A mikroszkóp rövid története

A reneszánsz néven ismert történelmi időszakban, a "sötét" után Középkorú, megtörtént a nyomtatás, puskapor és a tengerész iránytű, majd Amerika felfedezése. Ugyanilyen figyelemre méltó volt a fénymikroszkóp találmánya: olyan eszköz, amely lehetővé teszi az emberi szemnek lencse vagy lencsék kombinációjának segítségével az apró tárgyak kibővített képeinek megfigyelését. Láthatóvá tette a világok lenyűgöző részleteit.

Már régen, a homályos, nem rögzített múltban, valaki átvette a darab átlátszó kristályt, mint a szélein, átnézett rajta, és rájött, hogy a dolgok nagyobbnak tűnnek. Valaki azt is megállapította, hogy egy ilyen kristály összpontosítaná a nap sugaraira, és egy pergamen darabokra vagy ruhára tüzet gyújtott volna. A nagyítókat és az "égő szemüvegeket" vagy "nagyítókat" említik Seneca és Idősebb Plinius, a római filozófusok írásaiban az első században. D., de látszólag nem sokkal használták őket a szemüveg, a 13. század vége felé. Lencséknek nevezték őket, mert lencsemag formájúak.

A legkorábbi egyszerű mikroszkóp csupán egy cső volt, amelynek egyik végén egy lemez volt az objektumhoz, a másikban pedig egy lencse, amelynek nagyítása tíz átmérőnél kevesebb - a tényleges méret tízszerese. Ezek izgatott általános csoda, amikor bolhákat vagy apró kúszó dolgokat nézték meg, és ezeket "bolhapoharaknak" nevezték.

1590 körül két holland szemüveggyártó, Zaccharias Janssen és fia, Hans, miközben egy csövön több lencsét kísérleteztek, felfedezték, hogy a közeli tárgyak nagyban megnövekedtek. Ez volt az összetett mikroszkóp és a távcső. 1609-ben Galileo, a modern fizika és a csillagászat atyja, hallotta ezeket a korai kísérleteket, kidolgozta a lencsék alapelveit és egy sokkal jobb eszközt készített egy fókuszáló készülékkel.

A mikroszkópia apa Anton van Leeuwenhoek Hollandiából tanulóként kezdődött egy szárazáru-áruházban, ahol nagyítóval szemléltették a szálakat a szöveten. Új módszereket tanított magának a nagy görbületű apró lencsék csiszolására és csiszolására, amelyek 270-es átmérőjű nagyítást adtak, amely akkoriban a legfinomabb volt. Ez vezetett mikroszkópjainak felépítéséhez és a biológiai felfedezésekhez, amelyekről híres. Ő volt az első, aki látta és leírta a baktériumokat, az élesztőnövényeket, a víz cseppjén tartózkodó életet és a vérsejtek keringését a kapillárisokban. Hosszú életében lencséivel úttörő tanulmányokat készített rendkívüli sokféleséggel kapcsolatban, mind élő, mind pedig élettelen volt, és több mint száz levélben jelentette az eredményeit az Anglia Királyi Társaságának és a Francia Akadémiának.

Robert Hooke, a mikroszkópia angol apja újból megerősítette Anton van Leeuwenhoek felfedezéseit, hogy apró élő szervezetek léteznek egy csepp vízben. Hooke másolatot készített Leeuwenhoek fénymikroszkópjáról, majd továbbfejlesztette a tervét.

Később a 19. század közepéig kevés jelentős fejlesztés történt. Aztán több európai ország kezdte finom optikai berendezések gyártását, ám egyik sem finomabb, mint az amerikai, Charles A csodálatos műszerei. Spencer és az ipar, amelyet alapított. A mai műszerek, változtatva, de kevésbé, rendes fényben 1250 átmérőig és kék fénynél 5000-ig.

A fénymikroszkóp, akár tökéletes lencsékkel és tökéletes megvilágítással, egyszerűen nem használható olyan objektumok megkülönböztetésére, amelyek a fény hullámhosszának felénél kisebbek. A fehér fény átlagos hullámhossza 0,55 mikrométer, amelynek fele 0,275 mikrométer. (Az egyik mikrométer ezred milliméter, és kb. 25 000 mikrométer van egy hüvelykig. A mikrométereket mikronoknak is nevezzük.) Bármely két, 0,255 mikrométernél közelebb eső vonalat egyetlen vonal, és minden olyan elem, amelynek átmérője kisebb, mint 0,275 mikrométer, láthatatlan lesz, vagy a legjobb esetben egy elhomályosít. Az apró részecskék mikroszkóp alatt történő látása érdekében a tudósoknak teljesen megkerülniük kell a fényt, és másfajta "megvilágítást" kell használniuk, rövidebb hullámhosszúsággal.

Az elektronmikroszkóp bevezetése az 1930-as években kitöltötte a számlát. A németek, Max Knoll és Ernst Ruska által 1931-ben közösen feltalált Ernst Ruska 1986-ban a Nobel Fizikai Díj felének részesült a találmányáért. (A Nóbel díj osztoztak Heinrich Rohrer és Gerd Binnig között a STM.)

Ebben a fajta mikroszkópban az elektronokat vákuumban felgyorsítják, amíg a hullámhosszuk rendkívül rövid, csak a fehér fény százszázede. Ezeknek a gyorsan mozgó elektronoknak a sugarai a sejtmintára összpontosulnak, és a sejtek részei elnyelik vagy szétszórják őket, hogy képet képezzenek egy elektronérzékeny fotólemezen.

A határértékre tolva az elektronmikroszkópok lehetővé teszik olyan objektumok megtekintését, amelyek egy atom átmérőjénél kisebbek. A legtöbb biológiai anyag tanulmányozására használt elektronmikroszkóp képes "látni" körülbelül 10 angströmt - ez egy hihetetlen feat, bár ez nem teszi az atomokat láthatóvá, lehetővé teszi a kutatók számára, hogy megkülönböztesse az egyes biológiai molekulákat fontosságát. Valójában az objektumokat akár egymilliószor is nagyíthatja. Ennek ellenére valamennyi elektronmikroszkóp súlyos hátrányt szenved. Mivel egyetlen élő példány sem képes túlélni nagy vákuum alatt, nem tudják megmutatni az állandó sejt változó mozgásait.

Anton van Leeuwenhoek tenyerméretű hangszerrel meg tudta tanulmányozni az egysejtű organizmusok mozgását. Van Leeuwenhoek fénymikroszkópjának modern leszármazottai 6 láb felett lehetnek, de továbbra is nélkülözhetetlenek a sejtbiológusok számára, mivel az elektronmikroszkópokkal ellentétben a fénymikroszkópok lehetővé teszik a felhasználó számára, hogy élő sejteket látjon akció. Van Leeuwenhoek ideje óta a fénymikroszkópos orvosok elsődleges kihívása a kontraszt fokozása volt a sápadt sejtek és a halványabb környezetük között, hogy a sejtek szerkezete és mozgása jobban megfigyelhető legyen könnyen. Ennek érdekében ötletes stratégiákat dolgoztak ki, amelyekbe beletartoznak a videokamerák, a polarizált fény, a digitalizálás számítógépek és más technikák, amelyek hatalmas fejlesztéseket eredményeznek, ezzel szemben a fény reneszánszát táplálják mikroszkópia.