Mikroskop dengan Kepala Binokuler


11

Ada beberapa jenis kepala mikroskop: mikroskop monokuler – seperti gambar 4 – dan

mikroskop binokuler – seperti gambar 11. Mikroskop dengan kepala monokuler hanya

memiliki satu lensa okuler sehingga pengamatan spesimen dilakukan dengan salah satu mata.

Mikroskop dengan kepala binokuler memiliki dua lensa okuler sehingga pengamatan

spesimen dapat dilakukan dengan dua mata. Mikroskop binokuler umumnya terdapat pada

mikroskop yang relatif mahal dan lebih nyaman untuk digunakan.

8. Revolver

Revolver merupakan bagian mikroskop yang terletak di atas meja preparat dan melekat

padanya beberapa lensa objektif. Dengan memutar revolver, pengamat dapat menggunakan

lensa objektif yang berbeda untuk mendapatkan perbesaran yang diinginkan. Lensa objektif

akan berada pada posisi yang tepat saat terasa “click”.

9. Lengan Mikroskop

Lengan mikroskop merupakan bagian mikroskop tempat bagian-bagian mekanisme

fokus berada, termasuk bagian kepala mikroskop yang menampung lensa okuler; serta meja

preparat. Saat memindahkan mikroskop, bagian lengan mikroskop yang harus dipegang oleh

pengamat.

Ada beberapa tipe lengan mikroskop: fixed dan pillar. Fixed adalah tipe lengan

mikroskop yang menyatu dengan kaki mikroskop sehingga tidak dapat digerakkan. Pillar

adalah tipe lengan mikroskop yang melekat dengan kaki mikroskop pada porosnya, sehingga

lengan mikroskop dapat bergerak mengitari porosnya.

10. Kaki Mikroskop

Kaki mikroskop adalah bagian yang menyokong mikroskop sehingga mikroskop dapat

berdiri. Kaki mikroskop bisa juga digunakan sebagai wadah peralatan elektronik yang

diperlukan oleh bagian sumber cahaya.

11. Meja Preparat

Meja preparat merupakan tempat meletakkan objek atau spesimen yang ingin diamati.

Meja preparat memiliki permukaan yang halus dan dapat berbentuk persegi atau lingkaran.

Pada compound microscope, kedudukan tinggi-rendahnya meja preparat diatur oleh

makrometer dan mikrometer sedangkan revolver berada pada keadaan stationer. Namun, pada

12

beberapa mikroskop, hal sedemikian dapat saja terbalik; meja preparat menjadi stationer dan

revolver dapat digerakkan. Meja preparat mempunyai lubang pada bagian tengah agar cahaya

dari sumbernya dapat lewat.

Ada beberapa tipe meja preparat: meja preparat sederhana dan meja preparat mekanik

(gambar 12). Meja preparat sederhana hanya memiliki pengapit sehingga relatif sulit untuk

memposisikan objek yang ingin diamati. Meja preparat mekanik memiliki pengapit yang

mudah digerakkan sehingga menggeser posisi objek yang ingin diamati menjadi lebih mudah.

Gambar 12. Mikroskop dengan Kepala Binokuler


Jenis Mikroskop Optik

Ada beberapa jenis mikroskop optik. Perbedaan antara jenis mikroskop yang satu

dengan jenis mikroskop yang lain mencangkup teknik pencahayaan, resolusi / ketajaman

gambar, sifat objek yang diamati, dan aspek-aspek lainnya.

1. Compound Microscope

Compound microscope merupakan jenis mikroskop yang paling banyak digunakan.

Desain dari compound microscope umumnya seperti yang terlihat pada gambar 4. Total

perbesaran gambar yang dihasilkan umumnya berkisar antara 40× hingga 1000× (umumnya

40×, 100×, 400×, dan 1000×). Total perbesaran ini merupakan hasil perkalian dari perbesaran

lensa objektif dengan lensa okuler. Pada umumnya lensa objektif memiliki perbesaran 4×,

10×, 40×, dan 100×; sedangkan lensa okuler memiliki perbesaran 10×.

Kata Compound mengacu pada kenyataan bahwa untuk memperbesar gambar objek,

cahaya melalui beberapa lensa yang disusun dalam satu garis lurus di mana masing-masing

lensa memperbesar gambar yang telah melalui lensa sebelumnya. Pada umumnya, susunan

lensa ini terdiri dari lensa objektif (lensa yang dekat dengan objek); lensa okuler (lensa yang

dekat dengan mata pengamat); serta makrometer dan mikrometer untuk mengatur jarak kedua

lensa sehingga dapat dihasilkan gambar objek yang fokus.

13

Metode pencahayaan yang umum dipakai adalah metode trans-illumination (cahaya

diproyeksikan melalui spesimen; dari permukaan bawah spesimen menuju permukaan atas

spesimen. Gambar yang dihasilkan umumnya berupa gambar 2 dimensi dan terbalik.

2. Stereo Microscope

Stereo Microscope biasa disebut juga oblique microscopy atau dissection microscope.

Desain dari stereo microscope umumnya seperti yang terlihat pada gambar 12. Total

perbesaran gambar yang dihasilkan umumnya berkisar antara 10× hingga 80× (biasanya

perbesaran 10× dan 40×). Mikroskop ini dapat digunakan untuk mengamati benda tebal

seperti rambut, koin, perangko, dan lain-lain. Mikroskop ini juga dapat digunakan untuk

mengamati irisan objek tipis seperti preparat walaupun perbesaran total yang dapat dihasilkan

tidak terlalu besar.

Gambar 13. Stereo Microscope


Bila pada compound microscope hanya memiliki satu sumber cahaya, stereo

microscope memiliki dua sumber cahaya terpisah sehingga gambar yang dihasilkan berupa

gambar 3 dimensi. Dua sumber cahaya ini melalui lensanya masing-masing; dimana kedua

lensa ini terdapat di dalam lensa objektif mikroskop.

Serupa dengan compound microscope, pada umumnya lensa pada stereo microscope

terdiri dari lensa objektif, lensa okuler, dan makrometer dan mikrometer untuk mengatur

jarak kedua lensa sehingga dapat dihasilkan gambar objek yang fokus.

14

3. Darkfield Illumination

Pada darkfield Illumination, sinar cahaya utama yang biasanya menembus melalui

spesimen dihalangi sehingga hanya sinar cahaya datang yang telah dibelokkan yang

menembus spesimen. Metode ini merupakan metode yang populer dan praktis digunakan

pada pengamatan spesimen yang bersifat transparan; di mana spesimen ini akan terlihat

terang akibat penyinaran pada latar belakang yang gelap.5

Gambar 14. Ilustrasi Metode Darkfield Illumination5

Ilustrasi metode darkfield illumination dapat dilihat pada gambar 14. Sinar cahaya yang

dibelokkan datang dari darkfield kondensor, mengenai spesimen dari semua azimuth,

kemudian terdifraksi, terpantulkan, dan dibiaskan menuju lensa okuler mikroskop. Bila tidak

ada spesimen yang diamati pada meja preparat dan aparatur numerik kondensor lebih besar

dari aparatur numerik lensa objektif, maka sinar cahaya yang dibelokkan akan saling

bersilangan hingga menjauhi serta tidak memasuki lensa objektif. Pada kondisi sedemikian,

yang terlihat pada pengamat hanyalah hitam.

4. Phase Contrast Microscopy

15

Phase Contrast Microscopy merupakan mikroskop yang memanfaatkan perbedaan

indeks bias dan interferensi gelombang cahaya. Mikroskop ini digunakan untuk mengamati

objek transparan yang tidak menyerap cahaya yang kemudian disebut phase object karena

objek ini mengubah fase cahaya yang terdifraksi akibat melalui objek tersebut. Perubahan

fase cahaya yang berubah ini berupa penurunan fase gelombang cahaya sekitar satu per

empat panjang gelombang.5

Pada objek normal, objek memberikan kontras yang baik bila cahaya yang terdifraksi

dan cahaya tidak terdifraksi memiliki beda fase setengah panjang gelombang. Agar

dihasilkan kontras yang baik pada phase object, maka mikroskop diatur sedemikian rupa

sehingga cahaya yang tidak terdifraksi akibat melalui phase object memiliki fase gelombang

satu per empat panjang gelombang lebih cepat. Dengan demikian, perbedaan fase gelombang

antara kedua berkas cahaya ini adalah setengah panjang gelombang sehingga dapat terjadi

interferensi cahaya yang konstruktif.5 Ilustrasi metode ini dapat dilihat pada gambar 15.

Gambar 15. Ilustrasi Metode Phase Contrast Microscopy5

5. Polarized Light Microscopy

Berdasarkan sifat optiknya, suatu kristal dapat dibedakan menjadi dua kategori: kristal

isotropic dan kristal anisotropic. Kristal isotropic adalah kristal di mana cahaya bergerak

dalam medium tersebut dengan sudut dan kecepatan yang konstan tanpa terpolarisasi. Kristal

16

anisotropic adalah kristal di mana cahaya bergerak dalam medium tersebut dapat terpolarisasi

menjadi dua berkas cahaya yang bergerak dalam sudut dan kecepatan yang berbeda.

Polarized light microscopy memanfaatkan sifat optik dari kristal anisotropic. Kedua berkas

cahaya terpolarisasi ini kemudian melalui analyzer pada lensa objektif dan berinteferensi;

baik inteferensi konstruktif maupun inteferensi destruktif. Hasil dari inteferensi ini yang

kemudian kita lihat sebagai bayangan objek. Objek yang umum diamati dengan polarized

light microscopy bersifat transparan. Ilustrasi metode polarized light microscopy dapat dilihat

pada gambar 16.

Gambar 16. Ilustrasi Metode Polarized Light Microscop5

6. Differential Interference Contrast

Metode differential interference contrast memanfaatkan sifat polarisasi dan

intereferensi gelombang cahaya dan umumnya digunakan untuk melihat objek transparan.

Seperti yang diilustrasikan gambar 17, cahaya yang datang dipolarisasikan terlebih dahulu

pada sebelum memasuki kondensor, dengan cara yang sama seperti pada polarized light

microscopy.5 Kemudian cahaya melalui Prisma Wollaston sehingga terpisah menjadi dua

berkas sinar. Kemudian kedua berkas sinar bergerak melalui kondenser, spesimen, dan lensa

17

objektif di mana setiap saat kedua sinar cahaya melalui medium-medium ini, terjadi

perubahan pada kedua sinar cahaya. Namun kedua sinar cahaya ini belum dapat saling

berinteferensi karena mereka saling bergetar secara tegak lurus. Maka dari itu, setelah melalui

lensa objektif, kedua cahaya melalui Prisma Wollaston kedua dan Analyzer. Bayangan yang

terbentuk pada mikroskop differential interference contrast bersifat semi tiga dimensi.

Gambar 17. Ilustrasi Metode Differential Interference Contrast5

Prosedur Pengamatan dengan Mikroskop

Pengamatan mikroskopis dengan menggunakan mikroskop tentunya memiliki prosedur

tersendiri. Prosedur pengamatan juga bergantung pada spesimen dan hasil perbesaran yang

diinginkan. Pada perbesaran 40×, 100×, dan 400× dapat dilakukan tanpa menggunakan

minyak imersi. Akan tetapi, pada perbesaran 1000× perlu digunakan minyak imersi. Hal ini

dikarenakan pada perbesaran 1000×, jarak antara lensa objektif dengan meja preparat sangat

kecil. Penggunaan minyak imersi dilakukan agar tidak terjadi gesekan yang dapat

menimbulkan kerusakan pada lensa objektif dan meja preparat serta agar hasil pembentukan

bayangan yang terlihat dapat menjadi jelas.

18

Berikut prosedur pengamatan mikroskop optik dengan perbesaran 40×, 100×, dan 400×

(tanpa minyak imersi):

1. Aktifkan sumber cahaya dan atur intensitas cahaya untuk pengamatan yang

nyaman.

2. Saat melihat melalui lensa okuler pada mikroskop binokuler, pegang kedua

tabung lensa okuler dengan dua tangan dan atur sedemikian rupa sehingga

kedua lingkaran cahaya yang terlihat melalui lensa okuler menjadi satu.

Pengaturan sedemikian dilakukan untuk menyesuikan mikroskop dengan jarak

antar pupil mata pengamat.

3. Letakkan preparat spesimen pada meja preparat. Dengan menggunakan mata

sebelah kanan dan tangan kanan, dengan perbesaran 10× lensa objektif, secara

perlahan atur kedudukan meja preparat dengan makrometer. Atur sehingga

bayangan terlihat fokus, kemudian atur kembali kedudukan meja preparat

dengan mikrometer sehingga bayangan yang terbentuk semakin fokus.1

4. Untuk menggunakan perbesaran 40× dan 400×, lakukan langkah 3 dengan

perbesaran lensa objektif 4× dan 40×. Perlu diingat bahwa sebelum memutar

revolver untuk mengganti lensa objektif, kedudukan meja preparat diturunkan

terlebih dahulu agar tidak terjadi benturan pada saat pemutaran revolver.

Berikut prosedur pengamatan mikroskop optik dengan perbesaran 1000× (dengan

menggunakan minyak imersi):

1. Dengan teknik Koehler Illumination, fokuskan bayangan spesimen yang

terbentuk dengan perbesaran lensa objektif 10×. Kemudian gunakan perbesaran

lensa objektif 40× dan atur kedudukan spesimen agar bagian yang ingin diamati

terlihat oleh pengamat.

2. Rendahkan kedudukan meja preparat, kemudian tetesi 1 tetes minyak imersi di

atas kaca penutup preparat.

3. Putar revolver dan gunakan lensa objektif dengan perbesaran 1000×

4. Saat melihat spesimen tanpa melalui lensa mikroskop, secara perlahan tinggikan

kedudukan meja preparat hingga bagian depan lensa objektif perbesaran 1000×

bersentuhan dengan tetesan minyak imersi pada preparat.

5. Dengan menggunakan mikrometer saja, atur kedudukan meja preparat hingga

pembentukan bayangan spesimen terlihat fokus.1

19

Pengamatan Sel Kulit Dengan Mikroskop

Sel kulit dapat diamati dengan mikroskop. Agar dapat dilakukan pengamatan

mikroskopis, preparat sel kulit harus dibuat terlebih dahulu. Sel kulit diperoleh dari kerokan

kulit dengan menggunakan scapel nomor 15. Kemudian, preparat diberi tetesan KOH 10%

sebelum ditutup cover glass. KOH 10% digunakan karena KOH dapat menembus kulit dan

merusak kulit karena dapat melarutkan keratin.6 Pemberian KOH 10% dilakukan untuk

mendeteksi keberadaan jamur dan spora pada sampel kulit.

Mikroskop optik yang banyak digunakan dalam pendidikan adalah compound

microscope. Mikroskop ini memiliki perbesaran total 40×, 100×, 400×, dan 1000×. Dengan

perbesaran sedemikian, suatu sel dapat terlihat jelas. Sel akan terlihat seperti ruangan-

ruangan dengan satu bulatan di dalamnya melalui mikroskop ini.

Sel kulit manusia tentunya termasuk dalam kategori sel hewan. Telah disebut

sebelumnya bahwa dengan perbesaran yang dimiliki compound microscope, suatu sel akan

terlihat seperti ruangan dengan bulatan di dalamnya. Namun, bila sel hewan diamati

menggunakan microskop elektron dengan perbesaran yang lebih besar, suatu sel akan terlihat

seperti ruangan dengan bulatan besar dan beberapa komponen lainnya di dalam ruangan

tersebut. Ilustrasi struktur sel hewan dapat dilihat pada gambar 18.

Gambar 18. Struktur Sel Hewan

Sumber: http://ifragenius.blog.unsoed.ac.id/files/2011/11/Picture13.png

Di dalam sel terdapat beragam komponen yang disebut organel (“organ kecil”) yang

sebagian besar dilindungi oleh membran. Organel yang paling menonjol dalam dalam sel

hewan biasanya adalah nukleus. Kromatin dalam nukleus terdiri atas DNA, yang membawa

20

gen, bersama-sama dengan protein. Kromatin ini sebenarnya merupakan kumpulan struktur

terpisah yang disebut kromosom, yang tampak sebagai unit terpisah hanya pada saat sel yang

sedang membelah. Bagian-bagian pada kromatin dalam nukleus yang saling bersambungan

ialah satu atau lebih nukleoi (tunggal, nukleolus). Nukleoli terlibat dalam produksi partikel

yang disebut ribosom, yang mensintesis protein. Nukleus dibatasi oleh selubung berpori yang

terdiri atas dua membran.7

Sebagian besar kegiatan metabolisme sel terjadi dalam sitoplasma, seluruh daerah

antara nukleus dan membran plasma yang melindungi sel. Sitoplasma dipenuhi oleh organel

terspesialisasi yang tersuspensi dalam medium semi-cairan yang disebut sitosol. Yang

mengisi bagian terbesar sitoplasma ialah retikulum endoplasmik (RE), suatu membran labirin

yang membentuk gelembung dan kantung pipih yang memisahkan kandungan RE dari

sitosol. RE ini terdapat dalam dua bentuk: kasar (ditonjoli oleh ribosom) dan halus. Banyak

jenis protein yang dibuat oleh ribosom yang melekat pada membran RE, dan RE juga

memainkan peran penting dalam menyusun (merakit) selaput membran lain sel tersebut.7

Aparatus golgi, merupakan jenis lain organel sel membran, terdiri atas tumpukan

kantung pipih yang aktif dalam sintesis, penyempurnaan, penyimpanan, penyortiran, dan

ekskresi berbagai produk kimiawi. Organel terbungkus membran lainnya ialah: lisosom, yang

mengandung campuran enzim-enzim pencernaan yang menghidrolisis makromolekul;

peroksisom, beragam kelompok organel yang mengandung enzim-enzim yang melakukan

proses metabolisme terspesialisasi; dan vakuola, yang memiliki beragam fungsi penyimpanan

dan metabolisme. Mitokondria (tunggal, mitokondrion) melakukan respirasi seluler yang

menghasilkan ATP dari bahan bakar organik seperti gula.7

Organel nonmembran di dalam sel termasuk mikrotubula dan mikrofilamen. Keduanya

membentuk kerangka yang disebut sitoskeleton, yang memperkuat bentuk dan fungsi sel

dalam pergerakan sel. Salah satu organel yang terbuat dari mikrotubula adalah sentriol, yang

terletak di dekat nukleus. Sentriol ini berperan dalam pembelahan sel.7

Penutup

Mikroskop optik dapat digunakan untuk melakukan pengamatan mikroskopis. Untuk

dapat melakukan fungsi ini, sebuah mikroskop terdiri dari bagian-bagian yang membentuk

mekanisme yang terspesialisasil; misalnya mekanisme fokus yang terdiri dari bagian lensa

objektif, lensa okuler, dan kondensor. Dengan perbesaran 40×, 100×, 400×, dan 1000×;

mikroskop optik dapat digunakan dalam pengamatan sel. Dengan perbesaran sedemikian, sel

21

kulit (sel hewan pada umumnya) akan terlihat seperti ruangan dengan satu bulatan di

dalamnya.

Daftar pustaka

1. Abramowitz M. Microscope Basics and Beyond. New York: Olympus America Inc;

2003.

2. Levin S, Johnstone L. The ultimate guide to your microscope. New York: Sterling

Publishing Co. Inc.; 2008.

3. Kamus besar bahasa Indonesia. 3rd ed. Jakarta: Balai Pustaka; 2005. Mikroskop; h.743.

4. Kamus kedokteran. 5th ed. Jakarta: Balai Penerbit FKUI; 2008. Mikroskop; h.167.

5. Davidson MW, Abramowitz M. Encyclopedia of Imaging Science and Technology.

Hoboken: John Wiley & Sons Inc.; 2002.

6. Metkar A, Pande S, Khopkar U. An open, nonrandomized, comparative study of

imiquimod 5% cream versus 10% potassium hydroxide solution in the treatment of

molluscum contagiosum. Indian Journal of Dermatology, Venereology and Leprology

2008;74(6):614-8.

7. Campbell NA, Reece JB, Mitchell LG. Biologi. 5th ed. Jakarta: Erlangga; 2002.

22

mikroskop optik

Documents