Upload
ivan-laurentius-s
View
1.304
Download
12
Embed Size (px)
Citation preview
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
Sumber: http://www.celestron.com/c3/images/files/downloads/1211246798_microscopesinfo.pdf
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
Sumber: http://www.celestron.com/c3/images/files/downloads/1211246798_microscopesinfo.pdf
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
Sumber: http://www.celestron.com/c3/images/files/downloads/1211246798_microscopesinfo.pdf
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
Sumber: http://www.celestron.com/c3/images/files/downloads/1211246798_microscopesinfo.pdf
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
Sumber: http://www.celestron.com/c3/images/files/downloads/1211246798_microscopesinfo.pdf
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
Sumber: http://www.celestron.com/c3/images/files/downloads/1211246798_microscopesinfo.pdf
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