Mikroskop cahaya

Mikroskop cahaya atau mikroskop cahaya majemuk adalah sebuah mikroskop yang menggunakan cahaya lampu sebagai pengganti cahaya matahari sebagaimana yang digunakan pada mikroskop konvensional. Pada mikroskop konvensional, sumber cahaya masih berasal dari sinar matahari yang dipantulkan dengan suatu cermin datar ataupun cekung yang terdapat di bawah kondensor. Cermin ini akan mengarahkan cahaya dari luar kedalam kondensor.

Sejarah penemuan

Mikroskop majemuk (1611-1875)

Pembuatan mikroskop cahaya diawali pada tahun 1611 dengan gagasan Johannes Kepler tentang pembuatan mikroskop majemuk. Pada tahun 1655, Robert Hooke telah menggunakan sebuah mikroskop cahaya untuk mengungkapkan adanya pori-pori kecil dalam sayatan-sayatan gabus yang disebutnya sebagai sel. Dengan menggunakan mikroskop cahaya, Antony van Leeuwenhoek melaporkan penemuannya atas protozoa pada tahun 1674. Leeuwenhoek kemudian mampu mengamati bakteri pada tahun 1683. Pengamatan mikroskopik dan penjelasan ilmiah tentang inti sel dapat dilakukan oleh Robert Brown pada tahun 1833 terhadap anggrek. Pada tahun 1838, Matthias Jacob Schleiden dan Theodor Schwann mengemukakan bahwa sel yang mempunyai inti sel merupakan penentu dari struktur dan fungsi bagian-bagian dalam tumbuhan dan hewan. Berdasarkan temuan tersebut, pada tahun 1857 Albert von Kolliker menjelaskan mitokondria dalam sel-sel otot.^[1]

Penyempurnaan desain

Penemuan bagian sel semakin semakin berkembang setelah Ernst Abbe menganalisis efek difraksi pada pembentukan citra dalam mikroskop pada tahun 1876. Selain itu, Abbe juga mengusulkan cara untuk menyempurnakan rancangan mikroskop cahaya. Dengan menggunakan mikroskop cahaya hasil pengembangan Abbe, Walther Flemming kemudian dapat menerangkan perilaku kromosom selama proses mitosis dalam sel-sel hewan secara jelas pada 1879.^[1] Pada tahun 1881, Anders Retzius menerangkan berbagai jaringan tubuh hewan dengan sangat rinci menggunakan mikroskop cahaya. Pada tahun 1901, Retzius, Santiago Ramón y Cajal dan para pakar histologi mengembangkan metode pewarnaan dan meletakkan dasar-dasar yang penting dalam mempelajari anatomi dengan mikroskop.^[2]

Pengamatan dengan zat pewarna

Pada tahun 1882, Roberth Koch mewarnai mikroorganisme menggunakan zat pewarna anilin. Tujuannya adalah untuk mengidentifikasi bakteri-bakteri yang menyebabkan tuberkulosis dan kolera. Para pakar bakteriologi seperti Edwin Klebs dan Louis Pasteur memanfaatkan pengamatan mikroskop terhadap sediaan-sediaan yang telah diwarna untuk mengenali agen-agen penyebab berbagai penyakit. Mengikuti rancangan Abbe, Carl Zeiss membuat perpaduan lensa pada tahun 1886 yang memungkinkan peneliti menguraikan struktur sampai batas yang dimungkinkan oleh sifat alami cahaya tampak. Pada tahun 1898, Camillo Golgi memanfaatkan pewarna sel untuk melihat dan menerangkan badan Golgi dengan bantuan perak nitrat. Alexandre Lascassagne dan para rekannya kemudian mengembangkan metode otoradiografi pertama pada tahun 1924. Metode ini digunakan untuk menentukan lokasi polonium yang bersifat radioaktif dalam spesimen-spesimen biologi. Perancangan dan pembuatan mikroskop interferensi pertama dilakukan oleh Lebedeff pada tahun 1930. Pada tahun 1932, Zernicke menciptakan mikroskop kontras fasa. Kedua pengembangan mikroskop ini memungkinkan pengamatan sel hidup secara rinci meski tidak diwarnai. Pada tahun 1941, Coons melakukan deteksi antigen dalam sel menggunakan antibodi yang dikombinasikan denga zat pewarna berpendar.^[3] Nomarski kemudian menciptakan dan mematenkan sistem kontras interferensi diferensial untuk mikroskop cahaya rancangannya pada tahun 1952. Penyempurnaan kontras video pada mikroskop cahaya dilakukan oleh Allen dan Inoue pada tahun 1981.^[4]

Tipe

Terdapat dua tipe mikroskop cahaya, yakni mikroskop sederhana dan mikroskop majemuk.^[5] Mikroskop sederhana menggunakan daya optis dari lensa tunggal atau set lensa untuk menghasilkan perbesaran suatu objek. Mikroskop sederhana umumnya dijual di pasaran sebagai mikroskop digital dengan harga yang murah. Sementara itu, mikroskop majemuk menggunakan sebuah sistem lensa untuk menghasilkan perbesaran yang lebih besar. Pada mikroskop majemuk, sepasang lensa digunakan untuk memperbesar gambar yang telah diperbesar oleh lensa lainnya. Sebagian besar mikroskop yang digunakan untuk penelitian saat ini merupakan mikroskop majemuk. Mikroskop majemuk dapat dibagi lagi menjadi beberapa tipe lain berdasarkan fungsi, konfigurasi optis, dan harganya.

Mikroskop sederhana

Mikroskop sederhana menggunakan lensa tunggal atau sepasang lensa untuk menghasilkan perbesaran objek. Bayangan yang dihasilkan oleh mikroskop sederhana bersifat maya, tegak, dan diperbesar.^[6] Penggunaan lensa cembung tunggal seperti ini dapat ditemukan pada alat perbesaran seperti kaca pembesar, lup, dan lensa okuler.

Mikroskop majemuk

Mikroskop majemuk menggunakan sebuah lensa di dekat objek (lensa objektif) untuk memfokuskan bayangan nyata dari objek di dalam mikroskop (lihat gambar). Bayangan objek kemudian diperbesar menggunakan satu atau beberapa lensa lainnya di dekat pengamat (lensa objektif) yang memberikan bayangan diperbesar kepada pengamat. Bayangan yang dihasilkan oleh miskroskop majemuk bersifat nyata, terbaik, dan diperbesar.^[7] Penggunaan kombinasi lensa objektif dan okuler menghasilkan bayangan yang lebih besar. Lensa pada mikroskop majemuk juga sering kali dapat diganti untuk mendapatkan perbesaran yang diinginkan.^[7]

Varian mikroskop lainnya

Terdapat banyak varian mikroskop majemuk yang dibedakan berdasarkan fungsinya. Beberapa varian memiliki bentuk fisik yang berbeda untuk digunakan pada fungsi-fungsi tertentu, antara lain:

Mikroskop stereo, sebuah mikroskop bertenaga rendah yang digunakan untuk mengamati objek berukuran relatif besar secara tiga dimensi.^[8]
Mikroskop pembanding, dua mikroskop yang disambungkan dengan sebuah jembatan optik untuk membandingkan dua objek yang berbeda secara bersamaan. Bayangan yang dihasilkan oleh mikroskop akan bersandingan.^[9]

Beberapa varian mikroskop lainnya dirancang untuk menghasilkan teknik pencahayaan yang berbeda, antara lain:

Mikroskop petrografi, mikroskop yang dirancang untuk menggunakan filer polarisasi, meja gipsum, dan bagian yang dapat diputar supaya dapat digunakan untuk mengamati mineral atau material lain yang sifat optiknya tergantung pada orientasi.^[10]
Mikroskop polarisasi, mirip seperti mikroskop petrografi.
Mikroskop siswa, sebuah mikroskop yang memiliki instrumen sederhana dan kualitas optik rendah yang biasa digunakan oleh siswa tingkat sekolah.^[11]

Jenis lensa

Mikroskop cahaya menggunakan tiga jenis lensa, yaitu lensa obyektif, lensa okuler, dan kondensor.

Lensa objektif dan lensa okuler terletak pada kedua ujung tabung mikroskop sedangkan penggunaan lensa okuler terletak pada mikroskop bisa berbentuk lensa tunggal (monokuler) atau ganda (binokuler). Pada ujung bawah mikroskop terdapat tempat dudukan lensa objektif yang bisa dipasangi tiga lensa atau lebih. Di bawah tabung mikroskop terdapat meja mikroskop yang merupakan tempat preparat.

Sistem lensa yang ketiga adalah kondensor. Kondensor berperan untuk menerangi objek dan lensa-lensa mikroskop yang lain.

Cara kerja

Lensa objektif berfungsi dalam pembentukan bayangan pertama dan menentukan struktur serta bagian renik yang akan terlihat pada bayangan akhir serta berkemampuan untuk memperbesar bayangan objek sehingga dapat memiliki nilai "apertura" yaitu suatu ukuran daya pisah suatu lensa objektif yang akan menentukan daya pisah spesimen, sehingga mampu menunjukkan struktur renik yang berdekatan sebagai dua benda yang terpisah.
Lensa okuler, adalah lensa mikroskop yang terdapat di bagian ujung atas tabung berdekatan dengan mata pengamat, dan berfungsi untuk memperbesar bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif berkisar antara 4 hingga 25 kali.
Lensa kondensor, adalah lensa yang berfungsi guna mendukung terciptanya pencahayaan pada objek yang akan dilihat sehingga dengan pengaturan yang tepat maka akan diperoleh daya pisah maksimal.

Preparasi sediaan

Persiapan preparat di dalam mikroskop cahaya terbagi menjadi dua jenis, yaitu:

Preparat Non-permanen, yang dapat diperoleh dengan menambahkan air pada sel hidup di atas kaca objek, kemudian diamati di bawah mikroskop.
Preparat permanen, yang dapat diperoleh dengan melakukan fiksasi yang bertujuan untuk membuat sel dapat menyerap warna, membuat sel tidak bergerak, mematikan sel, dan mengawetkannya.
Tahap selanjutnya, yaitu pembuatan sayatan, yang bertujuan untuk memotong sayatan hingga setipis mungkin agar mudah diamati di bawah mikroskop. preparat dilapisi dengan monomer resin melalui proses pemanasan karena pada umumnya jaringan memiliki tekstur yang lunak dan mudah pecah setelah mengalami fiksasi, kemudian dilanjutkan dengan pemotongan menggunakan mikrotom. Umumnya mata pisau mikrotom terbuat dari berlian karena berlian tersusun dari atom karbon yang padat. Oleh karena itu, sayatan yang terbentuk lebih rapi. Setelah dilakukan penyayatan, dilanjutkan dengan pewarnaan, yang bertujuan untuk memperbesar kontras antara preparat yang akan diamati dengan lingkungan sekitarnya. Setiap pewarna mengikat molekul yang memiliki kespesifikan tertentu, contohnya: Hematoksilin, yang mampu mengikat asam amino basa (lisin dan arginin) pada berbagai protein, dan eosin, yang mampu mengikat molekul asam (DNA dan rantai samping pada aspartat dan glutamat).

Referensi

^ ^a ^b Kurniati 2020, hlm. 15.
^ Kurniati 2020, hlm. 15-16.
^ Kurniati 2020, hlm. 16.
^ Kurniati 2020, hlm. 17.
^ Harijati, Nunung; Samino, Setijono; Indriyani, Serafinah; Soewondo, Aris (Oktober 2017). Mikroteknik Dasar. Malang: UB Press. hlm. 3–5.
^ Trisha Knowledge Systems. The IIT Foundation Series - Physics Class 8, 2/e. Pearson Education India. hlm. 213. ISBN 978-81-317-6147-2.
^ ^a ^b Ian M. Watt (1997). The Principles and Practice of Electron Microscopy. Cambridge University Press. hlm. 6. ISBN 978-0-521-43591-8.
^ "Stereo Microscope – Boeco BTB-3A – UPT Lab Dasar dan Terpadu". Diakses tanggal 2020-11-20.
^ Tilstone, William J.; Savage, Kathleen A.; Clark, Leigh A. (2007-02-01). "Forensic science: an encyclopedia of history, methods, and techniques". Choice Reviews Online. 44 (06): 104. doi:10.5860/choice.44-3054. ISSN 0009-4978.
^ "Optical Microscopy". www.usgs.gov. Diakses tanggal 2020-11-20.
^ "Buying a cheap microscope for home use" (PDF). Oxford University. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 5 March 2016. Diakses tanggal 5 November 2015.

Daftar pustaka

Kurniati, Tuti (2020). Biologi Sel (PDF). Bandung: CV. Cendekia Press. ISBN 978-623-7438-83-0.

Lihat pula

Pranala luar

(Inggris) The compound light microscope Diarsipkan 2007-06-08 di Wayback Machine.
(Inggris) History of the microscope Diarsipkan 2007-07-05 di Wayback Machine.

[FOOTNOTEKurniati202015-1] Kurniati 2020, hlm. 15.

[FOOTNOTEKurniati202015-16-2] Kurniati 2020, hlm. 15-16.

[FOOTNOTEKurniati202016-3] Kurniati 2020, hlm. 16.

[FOOTNOTEKurniati202017-4] Kurniati 2020, hlm. 17.

[5] Harijati, Nunung; Samino, Setijono; Indriyani, Serafinah; Soewondo, Aris (Oktober 2017). Mikroteknik Dasar. Malang: UB Press. hlm. 3–5.

[6] Trisha Knowledge Systems. The IIT Foundation Series - Physics Class 8, 2/e. Pearson Education India. hlm. 213. ISBN 978-81-317-6147-2.

[Watt-7] Ian M. Watt (1997). The Principles and Practice of Electron Microscopy. Cambridge University Press. hlm. 6. ISBN 978-0-521-43591-8.

[8] "Stereo Microscope – Boeco BTB-3A – UPT Lab Dasar dan Terpadu". Diakses tanggal 2020-11-20.

[9] Tilstone, William J.; Savage, Kathleen A.; Clark, Leigh A. (2007-02-01). "Forensic science: an encyclopedia of history, methods, and techniques". Choice Reviews Online. 44 (06): 104. doi:10.5860/choice.44-3054. ISSN 0009-4978.

[10] "Optical Microscopy". www.usgs.gov. Diakses tanggal 2020-11-20.

[11] "Buying a cheap microscope for home use" (PDF). Oxford University. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 5 March 2016. Diakses tanggal 5 November 2015.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]