Mikroskop

Agung Ganjar Kurniawan

102010169

Fakultas Kedokteran

Universitas Kristen Krida Wacana

Pendahuluan

Mikroskop adalah sebuah benda yang banyak digunakan oleh para peneliti untuk

meneliti dan mengamati benda-benda yang tidak tampak oleh mata. Mikroskop berasal dari

kata mikro yang berarti sangat kecil, dan scope yang berarti alat untuk melihat objek. Maka

segala sesuatu yang terlalu kecil untuk dilihat oleh mata disebut mikroskopis.

Dua nilai penting mikroskop adalah daya pembesaran dan penguraiannya, atau

resolusi. Pembesaran mencerminkan berapa kali lebih besar objeknya terlihat dibandingkan

dengan ukuran sebenarnya. Daya urai merupakan ukuran kejelasan citra; yaitu jarak

minimum dua titik yang dapat dipisahkan dan masih dapat dibedakan sebagai dua titik

terpisah.

Ada banyak jenis mikroskop dan masing-masing memiliki fungsi yang berbeda-beda,

namun secara keseluruhan mekanisme kerja, cara penggunaan, dan bagian dari mikroskop

adalah sama. Objek yang biasa digunakan untuk diteliti adalah mikroorganisme yang tidak

dapat dilihat dengan mata telanjang.

Evolusi sains seringkali berada sejajar dengan penemuan peralatan yang memperluas indera

manusia untuk bisa memasuki batas-batas baru. Penemuan dan kajian awal tentang sel

memperoleh kemajuan sejalan dengan penemuan dan penyempurnaan mikroskop pada abad

ke 17.

Mikroskop

Sejarah Mikroskop

Pertama kali diciptakan oleh Hans Lippershey dan Hans Jansen pada tahun 1590 di

Belanda. Penemuan ini disebut mikroskop oleh Giovanni Faber pada tahun 1625. Pada tahun

1689 semakin populer dengan penemuan sel darah merah pertama kali oleh ilmuwan

berkebangsaan belanda bernama Antonie Van Leeuwenhoek. Pemeliharaan mikroskop sangat

penting, karena mikroskop sangat berguna untuk pengamatan dan penelitiaan dalam

kehudupan manusia. Untuk dapat melakukan percobaan, karena tanpa mikroskop manusia

tidak dapat melakukan percobaan secara baik. Berdasarkan prinsip kerjanya, mikroskop dapat

di bedakan menjadi dua bagian, yaitu mikroskop optik dan mikroskop elektron. Mikroskop

optik lebih sering digunakan di sekolah-sekolah dan sebagian besar banyak dimiliki

laboratorium di Indonesia dalam mengembangkan teknologi dan penggunaan mikroskop

yang sangat berkembang pesat, karena mikroskop mampu memberikan penyinaran tersendiri

tanpa bantuan cermin datar dan cermin cekung. Untuk menciptakan hal yang tersebut telah

banyak dilakukan percobaan agar bagian tersebut dapat berkembang pesat dengan lebih

modern dan lebih canggih lagi, sehingga dalam penelitiaan manusia dapat melakukan hasil

yang lebih baik dan lebih detail lagi.

Ada beberapa jenis mikroskop yang dapat dipergunakan untuk mempelajari materi

biologi. Pada dasarnya mikroskop-mikroskop itu dapat digolongkan menurut jenis sumber

cahaya yang dipakai. Tentu yang paling banyak dipakai adalah mikroskop optic yang

menggunakan cahaya terlihat. Ada beberapa modifikasi tertentu, yaitu mikroskop polarisasi,

mikroskop kontras fase, mikroskop interferens dan mikroskop lapangan ( medan ) gelap.

Semua mikroskop yang menggunakan radiasi tak terlihat dan sinar ultraviolet serta

mikroskop electron, merupakan perkembangan yang lebih baru.

Manfaat setiap jenis mikroskop tidak hanya tergantung pada kemampuannya untuk

memperbesar, tetapi yang lebih penting adalah pada kemampuanya untuk memisahkan

bagian-bagian yang kecil. Melampaui batas-batas tertentu, pembesaran tidak menambah

rincian baru. Pembesaran yang bermanfaat dari suatu mikroskop cahaya biasa adalah kira-

kira 1500 kali. Daya pisah adalah suatu ukuran kapasitas suatu mikroskop untuk memisahkan

dengan jelas dua titik yang berdekatan. Diluar daya pisah suatu mikroskop, dua titik akan

tampak sebagai titik tunggal. Resolusi dengan sistem lensa dibatasi oleh panjang gelombang

cahaya dan aperture numeric atau kapasitas mengumpulkan cahaya dari lensa obyektif. Daya

pemisah suatu mikroskop cahaya yang baik adalah kira-kira 0,2 mikron atau micrometer.1

Perangkat dan Fungsi Mikroskop

Mikroskop adalah alat yang di gunakan untuk melihat, atau mengenali benda-benda renik

yang terlihat kecil menjadi lebih besar dari aslinya. Berikut adalah bagian-bagian mikroskop

beserta fungsinya :

1. Lensa Okuler, yaitu lensa yang dekat dengan mata pengamat lensa ini berfungsi

untuk membentuk bayangan maya, tegak, dan diperbesar dari lensa objektif

2. Lensa Objektif, lensa ini berada dekat pada objek yang di amati, lensa ini 

membentuk bayangan nyata, terbalik, di perbesar. Di mana lensa ini di atur oleh

revolver untuk menentukan perbesaran lensa objektif.

3. Tabung Mikroskop (Tubus), tabung ini berfungsi untuk mengatur fokus dan

menghubungan lensa objektif dengan lensa okuler.

4. Makrometer (Pemutar Kasar), makrometer berfungsi untuk menaik turunkan

tabung mikroskop secara cepat.

5. Mikrometer (Pemutar Halus), pengatur ini berfungsi untuk menaikkan dan

menurunkan mikroskop secara lambat, dan bentuknya lebih kecil daripada

makrometer.

6. Revolver, revolver berfungsi untuk mengatur perbesaran lensa objektif dengan cara

memutarnya.

7. Reflektor, terdiri dari dua jenis cermin yaitu cermin datar dan cermin cekung.

Reflektor ini berfungsi untuk memantulkan cahaya dari cermin ke meja objek melalui

lubang yang terdapat di meja objek dan menuju mata pengamat. Cermin datar

digunakan ketika cahaya yang di butuhkan terpenuhi, sedangkan jika kurang cahaya

maka menggunakan cermin cekung karena berfungsi untuk mengumpulkan cahaya.

8. Diafragma, berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk.

9. Kondensor, kondensor berfungsi untuk mengumpulkan cahaya yang masuk, alat ini

dapat putar dan di naik turunkan.

10. Meja Mikroskop, berfungsi sebagai tempat meletakkan objek yang akan di amati.

11. Penjepit Kaca, penjepit ini berfungsi untuk menjepit kaca yang melapisi objek agar

tidak mudah bergeser.

12. Lengan Mikroskop, berfungsi sebagai pegangan pada mikroskop.

13. Kaki Mikroskop, berfungsi untuk menyangga atau menopang mikroskop.

14. Sendi Inklinasi (Pengatur Sudut), untuk mengatur sudut atau tegaknya mikroskop.2

Cara Kerja Mikroskop

Mikroskop mempunyai dua jenis lensa, yaitu lensa objektif yang dekat dengan objek

dan lensa okuler yang dekat dengan mata pengamat, dengan jarak fokus lensa okuler lebih

besar daripada jarak fokus lensa objektif (fok > fob). Dan keduanya terbentuk oleh lensa

cembung. Pembentukan bayangan pada mikroskop

Benda yang diamati diletakkan di depan lensa objektif di antara Fob dan 2 Fob (atau

fob<sob<2fob). Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif adalah I1, yang bersifat

nyata, terbalik, dan diperbesar. I1 ini dipandang sebagai benda oleh lensa okuler. Agar I1

diperbesar, maka I1 harus terletak di depan lensa okuler di antara titik optik O dan jarak fokus

okuler (fok). Jadi, lensa okuler berfungsi seperti lup. Bayangan akhir I2 yang dibentuk oleh

lensa okuler terletak di depan lensa okuler, bersifatmaya,diperbesar, dan terbalik terhadap

arah benda semula.

1. Perbesaran pada mikroskop

Perbesaran total mikroskop merupakan perkalian antara perbesaran linier objektif dan

perbesaran sudut lensa okuler. Secara matematis:

Keterangan:

Mtotal = perbesaran total mikroskop

Mob = perbesaran linier objektif

Mok = perbesaran sudut okuler

Karena lensa okuler berfungsi seperti lup, maka perbesaran sudut okuler sama dengan

perbesaran sudut okuler sama dengan perbesaran sudut lup, sehingga:3

Untuk mata tidak berakomodasi (Sok = fok, S’ok = - ~)

Untuk mata berakomodasi maksimum (S’ok = - Sn)

Mok = Sn + 1

f

Mok = Sn

f

Mtotal = Mob x Mok

a = n . sin i

Untuk berakomodasi pada jarak x (S’ = - x)

Untuk lensa objektif, perbesaran yang dialami benda adalah perbesaran linear

sehingga rumus perbesaran objektif (Mob) persis sama dengan rumus perbesaran linear lensa

tipis, yaitu:

Panjang mikroskop (d) sama dengan jarak antara lensa objektif dan lensa okuler

memenuhi persamaan (untuk mata berakomodasi maksimum):

Untuk pengamatan dengan mata tidak berakomodasi, bayangan lensa objektif tepat di

titik fokus lensa okuler (Sok = Fok).

Selain perbesaran kemampuan dan cara kerja mikroskop yang lainnya adalah daya

pisah. Daya pisah merupakan kemampuan sebuah lensa untuk memisahkan dua buah titik

yang berdekatan. Daya pisah (resolving power) bergantung pada indeks bias, apertur

numerik, dan panjang gelombang.

Menurut Abbe, apertur numerik (a) merupakan hasil kali antara indeks bias dengan

setengah sudut buka (sin i) yang dibentuk oleh sinar yang melalui benda, berikut rumusnya:4

keterangan: a = apertur numerik

n = indeks bias

i = setengah sudut buka (kemampuan mata/alat optik untuk melihat ke kanan dan

ke kiri)

d = S’ob + Sok

Mob = h’ob = - s’ob

hob sob

Mok = Sn + Sn

f x

Besar daya pisah dapat dihitung dengan rumus:

z = λ

2a

Keterangan: z = daya pisah (jarak minimal dua titik masih terlihat dengan jelas)

λ = panjang gelombang

a = apertur numerik

Menurut Reyleigh, mikroskop mempunyai celah (apertur) yang berbentuk lingkaran, maka

besar daya pisah:4

z = 1,22 x λ

2a

Jenis-Jenis Mikroskop

1. Mikroskop Cahaya

Mikroskop cahaya mempunyai perbesaran maksimum 1000 kali. Mikroskop jenis

ini memiliki tiga lensa, yaitu lensa objektif, lensa okuler, dan kondensor. Lensa objektif

dan lensa okuler terletak pada kedua ujung tabung mikroskop. Lensa okuler pada

mikroskop ada yang

berlensa tunggal (monokuler) atau ganda (binokuler). Lensa kondensor berperan untuk

menerangi objek dan lensa-lensa mikroskop lain. Dengan pengaturan yang tepat maka

akan diperoleh daya pisah maksimal.

2. Mikroskop Latar Gelap (Darkfield Illumination)

Digunakan untuk mengamati mikroorganisme yang tidak tampak pada

mikroskop cahaya dan tidak dapat diwarnai. Menggunakan kondensor khusus dengan

cakram gelap untk menghalangi cahaya masuk. Cahaya tidak dapat langsung

menerangi obyek, cahaya yang dipakai berasal dari lensa obyektif yang dipantulkan

specimen. Obyek tampak bersinar dengan background gelap. Dikembangkan untuk

sampel transparan dengan resolusi rendah. Tampilan obyek terlihat tepi sel terlihat

bersinar keemasan sehingga bentuk obyek terlihat dengan jelas. Struktur internal sel

berkilauan berlawanan dengan background yang gelap.

3. Mikroskop Fase Kontras (Phase Contrast Illumination)

Memperbesar kontras dalam sel yang tidak berwarna dengan memperkuat

keragaman densitas di dalam spesimen, khususnya untuk menyelidiki sel hidup yang

tak berpigmen. Dipakai untuk mengamati dengan detil struktur internal spesimen

hidup tanpa pewarnaan. Dengan menggunakan kondensor khusus dan lempeng

pemecah cahaya. Efek yang ditimbulkan adalah derajat terang yang berbeda. Sorotan

cahaya dipisahkan dan menerangi obyek melalui jalur yang berbeda. Cahaya yang

terpecah biasanya berwarna keemasan sedang cahayayang tidak terpisah berwarna

merah.

4. Differential Interference Contrast

Digunakan untuk tampilan tiga dimensi obyek tanpa pewarnaan. Menggunakan

derajat terang yang berbeda dan prisma sebagai indeks pemecah cahaya. Akibat efek

prisma cahaya terpisah menjadi dua, tampilan obyek tampak berwarna-warni.

5. Mikroskop Stereo (Oblique Illumination)

Mikroskop stereo merupakan jenis mikroskop yang hanya bisa digunakan untuk

benda yang relatif besar dengan perbesaran 7 hingga 30 kali. Benda yang diamati

dengan mikroskop ini dapat terlihat secara tiga dimensi. Komponen pada mikroskop

stereo hampir sama dengan mikroskop cahaya. Perbedaannya pada ruang ketajaman

lensa mikroskop stereo jauh lebih tinggi dibandingkan dengan mikroskop cahaya

sehingga kita dapat melihat bentuk tiga dimensi benda yang diamati.

6. Cross-polarized light illumination ( mikroskop Polarisasi )

Bila cahaya melintas zat-zat atau jaringan tubuh tertentu, ia membagi

sedemikian rupa sehingga menghasilkan dua berkas sinar dari satu berkas. Ini disebut

polarisasi. Hal ini terhadi dengan zat-zat ini disebut Kristal ( birefringen ). Zat yang

tidak termasuk golongan Kristal adalah amorf (monorefringen).

Kecepatan dengan mana cahaya berjalan melalui zat amorf selalu sama tanpa

memperhatikan arahnya. Oleh karena itu, zat tersebut hanya mempunyai satu indeks

bias. Di dalam zat Kristal, kecepatan cahaya berubah sesuai dengan arah perambatan

cahaya dari satu berkas sinar, dihasilkan 2 berkas sinar yang dibiaskan. Mereka

dikutubkan seperti garus lurus, yaitu, getaran cahaya tersebut mengikuti suatu arah

tertentu.

7. Mikroskop Elektron

Mikroskop electron memiliki perbesaran sampai 100.000 kali. Elektron

digunakan sebagai pengganti cahaya. Mikroskop Elektron ada beberapa jenis :

Transmission electron microscope (TEM)

Pada mikroskop ini sampel yang digunakan sangat tipis sehingga

elektron dapat menembusnya kemudian hasil dari tembusan elektron tersebut

yang diolah menjadi gambar.

Aplikasi utama TEM adalah untuk menganalisis mikrostruktur, identifikasi

defek, analisis interfasa, struktur kristal, tatanan atom pada kristal, serta

analisa elemental skala nanometer.

Sementara itu kelebihan dari analisa menggunakan TEM adalah:

1. Resolusi Superior 0.1~0.2 nm, lebih besar dari SEM (1~3 nm),

2. mampu mendapatkan informasi komposisi dan kristalografi dari bahan

uji dengan resolusi tinggi,

3. memungkinkan untuk mendapatkan berbagai signal dari satu lokasi

yang sama.

Sedangkan kelemahannya adalah:

1. Hanya meneliti area yang sangat kecil dari sampel,

2. perlakuan awal dari sampel cukup rumit sampai bisa mendapatkan

gambar yang baik,

3. elektron dapat merusak atau meninggalkan jejak pada sampel yang diuji.

Scanning electron microscope (SEM)

Pada sebuah mikroskop elektron (SEM) terdapat beberapa peralatan utama

antara lain:

1. Pistol elektron, biasanya berupa filamen yang terbuat dari unsur yang

mudah melepas elektron misal tungsten.

2. Lensa untuk elektron, berupa lensa magnetis karena elektron yang

bermuatan negatif dapat dibelokkan oleh medan magnet.

3. Sistem vakum, karena elektron sangat kecil dan ringan maka jika ada

molekul udara yang lain elektron yang berjalan menuju sasaran akan

terpencar oleh tumbukan sebelum mengenai sasaran sehingga

menghilangkan molekul udara menjadi sangat penting.

Ada beberapa sinyal yang penting yang dihasilkan oleh SEM. Dari

pantulan inelastis didapatkan sinyal elektron sekunder dan karakteristik

sinar X sedangkan dari pantulan elastis didapatkan sinyal backscattered

electron. Kelemahan dari teknik SEM antara lain:

1. Memerlukan kondisi vakum,

2. Hanya menganalisa permukaan,

3. Resolusi lebih rendah dari TEM,

4. Sampel harus bahan yang konduktif, jika tidak konduktor maka perlu

dilapis logam seperti emas.

Scanning Probe Microscope (SPM)

Kelebihan dari SPM adalah memiliki resolusi yang tinggi, baik pada

arah horizontal maupun vertikal sehingga memungkinkan untuk melihat

struktur sekecil atom. Mikroskop jenis ini dibagi lagi menjadi beberapa jenis,

antara lain:

- Atomic Force Microcopy (AFM)

- Scanning Tunneling Microcopy (STM)

- Scanning Near Field Optical Microcopy (SNOM)

- Dan lain-lain

Scanning acoustic microscope

Mikroskop ini menggunakan gelombang bunyi/suara melalui cairan

daripada gelombang optic, sehingga gambar yang dihasilkan mencerminkan

sifat elastis dibanding perubahan dalam indeks bias.5,6

Cara Menggunakan Mikroskop

Letakkan mikroskop pada meja sedemikian rupa agar kamu lebih mudah melakukan

pengamatan melalui tabung mikroskop. Pastikan mikroskop terletak pada tempat yang aman,

atur pencahayaan dan peralatan yang telah siap dipakai, kemudian lakukan pengaturan

pencahayaan.6,7 Objek pengamatan (preparat) dapat diamati di mikroskop dengan jelas

apabila cahaya yang masuk cukup memadai. Mikroskop ada yang sudah dilengkapi sumber

cahaya berupa lampu sehingga untuk mengatur pencahayaan tinggal menghidupkan

lampunya saja. Mikroskop yang belum dilengkapi dengan sumber cahaya dapat

menggunakan cahaya lampu maupun sinar matahari. Bila menggunakan lampu, arahkan

lampu pada jarak kira-kira 20 cm dari mikroskop. Jika sumber cahaya dari sinar matahari,

bagian cermin pada mikroskop diarahkan pada datangnya sumber cahaya matahari, misalnya

dekat pintu/jendela.7

Aturlah diafragma dan kedudukan cermin hingga cahaya terpantul melalui lubang

meja objek.9Jangan mengarahkan cermin ke arah sinar matahari secara langsung, karena

cahaya yang memantul ke mata dapat mengganggu penglihatan. Pencahayaan sudah tepat dan

memadai, bila diamati dari lensa okuler akan tampak lingkaran yang terangnya merata.6

Inilah yang disebut dengan lapangan pandang.8 Apabila lapangan pandang sudah tampak

namun belum jelas, cobalah putar/ganti lensa objektif dengan cara memutar revolver.

Setelah pengaturan pencahayaan, maka untuk dapat melihat objek (preparat/ sediaan)

melalui mikroskop gunakan lensa objektif yang memiliki perbesaran lemah dulu, kemudian

lakukan langkah langkah berikut:

1. Letakkan kaca benda (object glass) beserta objek yang akan diamati

(preparat/sediaan) pada meja objek. Aturlah posisi kaca benda sehingga objek yang

akan diamati berada pada lapangan pandang.

2. Jepitlah kaca benda dengan penjepit yang terletak di atas meja objek.

3. Sambil melihat dari samping, turunkan lensa objektif secara perlahan dengan

menggunakan pemutar kasar hingga jarak lensa objektif dan preparat yang diamati

kira-kira 5 mm. Pada beberapa mikroskop, yang naik turun bukan lensa objektifnya

tetapi meja objek (Hati-hati! Jangan sampai lensa objektif menyentuh/membentur

gelas benda. Hal ini dapat menyebabkan lensa objektif tergores).

4. Perhatikan bayangan melalui lensa okuler. Gunakan pemutar kasar untuk menaikkan

atau menurunkan lensa objektif sampai preparat terlihat jelas. Apabila bayangan

belum terlihat, ulangi langkah (3).

5. Setelah preparat terlihat, dengan menggunakan pemutar halus, naik turunkan lensa

objektif agar tepat pada fokus lensa (preparat tampak lebih jelas).

6. Untuk memperoleh perbesaran kuat, kita dapat mengganti/mengubah lensa objektif

dengan cara memutar revolver. Usahakan agar posisi preparat tidak bergeser. Bila hal

ini terjadi maka kamu harus mengulangi dari awal.

Kesimpulan

Untuk meneliti sel tidak dapat dilakukan dengan mata telanjang, tetapi dengan

menggunakan mikroskop. Setiap sel menggunakan jenis mikroskop yang berbeda-beda. Sel

darah merah dapat diteliti dengan mikroskop bright field illumination, sedangkan sel

transparan dapat diteliti dengan mikroskop phase contrast illumination. Hal ini dikarenakan

setiap jenis mikroskop memiliki fungsi dan kriteria yang berbeda-beda dalam meneliti suatu

obyek.

Daftar Pustaka

1. Utami HP. Mengenal cahaya optik. Jakarta: Ganeca; 2000.h.66-8.

2. Kadaryanto, Jati W, Mukido, Chalsum U, Sarmini S, Harsono. Biologi 1:

mengungkap rahasia alam kehidupan. Edisi ke-1. Jakarta: Yudhistira; 2006.h.24.

3. Priastini R, Hudyono J, Rijadi A, Goenawan J, Lumbanraja SM. Dasar Biologi sel I.

Jakarta: Ukrida; 2010.

4. Karmana O. Cerdas belajar Biologi. Edisi ke-1. Bandung: Grafindo Media Pratama;

2008.h.6-7.

5. Deswaty F. Seri ipa biologi. Jakarta : Yudhistira Ghalia Indonesia, 2005.h.15-7.

6. Nell AC, Jane BR, Lawrence GM. Biologi. Edisi ke-5. Jakarta : Erlangga,

2000.h.317-19.

7. Murphy D. Fundamentals of light microscopy and electronic imaging.  Canada:

Wiley-IEEE; 2002.h.124-36