Τα μικροσκόπια χρησιμοποιούνται για να γνωρίζουν το ακριβές σχήμα, τη λειτουργία και άλλα χαρακτηριστικά του μικροοργανισμού, τα οποία είναι αόρατα από γυμνά μάτια, αν και ζωτικά από βιολογικές απόψεις. Το μικροσκόπιο λέξης προέρχεται από μια ελληνική λέξη όπου « mikros » σημαίνει «μικρό» και « skopeo » σημαίνει «να κοιτάς».
Η χρήση των φακών άρχισε στην Ευρώπη τον 16ο αιώνα . Πιστεύεται ότι οι Ολλανδοί κατασκευαστές γυαλιών Zacharius Jansen και ο πατέρας του Χανς ήταν οι πρώτοι που εφευρέθηκαν το σύνθετο μικροσκόπιο τον 16ο αιώνα. Αργότερα, ο Robert Hooke, ο Anton van Leeuwenhoek, ο Joseph Jackson Liste και ο Ernst Abbe συνέχισαν να προχωρούν και εφευρέθηκαν το μικροσκόπιο Phase Contrast.
Λίγα χρόνια αργότερα το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο αναπτύχθηκε από τους Ernst Ruska και Max Knoll, με τη χρήση «ηλεκτρονίων» στο μικροσκόπιο αντί για το ορατό φως που συνέβαλε στην αύξηση της ανάλυσης του φακού μαζί με την μεγεθυμένη και καθαρή εικόνα ενός οργανισμού.
Αργότερα με την εφεύρεση της σάρωσης του μικροσκοπίου σήραγγας, ξεκίνησαν προβολές εικόνων 3-D και αυτό αναπτύχθηκε από τον Gerd Binnig και τον Heinrich Rohrer. Αυτό το περιεχόμενο θα παρέχει τα σημαντικά σημεία που διακρίνουν το μικροσκόπιο φωτός από το μικροσκόπιο Electron.
Συγκριτικό διάγραμμα
| Βάση σύγκρισης | Φως μικροσκόπιο | Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο |
|---|---|---|
| Επινοηθείσα από | Πιστεύεται ότι οι Ολλανδοί κατασκευαστές γυαλιών Zacharius Jansen και ο πατέρας του Χανς ήταν οι πρώτοι που εφευρέθηκαν το σύνθετο μικροσκόπιο τον 16ο αιώνα. | Το 1931 ο φυσικός Ernst Ruska και ο Γερμανός μηχανικός Max Knoll. |
| Πηγή για προβολή του αντικειμένου | Ορατή πηγή φωτός. | Φέτα φορτισμένων σωματιδίων, δηλαδή ηλεκτρονίων. |
| Το Lense χρησιμοποιήθηκε | Γυαλί φακούς. | Ηλεκτρομαγνητικοί φακοί. |
| Μεγέθυνση | 1000Χ. | 10, 00, 000Χ. |
| Επίλυση της ισχύος | 0.2um. | 0, 5 nm. |
| Οθόνη | Οθόνη προβολής. | Φθορίζουσα οθόνη. |
| Τάση | Δεν υπάρχει ανάγκη ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής τάσης. | Απαιτείται ηλεκτρική τάση υψηλής τάσης (περίπου 50.000 βολτ και άνω). |
| Σύστημα ψύξης | Δεν υπάρχει απαίτηση για σύστημα ψύξης. | Έχει υψηλό σύστημα ψύξης για να μετακινήσει τη θερμότητα που παράγεται από ηλεκτρικό ρεύμα υψηλής τάσης. |
| Παρασκευή | Η προετοιμασία του δείγματος είναι γρήγορη και απλή. | Σύνθετη προετοιμασία. |
| Νήμα | Δεν χρησιμοποιήθηκε νήμα. | Χρησιμοποιείται νήμα βολφραμίου. |
| Ακτινοβολία διαρροής | Δεν υπάρχει κίνδυνος ακτινοβολίας. | Υπάρχει κίνδυνος διαρροής ακτινοβολίας. |
| Διαθεσιμότητα | Εύκολα διαθέσιμο και φθηνότερο. | Δεν είναι εύκολα διαθέσιμες και δαπανηρές. |
| Ορατότητα | Ζώντας, καθώς και το νεκρό δείγμα, μπορούν να προβληθούν. | Μόνο νεκροί (σταθεροί) οργανισμοί μπορούν να προβληθούν. |
| Η μελέτη της λεπτομερούς δομής ενός οργανισμού είναι δύσκολη. | Δημιουργείται δομή 3D, λόγω της οποίας είναι εύκολο να μελετηθούν οι δομικές και άλλες λεπτομέρειες των οργανισμών. | |
| Λαμβάνεται το φυσικό χρώμα του δείγματος. | Λαμβάνεται μόνο ασπρόμαυρη εικόνα. | |
| Η εικόνα μπορεί να δει άμεσα. | Η εικόνα εμφανίζεται μόνο σε οθόνη φθορισμού. |
Ορισμός φωτεινού μικροσκοπίου
Το όργανο που χρησιμοποιείται στα εργαστήρια για την παρακολούθηση και τη μελέτη μικρότερων οργανισμών ονομάζεται μικροσκόπιο. Το μικροσκόπιο φωτός περιέχει ένα προσοφθάλμιο φακό, σωλήνα, χονδροειδές εστίαση, λεπτή εστίαση, κομμάτι μύτης, αντικειμενικά κλιπ, διάφραγμα, καθρέφτη, πηγή φωτός, συμπυκνωτή, τρεις ή τέσσερις αντικειμενικούς φακούς.
Το μικροσκόπιο φωτός χρησιμοποιεί το ορατό φως ως πηγή για την προβολή του αντικειμένου, μαζί με γυάλινους φακούς / διαφανείς φακούς και οθόνη προβολής. Δεδομένου ότι αυτά τα μικροσκόπια είναι εύκολο να χειριστούν και απλά και εύκολα στην εργασία. Μπορούν να εμφανίζονται συνήθως σε σχολεία, εργαστήρια κολλεγίων, κλινική γιατρών.
Το μικροσκόπιο βασίζεται στην δύναμη ανάλυσης, τη μεγέθυνση, τους φακούς που χρησιμοποιούνται, την πηγή για την προβολή του αντικειμένου. Η "επίλυση της ισχύος" είναι η πιο σημαντική, η οποία είναι η δυνατότητα να διακρίνουν σαφώς δύο πολύ μικρά και στενά συνδεδεμένα αντικείμενα. Όσο μικρότερη είναι η απόσταση μεταξύ των αντικειμένων, τόσο πιο λεπτή θα είναι το αποτέλεσμα.
Το ελαφρύ μικροσκόπιο που αναφέρεται επίσης ως οπτικό μικροσκόπιο μπορεί να ταξινομηθεί ως απλό και σύνθετο μικροσκόπιο. Στον απλό τύπο απλού φακού, όπως ο μεγεθυντικός φακός, χρησιμοποιούνται μόνο, ενώ στον σύνθετο τύπο χρησιμοποιούνται διάφοροι φακοί για να μεγεθυνθούν τα αντικείμενα με σαφήνεια.
Τύποι ελαφρού (σύνθετου) μικροσκοπίου
- Μικροσκόπιο φωτεινού πεδίου.
- Μικροσκόπιο σκοτεινού πεδίου.
- Μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης.
- Μικροσκόπιο φθορισμού.
- Διαφορικό μικροσκόπιο αντίθεσης παρεμβολών.
- Confocal Microscope.
- Υπεριώδες μικροσκόπιο.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Ακολουθούν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του μικροσκοπίου φωτός
Πλεονεκτήματα
- Εύκολα διαθέσιμο, λιγότερο δαπανηρό απλό στη χρήση.
- Ζουν και νεκροί οργανισμοί.
- Δεν υπάρχει επίδραση μεγέθυνσης.
- Λαμβάνεται το φυσικό χρώμα του δείγματος.
- Δεν υπάρχει ανάγκη ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής τάσης.
- Η εικόνα μπορεί να δει άμεσα.
Μειονεκτήματα
- Μεγέθυνση έως και 1000X.
- Επίλυση ισχύος μόνο 0.2um.
- Δεν είναι δυνατή η παροχή πληροφοριών και διαρθρωτικών πληροφοριών για πολύ μικρούς οργανισμούς.
- Το φως δεν ακολουθεί την ακριβή ευθεία διαδρομή.
- Μερικές φορές η προετοιμασία ενός δείγματος μπορεί να διαταράξει το δείγμα.
- Αν και παρέχει τις λεπτομέρειες για τη μορφολογία των βιομορίων και των βιομοριακών συμπλοκών, αλλά δεν είναι σε θέση να δώσει λεπτομέρειες για το άτομο.
Ορισμός του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου
Σήμερα, ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο χρησιμοποιείται ευρέως από επιστήμονες και ερευνητικά εργαστήρια για να αποκτήσει έντονη γνώση ακόμη και για τους μικρότερους μικροοργανισμούς καθώς και για να μελετήσει λεπτομερώς όλα τα χαρακτηριστικά τους. Όπως υποδηλώνει το όνομα, το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο χρησιμοποιεί ηλεκτρόνια αντί για ορατή πηγή φωτός για να δει τα αντικείμενα.
Τα μικροσκόπια ηλεκτρονίων είναι ο πιο προηγμένος τύπος μικροσκοπίων. Κατά το έτος 1920, αναγνωρίστηκε ότι τα ηλεκτρόνια όταν μετακινούνταν σε κενό, συμπεριφέρονται σαν "ελαφρά". Ταξιδεύουν σε ευθείες γραμμές και έχουν ιδιότητες wavelike, με μήκος κύματος πολύ μικρότερο από το ορατό φως.
Τύποι ηλεκτρονικού μικροσκοπίου
- Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM).
- Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (TEM).
- Σάρωση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης.
- Εστιασμένη δέσμη ιόντων και ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Ακολουθούν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου
Πλεονεκτήματα
- Ανάλυση ισχύος μικρότερη από 0.5nm η οποία είναι περισσότερο από 400 φορές καλύτερη από ένα τυπικό μικροσκόπιο φωτός.
- Μεγέθυνση 10, 00, 000X φορές.
- Λαμβάνεται 3D εικόνα
- Το μήκος κύματος είναι 100.000 φορές μικρότερο από το ορατό φως, επομένως πολύ μεγαλύτερη σαφήνεια.
- Δεδομένου ότι η ισχύς ανάλυσης είναι μόνο 0.2nm μικροσκόπιο ηλεκτρονίων παράγει μια λεπτομερή εικόνα των organelles παρόντες μέσα στα κύτταρα.
Μειονεκτήματα
- Δημιουργούνται μόνο ασπρόμαυρες εικόνες.
- Συγκρότημα στη λειτουργία.
- Πολύ ακριβό, δεν είναι εύκολα διαθέσιμο.
- Μόνο νεκροί (σταθεροί) οργανισμοί μπορούν να προβληθούν.
- Η εικόνα εμφανίζεται μόνο σε οθόνη φθορισμού.
- Κίνδυνος διαρροής της ακτινοβολίας.
Βασικές διαφορές μεταξύ μικροσκοπίου φωτός και ηλεκτρονικού μικροσκοπίου
Ακολουθούν οι κυριότερες διαφορές μεταξύ μικροσκοπίου φωτός και ηλεκτρονικού μικροσκοπίου:
- Το Φως Μικροσκόπιο χρησιμοποιεί ορατό φως και το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο χρησιμοποιεί ηλεκτρόνια (δέσμη φορτισμένων σωματιδίων) για να δει το αντικείμενο.
- Η ισχύς μεγέθυνσης και ανάλυσης ποικίλει και στα δύο, το Φως Μικροσκόπιο έχει τη μεγέθυνση περίπου 1000X με δύναμη ανάλυσης 0.2um, ενώ το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο έχει μεγέθυνση 10.000.000Χ και διαχωρίζει την ισχύ μέχρι 0.5nm .
- Στην οθόνη προβολής φωτός μικροσκοπίου και γυάλινους φακούς χρησιμοποιούνται αλλά σε φθορίζουσα οθόνη ηλεκτρονικού μικροσκοπίου και χρησιμοποιείται ηλεκτρομαγνητική οθόνη.
- Λαμβάνεται ζωντανό και φυσικό χρώμα του δείγματος, αλλά είναι νεκρό (σταθερό), ασπρόμαυρο αλλά αποκτώνται εικόνες 3D .
- Τα ελαφριά μικροσκόπια είναι εύκολο να χειριστούν, λιγότερο δαπανηρά και εύκολα διαθέσιμα, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είναι ακριβό και δεν είναι εύκολο να το χειριστείς.
- Πιστεύεται ότι οι ολλανδοί κατασκευαστές γυαλιών Zacharius Jansen και ο πατέρας του Χανς ήταν οι πρώτοι που εφευρίσκουν το σύνθετο μικροσκόπιο τον 16ο αιώνα ενώ το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο επινοήθηκε από το φυσικό Ernst Ruska και το Γερμανό μηχανικό Max Knoll το 1931 .
- Υπάρχει η απαίτηση για υψηλή τάση που είναι περίπου 50.000 και παραπάνω στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μαζί με το σύστημα ψύξης επίσης, το οποίο απαιτείται για να μετακινήσετε τη θερμότητα που παράγεται λόγω της υψηλής τάσης. Στην περίπτωση του μικροσκοπίου φωτός, δεν υπάρχει τέτοια απαίτηση.
- Το νήμα βολφραμίου χρησιμοποιείται στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, ακόμη και υπάρχει ο κίνδυνος διαρροής, ενώ δεν υπάρχει κίνδυνος ακτινοβολίας στο μικροσκόπιο φωτός.
συμπέρασμα
Αν και τα δύο μικροσκόπια είναι σημαντικά και έχουν ορισμένους θετικούς και αρνητικούς παράγοντες, σήμερα τα Ηλεκτρονικά Μικροσκόπια χρησιμοποιούνται ευρέως από επιστήμονες σε ερευνητικό εργαστήριο για να κάνουν λεπτομερή μελέτη οργανισμών ενώ τα Μικροσκόπια Φωτός χρησιμοποιούνται από σχολεία, κολέγια, εργαστήρια πορείας για την προβολή των οργανισμών είναι εύκολα ορατά μέσα από αυτό.
Ακόμη νωρίτερα δεν γνώριζαν τις ασθένειες όπως η φυματίωση, ο τυφοειδής, η δυσεντερία, η ιλαρά, κλπ. Καθώς και τα αίτια και τα διορθωτικά μέτρα, αλλά από την εποχή της εφευρέσεως του μικροσκοπίου, οι επιστήμονες μπόρεσαν να τα λύσουν.
