Trumpa mikroskopo istorija

Tuo istoriniu laikotarpiu, žinomu kaip Renesansas, po „tamsos“ Viduramžiai, buvo išradimai spausdinimas, kulkosvaidis ir jūrininkų kompasas, po kurio sekė Amerikos atradimas. Taip pat puikus buvo šviesos mikroskopo išradimas: prietaisas, leidžiantis žmogaus akiai per lęšį ar lęšių derinius stebėti padidintus mažų daiktų vaizdus. Tai padarė matomas žaviąsias pasaulių detales.

Ilgai prieš tai, miglotoje neregistruotoje praeityje, kažkas pakėlė permatomo krištolo gabalėlį, kuris yra storesnis nei jo kraštai, peržvelgė jį ir atrado, kad tai daro daiktus didesnius. Kažkas taip pat nustatė, kad toks kristalas sutelks saulės spindulius ir sudegins pergamento ar audinio gabalą. Lupos ir „deginamieji stiklai“ arba „didinamieji stiklai“ yra minimi Senekos ir Plinijaus vyresniojo, Romos filosofų, rašytų per pirmąjį A amžių, raštuose. D., bet, matyt, jie nebuvo naudojami daug iki išradimo akiniai, link XIII a. pabaigos. Jie buvo pavadinti lęšiais, nes yra formos kaip lęšių sėklos.

Ankstyviausias paprastas mikroskopas buvo tik vamzdelis su objekto plokštele viename gale, kitame - lęšis, kurio padidinimas buvo mažesnis nei dešimt skersmenų - dešimt kartų didesnis už tikrąjį dydį. Šie jaudinantys bendrieji stebuklai, kai buvo naudojami blusoms ar mažiems šliaužiantiems daiktams apžiūrėti, buvo vadinami „blusų akiniais“.

Apie 1590 m. Du olandų akinių gamintojai Zacchariasas Janssenas ir jo sūnus Hansas, eksperimentuodami su keliais lęšiais mėgintuvėlyje, atrado, kad netoliese esantys objektai atrodo labai išsiplėtę. Tai buvo junginio mikroskopo ir teleskopas. 1609 m. „Galileo“, modernios fizikos ir astronomijos tėvas, išgirdęs apie šiuos ankstyvuosius eksperimentus, išsiaiškino lęšių principus ir pagamino daug geresnį instrumentą su fokusavimo įtaisu.

Mikroskopijos tėvas Anton van Leeuwenhoek iš Olandijos, pradėta naudoti kaip mokinė sausų prekių parduotuvėje, kur didinamieji akiniai buvo naudojami audiniams suskaičiuoti. Jis išmokė naujų metodų, kaip šlifuoti ir šlifuoti mažus, labai kreivus lęšius, kurie padidino iki 270 skersmenų, geriausius tuo metu žinomus. Tai paskatino jo mikroskopų kūrimą ir biologinius atradimus, kuriais jis garsus. Jis pirmasis pamatė ir aprašė bakterijas, mielinius augalus, gyvybingą vandens lašą ir kraujo kūnelių cirkuliaciją kapiliaruose. Per ilgą gyvenimą jis naudojo savo lęšius, kad atliktų pionierių tyrimus apie nepaprastą dalykų įvairovę - tiek gyvus, tiek ir kitus negyvas ir pranešė apie savo radinius per šimtą laiškų Anglijos karališkajai draugijai ir Prancūzijos akademijai.

Robertas Hooke'as, anglų mikroskopijos tėvas, dar kartą patvirtino Anton van Leeuwenhoek atradimus apie mažų gyvų organizmų egzistavimą vandens laše. Hooke padarė Leeuwenhoek šviesos mikroskopo kopiją ir patobulino savo dizainą.

Vėliau iki XIX amžiaus vidurio buvo padaryta keletas esminių patobulinimų. Tuomet kelios Europos šalys pradėjo gaminti puikią optinę įrangą, tačiau nė viena nebuvo prabangesnė už amerikiečio Charleso A. pastatytus nuostabius instrumentus. Spenceris ir jo įkurta pramonė. Dabartiniai instrumentai, pakeisti, bet nedaug, padidina iki 1250 skersmenų su įprasta šviesa ir iki 5000 su mėlyna šviesa.

Šviesos mikroskopu, net ir turinčiu puikius lęšius ir nepriekaištingą apšvietimą, paprasčiausiai negalima naudoti atskirti objektų, kurie yra mažesni nei pusė šviesos bangos ilgio. Baltos šviesos vidutinis bangos ilgis yra 0,55 mikrometrai, iš kurių pusė - 0,275 mikrometrai. (Vienas mikrometras yra tūkstantosios milimetro dalys, o colyje yra apie 25 000 mikrometrų. Mikrometrai taip pat vadinami mikronais.) Bet kurios dvi linijos, esančios arčiau viena kitos nei 0,275 mikrometrai, bus laikomos viena linija, o bet kuris objektas, kurio skersmuo mažesnis nei 0,275 mikrometrai, bus nematomas arba geriausiu atveju bus rodomas kaip suliejimas. Norėdami pamatyti mažas daleles po mikroskopu, mokslininkai turi visiškai apeiti šviesą ir naudoti kitokį „apšvietimą“, kurio bangos ilgis yra trumpesnis.

Šeštajame dešimtmetyje įdiegtas elektroninis mikroskopas užpildė sąskaitą. 1931 m. Vokiečių Maxo Knollo ir Ernsto Ruskos sugalvotas Ernstas Ruska už savo išradimą buvo apdovanotas puse Nobelio fizikos premijos. (Kita pusė Nobelio premija buvo padalintas tarp Heinricho Rohrerio ir Gerdo Binnigo STM.)

Tokio tipo mikroskopu elektronai pagreitinami vakuume, kol jų bangos ilgis yra ypač trumpas, tik šimtas tūkstantosios baltosios šviesos bangos ilgio. Šių greitai judančių elektronų pluoštai sufokusuojami į ląstelės pavyzdį ir yra absorbuojami arba išsklaidomi ląstelės dalimis taip, kad susidarytų vaizdas ant elektronams jautrios fotografinės plokštės.

Paspaudus iki ribos, elektroniniai mikroskopai gali leisti pamatyti objektus, kurie yra maži kaip atomo skersmuo. Daugelis elektroninių mikroskopų, naudojamų biologinei medžiagai tirti, gali „pamatyti“ iki maždaug 10 angstromų - neįtikėtinas žygdarbis, nes Nors tai nepadaro atomų matomų, tai leidžia tyrėjams atskirti atskiras biologines molekules svarba. Iš tikrųjų jis gali padidinti objektus iki 1 milijono kartų. Nepaisant to, visi elektroniniai mikroskopai turi rimtų trūkumų. Kadangi nė vienas gyvas egzempliorius negali išgyventi esant dideliam vakuumui, jie negali parodyti nuolat kintančių judesių, apibūdinančių gyvą ląstelę.

Antanas van Leeuwenhoekas, naudodamas delno dydžio instrumentą, galėjo ištirti vienaląsčių organizmų judesius. Šiuolaikiniai van Leeuwenhoek'o šviesos mikroskopo palikuonys gali būti daugiau nei 6 pėdų aukščio, tačiau jie ir toliau yra būtini ląstelių biologams, nes, skirtingai nei elektroniniai mikroskopai, šviesos mikroskopai suteikia vartotojui galimybę pamatyti gyvas ląsteles veiksmas. Pagrindinis pobūdis šviesos mikroskopistams nuo van Leeuwenhoek laikų buvo padidinti kontrastą tarp blyškių ląstelių ir jų blyškesnės aplinkos, kad būtų galima geriau pamatyti ląstelių struktūras ir judėjimą lengvai. Tam jie sukūrė išradingas strategijas, apimančias vaizdo kameras, poliarizuotą šviesą, skaitmenizavimą kompiuteriai ir kiti būdai, kuriuos galima patobulinti, atvirkščiai, kupini renesanso šviesoje mikroskopija.