IDK 1 - Mikroskop

PENGENALAN MIKROSKOP CAHAYA

MAKALAH

  

Oleh

Kelompok II

A 2011

PROGRAM STUDI ILMU KEPERAWATAN

UNIVERSITAS RIAU

2011

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis  haturkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberi kesempatan untuk membuat makalah yang berjudul Pengenalan Mikroskop ini.

Makalah ini dibuat untuk melengkapi tugas ilmu dasar keperawatan I. Selain juga untuk menambah pengetahuan penulis dan pembaca tentang pengenalan mikroskop khususnya mikroskop cahaya yang nantinya banyak digunakan pada praktek keperawatan di Universitas Riau.

Penulis menyadari sepenuhnya makalah ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan adanya masukan, kritik, dan saran dari semua pembaca demi penyempurnaan karya tulis ilmiah berikutnya.

                                                                                    Pekanbaru, 03 Oktober 2011

                                                                                                            Penulis

i

DAFTAR ISI

Cover

Kata pengantar .....................................................................................................................  i

Daftar isi ..............................................................................................................................  ii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................... 1

BAB II PEMBAHASAN..................................................................................................... 2

BAB I

PENDAHULUAN

            Pengetahuan tentang mikroskop dalam Program Studi Ilmu Keperawatan sangatlah penting, karena keperawatan tidak lepas dari penelitian menggunakan mikroskop.

            Untuk itu, makalah tentang pengenalan mikroskop ini dibuat untuk membantu calon-calon perawat mengenal, mengetahui, dan menggunakan mikroskop dengan baik. Agar dalam praktikum nantinya calon perawat dapan meminimalisir kesalahan dalam penggunaan mikroskop itu sendiri.

BAB II

PEMBAHASAN

1.      Defenisi dan fungsi mikroskop

a.       Defenisi mikroskop

Istilah mikroskop berasal dari bahasa Yunani, yaitu kata micron yang berarti kecil dan scopos yang artinya tujuan. Dari dua pengertian tersebut, mikroskop dapat diartikan sebagai alat yang dibuat atau dipergunakan untuk melihat secara detail obyek yang terlalu kecil apabila dilihat oleh mata telanjang dalam jarak yang dekat.

Ilmu yang mempelajari benda kecil dengan menggunakan alat ini disebut mikroskopi, dan kata mikroskopik berarti sangat kecil, tidak mudah terlihat oleh mata.

b.      Defenisi mikroskop cahaya

Mikroskop cahaya atau dikenal juga dengan nama “Compound light microscop” 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 dibawah kondensor. Cermin ini akan mengarahkan cahaya dari luar kedalam kondensor.

c.       Fungsi mikroskop

Fungsi mikroskop cahaya : Mengamati objek hidup, macam-macam preparat jadi atau objek yang telah diwarnai dan menghitung mikroorganisme. Juga untuk melihat bentuk, gerakan dan komponen-komponen tertentu lainnya (kapsul, flagellum, spora) setelah diperlakukan secara khusus sebelumnya.

2.      Sejarah penemuan dan perkembangan mikroskop

Menurut sejarah orang yang pertama kali berpikir untuk membuat alat yang bernama mikroskop ini adalah Zacharias Janssen. Janssen sendiri sehari-harinya adalah seorang yang kerjanya membuat kacamata. Dibantu oleh Hans Janssen mereka mambuat mikroskop pertama kali pada tahun 1590. Mikroskop pertama yang dibuat pada saat itu mampu melihat perbesaran objek hingga dari 150 kali dari ukuran asli.

Temuan mikroskop saat itu mendorong ilmuan lain, seperti Galileo Galilei (Italia), untuk membuat alat yang sama. Bahkan Galileo mengklaim dririnya sebagai pencipta pertamanya yang telah membuat alat ini pada tahun 1610.

Galileo menyelesaikan pembuatan mikroskop pada tahun 1609 dan mikroskop yang dibuatnya diberi nama yang sama dengan penemunya, yaitu mikroskop Galileo. Mikroskop jenis ini menggunakan lensa optik, sehingga disebut mikroskop optik. Mikroskop yang dirakit dari lensa optik memiliki kemampuan terbatas dalam memperbesar ukuran obyek. Hal ini disebabkan oleh limit difraksi cahaya yang ditentukan oleh panjang gelombang cahaya. Secara teoritis, panjang gelombang cahaya ini hanya sampai sekitar 200 nanometer. Untuk itu, mikroskop berbasis lensa optik ini tidak bisa mengamati ukuran di bawah 200 nanometer.

Setelah itu seorang berkebangsaan belanda bernama Antony Van Leeuwenhoek (1632-1723) terus mengembangkan pembesaran mikroskopis. Antony Van Leeuwenhoek sebenarnya bukan peneliti atau ilmuwan yang profesional. Profesi sebenarnya adalah sebagai ‘wine terster’ di kota Delf, Belanda. Ia biasa menggunakan kaca pembesar untuk mengamati serat-seratpada kain. Tetapi rasa ingin tahunya yang besar terhadap alam semesta menjadikannya salah seorang penemu mikrobiologi.
Leewenhoek mwnggunakan mikroskopnya yang sangat sederhana untuk mengamati air sungai, air hujan, ludah, feses dan lain sebagainya. Ia tertarik dengan banyaknya benda-benda kecil yang dapat bergerak yang tidak terlihat dengan mata biasa. Ia menyebut benda-benda bergerak tadi dengan ‘animalcule’ yang menurutnya merupakan hewan-hewan yang sangat kecil.

Penemuan ini membuatnya lebih antusias dalam mengamati benda-benda tadi dengan lebih meningkatkan mikroskopnya. Hal ini dilakukan dengan menumpuk lebih banyak lensa dan memasangnya di lempengan perak. Akhirnya Leewenhoek membuat 250 mikroskop yang mampu memperbesar 200-300 kali. Leewenhoek mencatat dengan teliti hasil pengamatannya tersebut danmengirimkannya ke British Royal Society. Salah satu isi suratnya yang pertama pada tanggal 7 September 1674 ia menggambarkan adanya hewan yang sangat kecil yang sekarang dikenal dengan protozoa. Antara tahun 1963-1723 ia menulis lebih dari 300 surat yang melaporkan berbagai hasil pengamatannya. Salah satu diantaranya adalah bentuk batang, coccus maupun spiral yang sekarang dikenal dengan bakteri. Penemuan-penemuan tersebut membuat dunia sadar akan adanya bentuk kehidupan yang sangat kecil yang akhirnya melahirkan ilmu mikrobiologi.

Bila Di Eropa, mikroskop sudah dikenal sejak abad ke-17 dan digunakan untuk melihat binatang-binatang sejenis mikroba. Menariknya, orang Jepang senang menggunakannya untuk mengamati serangga berukuran kecil, dan hasilnya berupa buku-buku berisi pemerian tentang serangga secara mendetail.

Mikroskop Cahaya

Keterbatasan pada mikroskop Leeuwenhoek adalah pada kekuatan lensa cembung yang digunakan. Untuk mengatasinya digunakan lensa tambahan yang diletakkan persis didepan mata pengamat yang disebut eyepiece, sehingga obyek dari lensa pertama (kemudian disebut lensa obyektif) dapat diperbesar lagi dengan menggunakan lensa ke dua ini. Pada perkembangan selanjutnya ditambahkan pengatur jarak antara kedua lensa untuk mempertajam fokus, cermin atau sumber pencahayaan lain, penadah obyek yang dapat digerakkan dan lain-lain, yang semua ini merupakan dasar dari pengembangan mikroskop modern yang kemudian disebut mikroskop cahaya Light Microscope (LM).

LM modern mampu memberikan pembesaran (magnifikasi) sampai 1.000 kali dan memungkinkan mata manusia dapat membedakan dua buah obyek yang berjarak satu sama lain sekitar 0,0002 mm (disebut daya resolusi 0,0002 mm). Seperti diketahui mata manusia yang sehat disebut-sebut mempunyai daya resolusi 0,2 mm.

Pada pengembangan selanjutnya diketahui bahwa kemampuan lensa cembung untuk memberikan resolusi tinggi sudah sampai pada batasnya, meskipun kualitas dan jumlah lensanya telah ditingkatkan.

Belakangan diketahui bahwa ternyata panjang gelombang dari sumber cahaya yang digunakan untuk pencahayaan berpengaruh pada daya resolusi yang lebih tinggi. Diketahui bahwa daya resolusi tidak dapat lebih pendek dari panjang gelombang cahaya yang digunakan untuk pengamatan. Penggunaan cahaya dengan panjang gelombang pendek seperti sinar biru atau ultra violet dapat memberikan sedikit perbaikan, kemudian ditambah dengan pemanfaatan zat-zat yang mempunyai indeks bias tinggi (seperti minyak), resolusi dapat ditingkatkan hingga di atas 100 nanometer (nm). Hal ini belum memuaskan peneliti pada masa itu, sehingga pencarian akan mode baru akan mikroskop terus dilakukan.

Ditemukannya Mikroskop Elektron

Pada tahun 1920 ditemukan suatu fenomena di mana elektron yang dipercepat dalam suatu kolom elektromagnet, dalam suasana hampa udara (vakum) berkarakter seperti cahaya, dengan panjang gelombang yang 100.000 kali lebih kecil dari cahaya. Selanjutnya ditemukan juga bahwa medan listrik dan medan magnet dapat berperan sebagai lensa dan cermin terdapat elektron seperti pada lensa gelas dalam mikroskop cahaya.

Untuk melihat benda berukuran di bawah 200 nanometer, diperlukan mikroskop dengan panjang gelombang pendek. Dari ide inilah, di tahun 1932 mikroskop elektron semakian berkembang lagi. Sebagaimana namanya, mikroskop elektron menggunakan sinar elektron yang panjang gelombangnya lebih pendek dari cahaya. Karena itu, mikroskop elektron mempunyai kemampuan pembesaran obyek (resolusi) yang lebih tinggi dibanding mikroskop optik. Mikroskop electron mampu pembesaran objek sampai 2 juta kali, yang menggunakan elektro statik dan elektro magnetik untuk mengontrol pencahayaan dan tampilan gambar serta memiliki kemampuan pembesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus daripada mikroskop cahaya. Mikroskop elektron ini menggunakan jauh lebih banyak energi dan radiasi elektromagnetik yang lebih pendek dibandingkan mikroskop cahaya

Sebenarnya, dalam fungsi pembesaran obyek, mikroskop elektron juga menggunakan lensa, namun bukan berasal dari jenis gelas sebagaimana pada mikroskop optik, tetapi dari jenis magnet. Sifat medan magnet ini bisa mengontrol dan mempengaruhi elektron yang melaluinya, sehingga bisa berfungsi menggantikan sifat lensa pada mikroskop optik. Kekhususan lain dari mikroskop elektron ini adalah pengamatan obyek dalam kondisi hampa udara (vacuum). Hal ini dilakukan karena sinar elektron akan terhambat alirannya bila menumbuk molekul-molekul yang ada di udara normal. Dengan membuat ruang pengamatan obyek berkondisi vacuum, tumbukan elektron-molekul bisa terhindarkan.

Dengan mikroskop elektron yang mempunyai perbesaran lebih dari 10.000x, kita dapat melihat objek mikroskop dengan lebih detail. Perkembangan mikroskop ini mendorong berbagai penemuan di bidang biologi, seperti penemuan sel, bakteri, dan virus.

Mikroskop Elektron Mode Scanning

Ada 2 jenis mikroskop elektron yang biasa digunakan, yaitu:

a.       Transmission Electron Microscopy (TEM)

b.      Scanning Electron Microscopy (SEM).

Transmission Electron Microscopy (TEM) dikembangkan pertama kali oleh Ernst Ruska dan Max Knoll, 2 peneliti dari Jerman pada tahun 1932. Saat itu, Ernst Ruska masih sebagai seorang mahasiswa doktor dan Max Knoll adalah dosen pembimbingnya. Karena hasil penemuan yang mengejutkan dunia tersebut, Ernst Ruska mendapat penghargaan Nobel Fisika pada tahun 1986.

Sebagaimana namanya, TEM bekerja dengan prinsip menembakkan elektron ke lapisan tipis sampel, yang selanjutnya informasi tentang komposisi struktur dalam sample tersebut dapat terdeteksi dari analisis sifat tumbukan, pantulan maupun fase sinar elektron yang menembus lapisan tipis tersebut. Dari sifat pantulan sinar elektron tersebut juga bisa diketahui struktur kristal maupun arah dari struktur kristal tersebut. Bahkan dari analisa lebih detail, bisa diketahui deretan struktur atom dan ada tidaknya cacat (defect) pada struktur tersebut.

Untuk observasi TEM ini, sample perlu ditipiskan sampai ketebalan lebih tipis dari 100 nanometer. Dan ini bukanlah pekerjaan yang mudah, perlu keahlian dan alat secara khusus. Obyek yang tidak bisa ditipiskan sampai order tersebut sulit diproses oleh TEM ini.

Scanning Electron Microscopy (SEM). Tidak jauh dari lahirnya TEM, SEM dikembangkan pertama kali tahun 1938 oleh Manfred von Ardenne (ilmuwan Jerman). Konsep dasar dari SEM ini sebenarnya disampaikan oleh Max Knoll (penemu TEM) pada tahun 1935. SEM bekerja berdasarkan prinsip scan sinar elektron pada permukaan sampel, yang selanjutnya informasi yang didapatkan diubah menjadi gambar. Imajinasi mudahnya gambar yang didapat mirip sebagaimana gambar pada televisi.

Cara terbentuknya gambar pada SEM berbeda dengan apa yang terjadi pada mikroskop optic dan TEM. Pada SEM, gambar dibuat berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika permukaan sampel tersebut discan dengan sinar elektron. Elektron sekunder atau elektron pantul yang terdeteksi selanjutnya diperkuat sinyalnya, kemudian besar amplitudonya ditampilkan dalam gradasi gelap-terang pada layar monitor CRT (cathode ray tube). Di layar CRT inilah gambar struktur obyek yang sudah diperbesar bisa dilihat. Pada proses operasinya, SEM tidak memerlukan sampel yang ditipiskan, sehingga bisa digunakan untuk melihat obyek dari sudut pandang 3 dimensi.

Demikian, SEM mempunyai resolusi tinggi dan familiar untuk mengamati obyek benda berukuran nano meter. Meskipun demikian, resolusi tinggi tersebut didapatkan untuk scan dalam arah horizontal, sedangkan scan secara vertikal (tinggi rendahnya struktur) resolusinya rendah. Ini merupakan kelemahan SEM yang belum diketahui pemecahannya. Namun demikian, sejak sekitar tahun 1970-an, telah dikembangkan mikroskop baru yang mempunyai resolusi tinggi baik secara horizontal maupun secara vertikal, yang dikenal dengan "scanning probe microscopy (SPM)". SPM mempunyai prinsip kerja yang berbeda dari SEM maupun TEM dan merupakan generasi baru dari tipe mikroskop scan. Mikroskop yang sekarang dikenal mempunyai tipe ini adalah scanning tunneling microscope (STM), atomic force microscope (AFM) dan scanning near-field optical microscope (SNOM). Mikroskop tipe ini banyak digunakan dalam riset teknologi nano "

Sampai hari ini telah berhasil dikembangkan mikroskop dengan teknologi nano. Yaitu teknologi yang berbasis pada struktur benda berukuran nano meter. Satu nano meter = sepermilyar meter). Tentu yang dimaksud di sini bukanlah mikroskop biasa, tetapi mikroskop yang mempunyai tingkat ketelitian (resolusi) tinggi untuk melihat struktur berukuran nano meter.

3.      Bagian-bagian mikroskop

Bagian-bagian dari mikroskop cahaya

1.      Lensa okuler (eyepiece)

2.      Lensa objektif

3.      Lensa objektif yang lain

4.      Pengatur fokus kasar (coarse adjustment)

5.      Pengatur fokus secara halus (fine adjustment)

6.      Papan letak objek/sampel/preparat yang dilihat

(stage)

7.      Sumber cahaya

8.      Kondensor cahaya

9.      Penjepit sampel (clisp)

10.  Handle (lengan mikroskop)

11.  Body tube (tabung mikroskop)

12.  Stand (alas atau dasar mikroskop)

13.  Kondensor (lensa di bawah objek)

14.  Diafragma iris (alat dibawah kondensor /

dibawah objek)

4.      Fungsi tiap bagian mikroskop

Adapun struktur dari mikroskop cahaya dan fungsi tiap bagiannya adalah sebagai berikut :

1.      Lensa okuler (eyepiece)

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 obyektif berkisar antara 4 hingga 25 kali.

2.      Lensa objektif

Lensa obyektif berfungsi untuk pembentukan bayangan pertama dan menentukan struktur serta bagian renik yang akan terlihat pada bayangan akhir serta berkemampuan untuk memperbesar bayangan obyek sehingga dapat memiliki nilai "apertura" yaitu suatu ukuran daya pisah suatu lensa obyektif yang akan menentukan daya pisah spesimen, sehingga mampu menunjukkan struktur renik yang berdekatan sebagai dua benda yang terpisah.

Pada umumnya terdapat 3 buah lensa obyektif yang masing-masing mempunyai jarak fokus 16 mm, 4 mm dan 1,8 mm, pembesarannya masing-masing adalah 10kali, 44 kali 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.

3.      Stand (alas atau dasar mikroskop), yaitu fondasi yang memberikan stabilitas pada alat.

4.      Handle (lengan mikroskop)

Yaitu bagian alat untuk dipegang sewaktu mikroskop dibawa atau dipindahkan.

5.      Stage (meja obyek)

Alas horizontal yang berlubang tempat meletakkan obyek/spesimen yang akan diamati (pada object glass)

6.      Clisp (jepitan)

Alat penjepit yang dapat digerakkan untuk menahan object glass.

7.      Reflektor (cermin)

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.

8.      Kondensor

Lensa yang ditaruh di bawah meja obyek yang berguna untuk memfokuskan sinar pada obyek yang akan diamati.

9.      Diafragma iris

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).

10.  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.

11.  Revolver (nosepiece)

Yaitu cakram (disk) yang dapat berputar pada bagian bawah body tube, tempat mengikat lensa obyektif.

12.  Pengatur focus 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 focus 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.

5.      Cara kerja dan penggunaan mikroskop

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 preparat tetap tidak terlihat, itu berarti fokus mikroskop untuk preparat sudah terlewati atau preparat yang diamati tidak terletak tepat di bawah lensa obyektif.

8.      Setelah preparat tampak, putarlah pengatur halus ke depan dan ke belakang untuk mendapatkan fokus mikroskop sebaik-baiknya. Preparat 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 selesai dan kan mikroskop terutama lensanya, lalu simpan mikroskop tersebut dalam kotaknya kemudian kuncilah.

Preparasi sediaan (objek/preparat)

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

a.       Preparat Non-permanen, yang dapat diperoleh dengan menambahkan air pada sel hidup di atas kaca objek, kemudian diamati di bawah mikroskop.

b.      Preparat permanen, yang dapat diperoleh dengan melakukan fiksasi yang bertujuan untuk membuat sel dapat menyerap warna, membuat sel tidak bergerak, mematikan sel, dan mengawetkannya.