Monday, 2 March 2009

MIKROSKOP

Evolusi sains seringkali berada sejajar dengan penemuan peralatan yang memperluas indera manusia untuk bisa memasuki batas-batas baru. Penemuan dan kajian awal tentang sel dan makhluk yang berukuran mikro memperoleh kemajuan sejalan dengan penemuan dan penyempurnaan mikroskop pada abad ketujuh belas.

Mikroskop (bahasa Yunani: micron = kecil dan scopos = tujuan) adalah sebuah alat yang digunakan untuk melihat dan mengamati objek-objek/spesimen-spesimen yang berukuran kecil atau mikro yang tidak dapat dilihat dengan mata biasa.

Dua nilai penting sebuah mikroskop ialah daya pembesaran dan penguraiannya, atau resolusi. Pembesaran mencerminkan berapa kali lebih besar obyeknya terlihat dibandingkan dengan ukuran sebenarnya. Daya urai merupakan ukuran kejelasan citra; yaitu jarak minimum dua titik terpisah. Misalnya, apa yang terlihat dengan mata telanjang sebagai satu bintang mungkin saja terurai menjadi bintang kembar dengan sebuah teleskop.

sejarah mikroskop
Antony van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang mahasiswa ilmu pengetahuan alam berkebangsaan Belanda, adalah yang pertama-tama melaporkan pengamatannya dengan keterangan dan gambar-gambar yang teliti. Leeuwenhoek melakukan pengamatan ini selama ia memburu hobinya mengasah lensa dan membuat mikroskop. selama hidupnya Ia telah membuat lebih dari 250 buah mikroskop, masing-masing terdiri dari lensa tunggal hasil gosokan rumah yang ditanam dalam kerangka kuningan dan perak; kekuatan pembesaran tertinggi yang dapat dicapainya hanyalah 200 sampai 300 kali.


Foto Antoni van Leeuwenhoek


Mikroskop yang dibuat dan digunakan Leeuwenhoek sangat berbeda dengan mikroskop yang kita kenal sekarang. Lensanya hanya satu, kecil dan hampir berbentuk bola, yang diletakkan diantara dua pelat logam tipis. Spesimen yang akan diamati diletakkan pada suatu pasak tumpul yang terikat pada bagian belakang pelat logam. Pengaturan jarak spesimen tersebut, sehingga masuk ke dalam fokus lensa dilakukan dengan mengatur dua sekerup.


Gambar salah satu bentuk mikroskop yang di buat oleh Van Leeuwenhoek


Mikroskop yang ada dewasa ini meliputi beberapa jenis seperti mikroskop cahaya (monokuler dan bonokuler), mikroskop stereo, mikroskop elektron, mikroskop fase kontras, mikroskop interferensi, mikroskop polarisasi, mikroskop medan gelap, mikroskop konfokal, mikroskop ultraviolet, mikroskop pendar.

berdasarkan pada kenampakan obyek yang diamati, mikroskop dapat dibedakan menjadi mikroskop dua dimensi (mikroskop cahaya) dan mikroskop tiga dimensi (mikroskop stereo). Sedangkan berdasarkan sumber cahayanya, mikroskop dapat dibedakan menjadi mikroskop cahaya dan mikroskop elektron.

Mikroskop Cahaya
Mikroskop yang sekarang banyak digunakan di Laboratorium adalah mikroskop cahaya (Light Microscope, LM). Mikroskop
cahaya memiliki tiga sistem lensa, yaitu lensa obyektif, lensa okuler, dan kondensor. Lensa obyektif dan lensa okuler terletak pada kedua ujung tabung mikroskop. Lensa okuler pada mikroskop bisa berbentuk lensa tunggal (monokuler) atau ganda (binokuler).

Pada mikroskop jenis ini cahaya cahaya tampak dilewatkan melalui spesimen dan kemudian menembus lensa kaca. Lensa ini merefraksi (membelokan) cahaya sedemikian rupa sehingga bayangan spesimen diperbesar sewaktu bayangan itu diproyeksikan ke mata kita.

Sama seperti daya urai mata manusia yang terbatas, daya urai mikroskop juga terbatas. Mikroskop dapat didesain untuk memperbesar obyek sebesar yang diinginkan, tetapi mikroskop cahaya tidak pernah menguraikan rincian yang lebih halus dari kira 0,2 mikro meter. Penguraian (resolusi) ini dibatasi oleh panjang-gelombang cahaya-tampak yang digunakan untuk menerangi spesimennya. Mikroskop cahaya dapat memperbesar secara efektif hingga kira-kira 1000 kali ukuran spesimen sebenarnya; pembesaran yang lebih akan meningkatkan kekaburan. Sebagian besar penyempurnaan mikroskop cahaya sejak permulaan abad kedua puluh telah melibatkan metode-metode baru untuk meningkatkan kontras, yang membuat rincian yang dapat diuraikan diterima mata dengan lebih jelas.


Gambar mikroskop cahaya


Adapun struktur dari mikroskop cahaya dan fungsi tiap bagiannya adalah sebagai berikut :
1. "Stand" (alas atau dasar mikroskop), yaitu fondasi yang memberikan stabilitas pada alat.
2. "Handle" (lengan mikroskop), yaitu bagian alat untuk dipegang sewaktu mikroskop dibawa atau dipindahkan.
3. "Stage" (meja obyek), yaitu alas horizontal yang berlubang tempat meletakkan obyek/spesimen yang akan diamati (pada object glass)
4. "Clisp" (jepitan), yaitu alat penjepit yang dapat digerakkan untuk menahan object glass.
5. "Reflektor" (cermin), yaitu sebuah cermin yang terpasang di bawah meja obyek dan dapat diubah posisinya, untuk memantulkan sinar pada obyek yang akan diamati agar terlihat jelas. Salah satu permukaan cermin datar dan permukaan yang lain cekung. Bagian yang datar digunakan jika sumber cahaya cukup terang dan bagian cekung digunakan jika cahaya kurang terang.
6. "Kondensor", yaitu lensa yang ditaruh di bawah meja obyek yang berguna untuk memfokuskan sinar pada obyek yang akan diamati.
7. "Diafragma Iris", yaitu alat yang diletakkan di bawah kondensor untuk mengatur jumlah sinar yang masuk ke kondensor (dalam beberapa mikroskop terdapat juga alat seperti ini yang diletakkan tepat di bawah meja objek).
8. "Body Tube" (tabung atau tubus mikroskop), yaitu tabung silinder yang kosong tempat sinar akan melaluinya dari lensa obyektif di bagian bawah ke lensa okuler (eyepiece) di bagian atas, sehingga terjadi pembesaran obyek yang diamati. Body tube ini dilengkapi dengan "draw tube" yang dapat digerakkan untuk mengatur jarak antara lensa okuler dengan lensa obyektif.
9. "Revolver" ("nosepiece"), yaitu cakram (disk) yang dapat berputar pada bagian bawah body tube, tempat mengikat lensa obyektif.
10. Lensa Obyektif, yaitu lensa kecil untuk membesarkan obyek yang diamati pertama kali. Pada umumnya terdapat 3 buah lensa obyektif yang masing-masing mempunyai jarak fokus 16,4 dan 1,8 mm, pembesarannya masing-masing adalah 10,44 dan 95 kali garis tengah obyek yang diamati. Lensa 16 mm dan 4 mm dapat digunakan secara kering, sedangkan lensa 1,8 mm penggunaannya harus dicelupkan ke dalam minyak yang mempunyai indeks refraksi yang sama dengan gelas, agar dapat meneruskan sinar sebanyak mungkin. Minyak yang digunakan disebut minyak imersi.
11. Lensa okuler ("eyepiece"), yaitu lensa yang diletakkan di bagian atas body tube untuk memperbesar obyek yang dilihat kedua kalinya (setelah diperbesar oleh lensa obyektif). Pada umumnya terdapat 4 buah lensa okuler yang digunakan yaitu masing-masing yang dapat memperbesar 5; 7,5; 10 dan 12,5 kali.
12. Pengatur kasar ("coarse adjustment"), yaitu suatu alat mekanis (sekerup) yang berguna untuk menaik-turunkan body tube beserta lensanya dengan cepat, agar yang diamati masuk ke dalam fokus lensa.
13. Pengatur halus ("fine adjustment"), yaitu suatu alat mekanis (sekerup) untuk menaik-turunkan body tube secara lambat, agar obyek yang diamati betul-betul masuk ke dalam fokus lensa.

Pengunaan mikroskop cahaya yang benar dan mudah, yaitu:
1. Mikroskop ditempatkan pada suatu tempat yang nyaman dari tepi meja sehingga mudah melakukan pengamatan, kemudian disesuaikan sedemikian rupa sehingga nyaman dalam mengoperasikannya secara fokus.
2. Bukalah diafragma secara penuh.
3. Letak cermin diatur supaya cahaya terpantul melalui lubang pada meja obyek, sehingga melalui lensa okuler terlihat sebuah lingkaran yang terangnya nyata.
4. Preparat ditempatkan di atas meja obyek diatur sedemikian rupa sehingga spesimen diterangi kemudian jepitlah dengan jepitan obyek.
5. Jarak mata ke lensa okuler diatur, pandangan disesuaikan.
6. Mulailah pengamatan dengan menggunakan lensa obyektif berkekuatan rendah. Jika letak lensa obyektif sudah tepat, akan terdengar bunyi berdetik. Kemudian putarlah tombol pengatur kasar. Rendahkan lensa obyektif atau naikkan meja obyek sampai terletak kurang lebih 5 mm dari sediaan yang diamati. pergerakan pengatur kasar pada beberapa mikroskop akan menyebabkan lensa obyektif bergerak ke atas dan ke bawah. Pada mikroskop lain meja obyek yang bergerak ke atas dan ke bawah.
7. Lihatlah melalui lensa okuler dan naikkan tabung mikroskop perlahan-lahan sehingga preparat terlihat. Jika setelah tabung dinaikkan kurang lebih 2 cm; sediaan tetap tidak terlihat, itu berarti fokus mikroskop untuk sediaan sudah terlewati atau sediaan yang diamati tidak terletak tepat di bawah lensa obyektif.
8. Setelah sediaan tampak, putarlah pengatur haluske depan dan ke belakang untuk mendapatkan fokus mikroskop sebaik-baiknya. Sediaan ini dapat diperjelas dengan mengatur besarnya lubang diafragma.
9. Jika diperlukan perbesaran yang lebih tinggi, putarlah revolver sehingga lensa obyektif kuat pada posisi kerja yang baik (di bawah lensa okuler). Waktu memutar revolver jagalah agar sediaan tidak bergeser.
10. Setelah selesadan kan mikroskop terutama lensanya, lalu simpan mikroskop tersebut dalam kotaknya kemudian kuncilah.

Mikroskop Stereo
Mikroskop stereo digunakan untuk pengamatan benda-benda yang tidak terlalu kecil, dapat tebal maupun tipis, transparan maupun tidak.


Gambar Mikroskop Stereo


Mikroskop stereo mempunyai sifat sebagai berikut:
1. Mempunyai 2 lensa obyekrif dan 2 lensa okuler, agar didapatkan bayangan 3 dimensi dari pengamatan 2 mata.
2. Perbesaran tidak terlalu kuat, tetapi lebih diutamakan adalah medan pandang yang luas dan jarak kerja yang panjang. Dengan demikian obyek yang diamati cukup jauh, sehingga mikroskop ini dapat dipakai untuk pembedahan.
3. Obyek yang diamati dapat kering atau dalam medium air, dapat tebal ataupun tipis.
4. Mikroskop stereo mempunyai perbesaran sebagai berikut:
Lensa obyektif 1x atau 2x
Lensa okuler 20x atau 15x
Perbesaran total sampai 30x
5. Stage (meja obyek) berwarna putih. Kadang-kadang kaca pada meja tadi dapat dibalik dan berwarna hitam. Mikroskop semacam ini sesuai untuk pengamatan dengan penyinaran dari atas, dengan menggunakan lampu. Ada juga mikroskop stereo yang meja obyeknya terbuat dari kaca yang bening. Mikroskop ini dapat digunakan untuk pengamatan dengan penyinaran dari atas maupun penyinaran dari bawah.
6. Mikroskop stereo tidak dilengkapi dengan kondensor maupun alat pengatur halus serta diafragma.

Cara penggunaan mikroskop stereo yang benar dan mudah, yaitu:
1. Periksa mikroskop yang akan digunakan. Bersihkan meja obyeknya dengan kain dan lensa-lensanya dengan kertas lensa.
2. Pergunakan meja obyek warna putih untuk melihat obyek-obyek yang tidak transparan dan penyinaran dari atas sedangkan untuk mengamati obyek yang transparan sebaiknya menggunakan sinar dari bawah dan meja obyek kaca yang bening.
3. Spesimen yang diamati dapat kering dan dapat pula basah (terendam air) dengan meletakkannya di atas object glass, dalam cawan atau langsung di atas meja obyek.
4. Aturlah jarak kedua lensa okuler hingga sesuai dengan jarak kedua mata. Jika telah sesuai, lapangan optik akan berbentuk bulat.
5. Dengan kedua mata, obyek dilihat melalui lensa okuler. Fokuskan obyek dengan memutar skerup pengarah.
6. Setelah selesadan kan mikroskop terutama lensanya, lalu simpan mikroskop tersebut dalam kotaknya kemudian kuncilah.

Mikroskop Elektron
Untuk dapat melihat obyek yang berukuran mikro, tidak berwarna dan jernih seperti sel beserta organelnya diperlukan mikroskop yang dapat memperbesar obyek lebih dari 2 juta kali. Hal ini tidak mungkin dilakukan hanya dengan menggunakan mikroskop cahaya karena mikroskop cahaya tidak pernah menguraikan rincian yang lebih halus dari kira-kiran 0,2 mikro meter. Mikroskop cahaya hanya dapat memperbesar secara efektif hingga kira-kira 1000 kali ukuran spesimen sebenarnya, pembesaran yang lebih hanya akan meningkatkan kekaburan.

Salah satu prestasi besar dari ilmu fisika terapan (applied physics) dalam abad ini adalah mikroskop elektron. Mikroskop ini dibuat berdasarkan penemuan bahwa lapangan magnetik atau elektrostatik yang dapat beraksi pada berkas elektron seperti halnya lensa pada sinar biasa. Dengan mengunakan elekstron sebagai sumber sinar dan suatu seri elektromagnetik sebagai alat untuk memfokuskan dan memperbesar, memungkinkan untuk menghasilkan gambar yang sangat jelas dengan pembesaran yang tinggi dari suatu obyek yang diamati. Mikroskop elektron modern secara teoritis dapat mencapai resolusi (penguraian) kira-kira 0,1 nanometer (nm).

Untuk mengatasi keterbatasan daya urai mikroskop cahaya, maka digunakan sinar elektron yang panjang gelombangnya lebih pendek. Panjang gelombang sinar elektron akan makin memendek, jika kecepatan bergeraknya makin cepat. Pada sebuah mikroskop elektron dengan volume kecepatan 100.000 volt akan dihasilkan panjang gelombang sinar elektron sebesar 0,004 nm. Apabila dihitung daya urainya, maka mikroskop elektron bersangkutan akan memberikan angka sebesar 0,002 nm. Perhitungan ini dengan mempertimbangkan adanya aberasi "lensa" elektron jauh lebih besar daripada aberasi lensa kaca pada mikroskop cahaya. Pada kenyataannya, sebagian besar mikroskop elektron modern baru mencapai daya urai sebesar 9,1 nm. Lebih lanjut adanya masalah-masalah dalam pemrosesan akan sediaan sel/jaringan kontras dalam kerusakan karena radiasi akan membatasi pula daya urai untuk pengamatan sediaan biologik sampai sekitar 2 nm (20 A = 20 Angstrom). Walaupun demikian, mikroskop elektron masih tetap 100 kali lebih baik daya urainya daripada mikroskop cahaya.

Terdapat dua jenis dasar mikroskop elektron, yaitu :

1) Mikroskop Elektron Transmisi (Transmision Electron Microscope, TEM)

Secara garis besar cara kerja mikroskop cahaya dan M.E. transmisi tidak jauh berbeda, hanya ukuran mikroskop elektron jauh lebih besar, lagi pula bayangan yang diperoleh diterima pada layar monitor yang berpendar, sehingga tidak dilihat langsung.

Sumber sinar adalah filemen katode yang memancarkan elektron pada puncak tabung setinggi sekitan 2 m. Untuk mendapatkan sinar elektron yang lurus, maka tabung yang dilalui harus dalam keadan hampa udara. Maka M.E. dilengkapi dengan pompa yang harus dijalankan sebelum pemakaian. Elektron yang diapancarkan dipercepat dengan adanya anode yang kemudian dilakukan melalui lubang kecil sehingga sinar elektron membentuk berkas dalam tabung hampa udara.

Yang bertindak sebagai lensa dalam M.E., yaitu kumparan magnetik yang dipasang sepanjang tabung seperti pada mikroskop cahaya yang juga dikenal lensa kondensor, lensa objektif dan lensa okuler atau lensa proyektor.

Sinar elektron yang melalui sediaan yang akan diamati, sebagian dipancarkan sesuai kondisi kepadatan material pada setiap bagian dari sediaan jaringan, sedangkan sebagian lain dipusatkan untuk membentuk bayangan pada layar monitor atau film potret. Oleh karena itu sinar yang dipancarkan hilang tidak membentuk bayangan, sehingga daerah yang padat pada sediaan menunjukkan daerah yang kurang dilalui arus sinar elektron.

Sediaan jaringan yang akan diamati dengan M.E. transmisi juga harus disayat tipis seperti halnya sediaan untuk mikroskop cahaya, bahkan jauh lebih tipis. Sediaan yang akan diamati diletakkan pada tempat yang merupakan anyaman kasa logam halus.

Kontras bayanganyang diperoleh M.E. transmisi tergantung pada jumlah atom yang ada pada sediaan jaringan.

2) Mikroskop Elektron Payar (Scanning Electron Microscope, SEM)
Pada mikroskop jenis ini, sinar elektron tidak menembus jaringan, melainkan dipancarkan kembali oleh permukaan sediaan dengan sudut yang berbeda tergantung dari struktur permukaan jaringan. Sinar elektron yang dipancarkan kembali tersebut barulah mencapai monitor membentuk bayangan. Keuntungan sistem SEM, para peneliti memperoleh bayangan 3 dimensi, dengan memberikan gambaran kontur permukaan jaringan atau struktur permukaan komponen dalam sel, apabila sel tersebut dipecahkan. Maka sediaan untuk SEM tidak memerlukan sayatan jaringan.





DAFTAR PUSTAKA


A. Rob Reed Jones dan Jonathan Wayers. 1998. Practical Skill In Biology. Longman. New York.
Betty Sri Laksmi Jennie dan Deddy Muchtadi. 1978. Mikrobiologi Hasil Pertanian 1. Depdikbud. Jakarta.
Campbell, Reece dan Mitchell. 2000. Biologi. Erlangga. Jakarta.
Michael J. Pelczar, Jr dan E.C.S. Chan. 1986. Dasar-dasar Mikrobiologi. UI-Press. Jakarta.
Subowo. 2007. Biologi Sel. Angkasa. Bandung.
____. 2003. Pedoman Pendayagunaan Peralatan Biologi. Depdiknas. Jakarta

1 comment:

yaya said...

lanjutkan perjuanganmu

Muh. Taufiq Munawar | Template by - Abdul Munir - 2008