LAPORAN TEKNIK MIKROSKOPI

MIKROSKOP POLARISASI DAN MIKROSKOP FASE KONTRAS

oleh
Ayu Tri Agustin 155090100111005

JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2018
 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mikroskop merupakan suatu instrumen yang digunakan untuk mengamati suatu objek
yang tidak dapat dilihat oleh mata telanjang. Mikroskop memperbesar penampakan objek
sehingga dilihat oleh mata manusia (Abdullah, 2014). Beberapa mikroskop yang sering
digunakan untuk pengamatan berbasis molekuler antaralain mikroskop phase contras dan
mikroskop polarisasi. Mikroskop polarisasi menggunakan cahaya terpolarisasi untuk
mengamati objek yang salah satunya merupakan sayatan tipis (thin section). Mikroskop
petrografis modern menggunakan pencahayaan dari lampu yang berada di bagian bawah
mikroskop yang ditembakkan ke arah lensa objektif. Perbedaan mikroskop polarisasi dengan
mikroskop lain adalah terdapat 2 metode pengamatan berupa pengamatan nikol sejajar (plane
polarized light) dan pengamatan nikol bersilang (cross polarized light) (Abdullah, 2014).
Mikroskop phase contrast mengeksploitasi interaksi sinar cahaya yang mengiluminasi
spesimen untuk mengubah gambar dari spesimen yang tidak terlihat (jarak pandang yang
sangat rendah) ke dalam gambar yang dapat dideteksi oleh mata. Metode lain untuk
peningkatan kontras, antaralain seperti mikroskop dark field, DIC, dan mikroskop kontras
Hoffmann saat ini telah dikembangkan. Aplikasi mikroskop fase kontras dalam bidang
biologi antaralain untuk analisis sitologi dan kultur jaringan, serta pengamatan sel hidup
(Sanderson, 2002). Berdasarkan uraian latar belakang tersebut maka perlu dilakukan
praktikum untuk meningkatkan keterampilan dalam melakukan penggunaan mikroskop
khususnya mikroskop fase kontras dan polarisasi untuk keperluan analisis sitologi, molekuler,
dan sebagainya yang berkaitan dalam bidang biologi.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari praktikum ini yaitu:
1. Bagaimana prinsip kerja dari mikroskop polarisasi?
2. Bagaimana prinsip kerja dari mikroskop fase kontras?

1.3 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini yaitu:
1. Memahami prinsip kerja dari mikroskop polarisasi
2. Memahami prinsip kerja dari dari mikroskop fase kontras
1.4 Manfaat
 Manfaat dari praktikum ini antara lain untuk menganalisis adanya senyawa beracun pada
tumbuhan misalnya seperti kristal kalsium oksalat yang menyebabkan rasa gatal
menggunakan mikroskop polarisasi. Selain itu mempelari mikroskop fase kontras bermanfaat
dalam analisis gangguan atau kelainan kesehatan melalui pembuatan preparat dan karyotiping
menggunakan mikroskop fase kontras.
 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikroskop Polarisasi
Mikroskop polarisasi menggunakan cahaya terpolarisasi untuk mengamati objek yang
salah satunya merupakan sayatan tipis (thin section). Mikroskop petrografis modern
menggunakan pencahayaan dari lampu yang berada di bagian bawah mikroskop yang
ditembakkan ke arah lensa objektif. Perbedaan mikroskop polarisasi dengan mikroskop lain
adalah terdapat 2 metode pengamatan berupa pengamatan nikol sejajar (plane polarized light)
dan pengamatan nikol bersilang (cross polarized light) (Abdullah, 2014) (Gambar 1).
Penggunaan mikroskop polarisasi antaralain yaitu untuk menganalisis susunan molekul,
seperti sel dan jaringan hidup tanpa pewarnaan. Selain itu, juga dapat digunakan untuk
melihat anisotropi lokal dari sifat optik spesimen seperti refraksi dan penyerapan. Anisotropi
indeks bias disebut birefringence, sedangkan anisotropi koefisien penyerapan disebut
dichroism. Anisotropi optik merupakan hasil dari urutan molekul seperti yang ditemukan
dalam kristal. Adapun urutan molekul, penyerapan, refraksi, dan hamburan cahaya pada
umumnya tergantung pada orientasi material yang berhubungan dengan polarisasi cahaya
(Oldenbourg, 2013).

(Oldenbourg, 2013)
Gambar 1. Mikroskop polarisasi dan bagian-bagiannya

Mikroskop polarisasi memiliki suatu alat yang sensitif untuk menganalisis tatanan ikatan
suatu molekul atau bentuk struktural dalam spesimen. Pada dasarnya, mikroskop polarisasi
menyediakan struktur informasi pada tingkat submikroskopik, termasuk penyelarasan
polimer dalam plastik dan filamen dalam jaringan dan sel-sel biologis. Proses saraf seperti
akson dan dendrit adalah birefringent karena mikrotubulus dan filamen-filamennya sejajar
dengan bagian yang diperpanjang. Oleh karena itu, mikroskop polarisasi dapat memberikan
informasi tidak hanya tentang di mana dan kapan struktur tertentu terbentuk dan perubahan di
dalam organisme, jaringan, dan sel, tetapi juga tentang beberapa fitur submikroskopis dari
struktur ini. Mikroskop polarisasi dapat menunjukkan imaging sel hidup secara dinamis,
berulang kali dalam interval waktu yang singkat dan dalam jangka waktu lama, pada resolusi
tertinggi mikroskop cahaya, dan dengan hanya terdapat gangguan minimal pada kondisi
fisiologis yang diperlukan untuk spesimen hidup (Oldenbourg, 2013).

2.2 Mikroskop fase kontras

Mikroskop phase contrast mengeksploitasi interaksi sinar cahaya yang mengiluminasi
spesimen untuk mengubah gambar dari spesimen yang tidak terlihat (jarak pandang yang
sangat rendah) ke dalam gambar yang dapat dideteksi oleh mata. Metode lain untuk
peningkatan kontras, antaralain seperti mikroskop dark field, DIC, dan mikroskop kontras
Hoffmann saat ini telah dikembangkan. Aplikasi mikroskop fase kontras dalam bidang
biologi antaralain untuk analisis sitologi dan kultur jaringan, serta pengamatan sel hidup.
Selain itu, mikroskop fase kontras memungkinkan untuk pengamatan objek tanpa pewarnaan
menggunakan perbedaan amplitudo fase cahaya pada objek mikroskopis. Sedangkan objek
yang tidak diwarnai, dilakukan pengamatan dengan mikroskop bright-field normal cenderung
sulit diamati karena sebagian besar spesimen tidak berwarna dan transparan, sehingga terlihat
kontras dengan latar belakang yang terang. Apabila dilakukan perbedaan fase, antara cahaya
yang melewati spesimen dan yang melewati medium di sekitarnya, ke perbedaan amplitudo
(kecerahan), mikroskop fase kontras memberikan perbedaan kecerahan antara objek dan latar
belakang, sehingga dapat dilihat oleh mata (Sanderson, 2002).
Mikroskop fase kontras terdiri dari bagian annular stop pada kondensor dan pelat fase di
dalam lensa objektif, yang letaknya sejajar dengan annular stop. Adanya konfigurasi tersebut
memungkinkan jalur cahaya dapat terpisah dan balok-balok yang terpisah masing-masing
akan melewati media transparan yang sama pada spesimen. Cahaya melewati lubang cahaya
dan membentuk kerucut cahaya kemudian mengarah pada titik fokus spesimen. Setiap cahaya
yang tidak terdeviasi oleh spesimen, akan melalui cincin di pelat fase dan diperbesar menjadi
seperempat panjang gelombang. Cahaya yang dibelokkan akan melewati spesimen, terhalang
oleh seperempat panjang gelombang dan melewati pelat fase tanpa melalui cincin. Kemudian
di sepanjang jalur cahaya, balok-balok tersebut menyatu menyebabkan perbedaan pada fase
sinar cahaya yang menyimpang dan yang tidak menyimpang akan menjadi aditif dan
subtraktif. Panjang gelombang yang dihasilkan yaitu jumlah dari dua gelombang yang
memiliki puncak dan palung gelombang yang saling berhadapan. Perubahan kecerahan
disebabkan oleh perbedaan amplitudo, hal ini dikarenakan kontras sebanding dengan kuadrat
amplitud sehingga dihasilkan objek yang lebih terang atau lebih gelap dari bidang di
sekitarnya (Mann dkk, 2005) (Gambar 2).

(Medhekar, 2016)
Gambar 2. Mikroskop fase kontras dan bagian-bagiannya
 BAB III
METODE
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum dengan topik ‘Mikroskop Polarisasi dan Mikroskop Fase Kontras” ini
dilaksanakan pada Kamis, 17 Mei 2018 di Laboraturium Sains dan Ilmu Hayati, Universitas
Brawijaya, Malang.

3.2 Cara Kerja

3.2.1 Mikroskop Polarisasi
Cara kerja yang dilakukan yaitu disiapkan preparat yang akan diamati. Preparat yang
digunakan yaitu bakso babi, daging babi, bakso sapi, dan daging sapi kemudian diletakkan
pada meja objek. Selajutnya objek didekatkan ke lensa objektif dan diatur menggunakan
pengatur halus agar image lebih fokus. Setelah itu, dicari filter pada analyzer untuk
mengetahui background sesuai yang diinginkan, yaitu berwarna, hitam, dan terang. Setelah
itu diukur sudut retardasinya. Sudut retardasi ditentukan dengan cara memutar kompensator
pada ujung meja objek. Dipilih satu individu kristal dan diletakkan tepat pada mikrometer
45° dari sumbu. Setelah itu, kompensator kemudian diputar hingga satu bagian kristal
tersebut menjadi benar-benar gelap. Kompensator diputar pelan, hingga diperoleh image
paling kontras, kemudian angka yang terdapat pada alat ukur kompensator dicatat. Hal yang
sama dilakukan hingga didapatkan angka ketika bagian kristal yang sedang diamati menjadi
benar-benar terang. Selisih antara ketika bagian kristal menjadi benar-benar gelap dengan
ketika bagian kristal menajdi benar-benar terang dihitung untuk mendapatkan sudut retardasi.
Komponen-komponen utama pada mikroskop diamati dengan langsung. Penjelasan mengenai
bagian-bagian dari mikroskop dijelaskan oleh laboran laboraturium.

3.2.2 Mikroskop Fase kontras

Cara kerja yang dilakukan yaitu disiapkan preparat yang akan diamati. Preparat yang
digunakan yaitu spesimen DSD (Disorder sex differentiation) menggunakan filter berwarna
dan filter transparan. Sebelum dilakukan pengamatan, dilakukan super impose antara ring
pada lensa objektif dengan yang ada di kondensor. Preparat yang tidak diwarnai diletakkan
pada slide glass kemudian diletakkan di meja objek untuk dilakukan pengamatan dengan
perbesaran 10x. Preparat yang diwarnai diamati dengan DIC, sebelumnya preparat tersebut di
tripsinasi kemudian diwarnai dengan pewarna Leishman. Selanjutnya diamati dengan
menggunakan mikroskop fase kontras dengan perbesaran 10x.
 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan Mikroskop Polarisasi
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa fungsi utama dari mikroskop polarisasi adalah
untuk mengetahui sudut retardasi suatu sampel. Sudut ini diketahui dengan cara mengukur
dan menghitung selisih dari kristal saat berada kondisi terang dan gelap. sampel yang
digunakan pada praktikum ini adalah sampel daging sapi, bakso sapi mentah, daging babi dan
bakso babi mentah (Gambar 3).
Daging sapi dan bakso sapi mentah dapat diketahui hasil ketika terang dan ketika
gelap (Gambar 3 a,b) sehingga dapat diketahui sudut retardasinya. Ketika polaryzer digeser,
dan kristal daging sapi terlihat terang sebesar 47,3 dan ketika gelap sebesar 83,3. Sehingga
dapat diketahui sudut retardasinya yaitu 83,3 – 47,3 = 36. Sedangkan pada sampel bakso sapi
mentah menunjukkan hasil ketika terang yaitu 146,7 dan ketika gelap sebesar 96,6 (Gambar
c,d). Sehingga dapat diketahui sudut retardasinya yaitu 146,7 - 96,6 = 50,1. Menurut Delli
(2008) image yang tampak gelap disebabkan oleh adanya interferensi cahaya dan sampel
karena tidak adanya bias ganda.

Gambar 3. Hasil pengamatan mikroskop polarisasi, (a) daging sapi saat terang, (b) daging
sapi saat gelap, (c) bakso sapi mentah saat terang, (d) bakso sapi mentah saat gelap
 Daging babi dan bakso babi mentah dapat diketahui hasil ketika terang dan ketika
gelap, sehingga dapat diketahui sudut retardasinya. Saat image terlihat terang kristal daging
babi menunjukkan hasil retardasi ketika terang yaitu 42,5 dan ketika gelap sebesar 6,3
(Gambar 4 a,b). Oleh karena itu, dapat diketahui sudut retardasinya yaitu 42,4 – 6,3 = 36,2.
Sedangkan pada sampel bakso babi mentah sebesar 127,2 dan ketika gelap sebesar 83,3. Oleh
karena itu, dapat diketahui sudut retardasinya yaitu 169 – 127,2 = 41,8 (Gambar 4 c,d). Sudut
retardasi merupakan sudut yang menunjukkan nilai perbedaan cepat rambat sinar (Delli,
2008).

Gambar 4. Hasil pengamatan mikroskop polarisasi, (a) daging babi saat terang, (b) daging
babi saat gelap, (c) bakso babi mentah saat terang, (d) bakso babi mentah saat gelap

Mikroskop polarisasi ini prinsipnya berdasarkan keberadaan polaryzer dan analyzernya.

Polaryzer diletakkan pada jalur cahaya sebelum spesimen. Selanjutnya polaryzer kedua
diletakkan di jalur optik yaitu antara lensa objektif dengan camera port. Cahaya yang
terpolarisasi akan berinteraksi dengan sampel birefringer untuk menghasilkan dua gelombang
yang masing-masing terpolarisasi pada bidang yang saling tegak lurus (Bradbury, 2018).
Polarizer adalah alat yang dapat digunakan sebagai filter sehingga dapat menghasilkan image
dengan berbagai latar belakang. Posisi Polarizer dan analyzer berlawanan, sehingga analyzer
dapat memblokir (menyerap) sebagian besar cahaya, namun tidak semua cahaya melewati
spesimen. Oleh karena itu image yang dihasilkan sebagian besar tampak gelap, kecuali untuk
struktur yang birefringent atau tidak secara optik anisotropik akan tampak terang dengan latar
belakang gelap (Oldenbourg, 2013). Hasil pengamatan menunjukkan bahwa latar belakang
yang diamati adalah berwarna merah muda, hitam dan abu-abu (Gambar 5).

Gambar 5. Filter yang berbeda pada analyzer menghasilkan latar belakang yang berbeda
pula
4.2 Hasil Pengamatan Mikroskop Fase kontras
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa spesimen yang diamati tanpa diwarnai
menggunakan mikroskop fase kontras lebih jelas dibandingkan menggunakan mikroskop DIC
(Gambar 6a). Selain itu, spesimen yang diamati dengan pewarna Leishman menunjukkan
image yang hampir mirip baik menggunakan DIC maupun fase kontras (Gambar 6b).
Menurut Lasslet (2006) DIC bertujuan untuk memperjelas image tiga dimensi (3D) pada
suatu objek.
 a b
Gambar 6. Hasil pengamatan mikroskop fase kontras; (a) hasil karyotiping dan (b) image
dengan filter DIC
 BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dapat disimpulkan bahwa prinsip kerja dari mikroskop
polarisasi yaitu berdasarkan keberadaan polaryzer dan analyzernya. Polaryzer diletakkan
pada jalur cahaya sebelum spesimen. Selanjutnya polaryzer kedua diletakkan di jalur optik
yaitu antara lensa objektif dengan camera port. Cahaya yang terpolarisasi akan berinteraksi
dengan sampel birefringer untuk menghasilkan dua gelombang yang masing-masing
terpolarisasi pada bidang yang saling tegak lurus. Sedangkan prinsip kerja dari mikroskop
fase kontras yaitu memungkinan untuk digunakan dalam pengamatan objek tanpa pewarnaan.

5.2 Saran
Praktikum telah berjalan dengan baik, namun kedepannya disarankan asisten dapat
menjelaskan lebih detail lagi terkait pembuatan preparat dan teknik penggunaan
mikroskopnya. Terimakasih.
 Daftar Pustaka

Abdullah, R.M. 2014. Analisis Keterampilan Psikomotorik.

Jurnal Edukasi dan Sains Biologi. 3(5): 32.
Bradbury, S. 2018. Microscope configuration. https://www.olympus-lifescience.com.
Diakses pada 24 Mei 2018.
Delli, J. 2008. Essential of Polarized Light Microscopy. Collect of Microscopy. USA.
Lasslet, A. 2006. Principles and Applications of Differential Interference Contras Light
Microscopy. Microscopy and Analysis. 20(5):9-11.
Mann, J., Christopher, L. Yu, C.M. Lo, & M. K. Kim.2005. High-resolution quantitative
phase-contrast microscopy by digital Holography. Opt. Express. 13.8693-8698.
Medhekar, A. 2016. 5 Important Types of Microscopes used in Biology.
http://www.biologydiscussion.com/biology/5-important-types-of-microscopes-
used-in-biology-with-diagram/2635. Diakses pada 24 Mei 2015.
Sanderson, J.B. 2002. Phase Contrast Microscopy. Macmillan Publishers Ltd. Nature
Publishing Group.