ميكروسكوپ و اجزاء آن
ميكروسكوپ و اجزاء آن
« مخترعين اوليه و اکتشافاتشان »
در سال 1655 رابرت هوگ که يک فيزيکدان انگليسي بود، اولين نگرش ميکروسکوپي را انجام داد. وي 29 سال داشت که به کمک اولين ميکروسکوپ خود توانست بقاياي ديوارة سلول هاي مردة گياهي را در برشي از چوب پنبة پوست درخت بلوط مشاهده کند. وي از آنچه ديده بود نقاشي هايي رسم کرد و به علت شباهت اتاقک هاي کوچکي که در بافت چوپ پنبه با لانة زنبور ديده بود، نام اين اتاقک ها را سلول گذاشت. اما هوگ در آن زمان نمي دانست که درون اين اتاقک ها، مادة زنده اي که امروزه به آن پروتوپلاسم مي گويند وجود داشته است .
هوگ اجزاي ديگري از موجودات مثل بال حشرات و چشم مرکب زنبور را هم بررسي کرده بود و نتايج خود را در کتابي به نام ( ذره نگاري ) به چاپ رساند .
در سال 1655 رابرت هوگ که يک فيزيکدان انگليسي بود، اولين نگرش ميکروسکوپي را انجام داد. وي 29 سال داشت که به کمک اولين ميکروسکوپ خود توانست بقاياي ديوارة سلول هاي مردة گياهي را در برشي از چوب پنبة پوست درخت بلوط مشاهده کند. وي از آنچه ديده بود نقاشي هايي رسم کرد و به علت شباهت اتاقک هاي کوچکي که در بافت چوپ پنبه با لانة زنبور ديده بود، نام اين اتاقک ها را سلول گذاشت. اما هوگ در آن زمان نمي دانست که درون اين اتاقک ها، مادة زنده اي که امروزه به آن پروتوپلاسم مي گويند وجود داشته است .
هوگ اجزاي ديگري از موجودات مثل بال حشرات و چشم مرکب زنبور را هم بررسي کرده بود و نتايج خود را در کتابي به نام ( ذره نگاري ) به چاپ رساند .
حدود 20 سال بعد و در سال 1674 آنتوني دان ليوون هوگ که يک پارچه فروش هلندي بود براي اولين بار به کمک ميکروسکوپ دست ساز خود، تک سلول هاي زنده (آغازيان جانورمانند يا پروتوزوآها) را ديد و در سال 1683 با تکميل ميکروسکوپي که ساخته بود توانست دنياي باکتري ها را نيز کشف کند.
دانشمنداني از جمله آنتون فن، ليونهاک و هابر جانسن سازنده عينک نيز در استفاده از ميکروسکوپ پيشقدم شدند .
ليونهاک حيوانات ريز و کوچک استخر را براي مطالعه زير ميکروسکوپ قرار مي داد و مشاهدات خود را دقيق ثبت مي کرد. در موزة ميلدبرگ در هلند يکي از ميکروسکوپ هاي اوليه نگهداري مي شود که احتمالاً بوسيلة اين دانشمندان ساخته شده است
دانشمنداني از جمله آنتون فن، ليونهاک و هابر جانسن سازنده عينک نيز در استفاده از ميکروسکوپ پيشقدم شدند .
ليونهاک حيوانات ريز و کوچک استخر را براي مطالعه زير ميکروسکوپ قرار مي داد و مشاهدات خود را دقيق ثبت مي کرد. در موزة ميلدبرگ در هلند يکي از ميکروسکوپ هاي اوليه نگهداري مي شود که احتمالاً بوسيلة اين دانشمندان ساخته شده است
« سير تحولي ميکروسکوپ »
در سال 1700 جان مارشال و ديگر سازندگان ميکروسکوپ، پيشرفت زيادي را در طرح هاي مکانيکي بوجود آوردند اما در فرم هاي عدسي پيشرفت کمي حاصل شد. در آن زمان دانشمندان نمي توانستند لنزهايي بسازند که نور را منکسر کند و رنگها را تجزيه نمايند. اين پديده معروف به انحراف کروماتيک گرديد. در اين دستگاه هميشه رنگ و تصوير، تار نشان داده مي شد و اگر يک رنگ در کانون بود، رنگهاي ديگر وجود نداشتند. نقص ديگر اين عدسي ها انحراف دوراني بود که تصوير را تار مي ساخت .
در سال 1886 (ارنست آبه) به کمک ( کارل زيز) در آلمان، عدسي هايي به نام ايوکروماتيک ساختند که اين نقص را مرتفع مي کرد .
در سال 1700 جان مارشال و ديگر سازندگان ميکروسکوپ، پيشرفت زيادي را در طرح هاي مکانيکي بوجود آوردند اما در فرم هاي عدسي پيشرفت کمي حاصل شد. در آن زمان دانشمندان نمي توانستند لنزهايي بسازند که نور را منکسر کند و رنگها را تجزيه نمايند. اين پديده معروف به انحراف کروماتيک گرديد. در اين دستگاه هميشه رنگ و تصوير، تار نشان داده مي شد و اگر يک رنگ در کانون بود، رنگهاي ديگر وجود نداشتند. نقص ديگر اين عدسي ها انحراف دوراني بود که تصوير را تار مي ساخت .
در سال 1886 (ارنست آبه) به کمک ( کارل زيز) در آلمان، عدسي هايي به نام ايوکروماتيک ساختند که اين نقص را مرتفع مي کرد .
« موارد استفاده از ميکروسکوپ »
1- در بيمارستانها، کارخانجات، سازمانهاي تحقيقاتي، آموزش و پرورش، دانشگاهها و آزمايشگاهها
2- آسيب شناسان از ميکروسکوپ به منظور کمک به تشخيص براي درمان بيماري ها استفاده مي کنند .
3- در جراحي ( براي اعمال ظريف جراحي مانند جراحي گوش و چشم و ... )
4- در امور صنعتي، هنري و الکترونيک
5- در آموزش و پرورش و دانشگاهها ( به منظور پيشرفت مداوم در علم و تکنولوژي )
1- در بيمارستانها، کارخانجات، سازمانهاي تحقيقاتي، آموزش و پرورش، دانشگاهها و آزمايشگاهها
2- آسيب شناسان از ميکروسکوپ به منظور کمک به تشخيص براي درمان بيماري ها استفاده مي کنند .
3- در جراحي ( براي اعمال ظريف جراحي مانند جراحي گوش و چشم و ... )
4- در امور صنعتي، هنري و الکترونيک
5- در آموزش و پرورش و دانشگاهها ( به منظور پيشرفت مداوم در علم و تکنولوژي )
n« انواع ميکروسکوپ »
1- ميکروسکوپ نوري 2- ميکروسکوپ الکتروني
3- ميکروسکوپ دارک – فيلد 4- ميکروسکوپ پلاريزونگ
« ميکروسکوپ نوري »
زيست شناسي سلولي با ميکروسکوپ نوري آغاز شد و اين شيوه هنوز يک ابزار حياتي در اين علم محسوب مي شود. ميکروسکوپ نوري در سالهاي اخير اهميتي فزاينده يافته که تا حدود زيادي مرهون پيشرفت هايي است که در زمينه هايي چون نشانه گذاري اختصاصي و تصويربرداري از اجزاء مختلف سلول و همچنين بازسازي شکل سه بعدي آنها، بدست آمده اند .
1- ميکروسکوپ نوري 2- ميکروسکوپ الکتروني
3- ميکروسکوپ دارک – فيلد 4- ميکروسکوپ پلاريزونگ
« ميکروسکوپ نوري »
زيست شناسي سلولي با ميکروسکوپ نوري آغاز شد و اين شيوه هنوز يک ابزار حياتي در اين علم محسوب مي شود. ميکروسکوپ نوري در سالهاي اخير اهميتي فزاينده يافته که تا حدود زيادي مرهون پيشرفت هايي است که در زمينه هايي چون نشانه گذاري اختصاصي و تصويربرداري از اجزاء مختلف سلول و همچنين بازسازي شکل سه بعدي آنها، بدست آمده اند .
يک مزيت بزرگ ميکروسکوپ نوري، مخرب نبودن نور معمولي است. امروزه با جفت کردن اجزاي ويژة سلول به نشانگرهاي فلورسانت، مثل پروتئين بنر فلورسانت (GFP) مي توان حرکات و بر هم کنش هاي اين اجزا را با ديگر قسمتها در سلول ها و موجودات زنده به خوبي مشاهده کرد
1- بخش مکانيک 2- بخش اپتيک
1- بخش مکانيک: شامل قطعاتي است که استقرار و حرکات مختلف را براي اجزاء ميکروسکوپ تأمين مي کنند و شامل: پايه، بازو، پلاتين و پيچها مي باشد .
پايه: قطعه اي است که ميکروسکوپ بوسيلة آن روي ميز يا سطح ديگري قرار مي گيرد .
بازو: قطعه اي است عمودي که در پايين به پايه متصل است و در بالا سيستم عدسي هاي شيئي و چشمي بر روي آن مستقر هستند .
پلاتين يا (Stage): يک صفحة افقي است که در جلوي بازو قرار دارد و بدان متصل مي باشد. پلاتين در مرکز خود داراي سوراخي است که عبور نور را تأمين مي کند و در سطح فوقاني خود داراي گيره هايي است که اسلايد را ثابت نگه مي دارد .
پيچها: شامل پيچ هاي مربوط به حرکات پلاتين هستند که در نتيجه اسلايد را به جلو، عقب و طرفين حرکت مي دهند .
1- بخش مکانيک: شامل قطعاتي است که استقرار و حرکات مختلف را براي اجزاء ميکروسکوپ تأمين مي کنند و شامل: پايه، بازو، پلاتين و پيچها مي باشد .
پايه: قطعه اي است که ميکروسکوپ بوسيلة آن روي ميز يا سطح ديگري قرار مي گيرد .
بازو: قطعه اي است عمودي که در پايين به پايه متصل است و در بالا سيستم عدسي هاي شيئي و چشمي بر روي آن مستقر هستند .
پلاتين يا (Stage): يک صفحة افقي است که در جلوي بازو قرار دارد و بدان متصل مي باشد. پلاتين در مرکز خود داراي سوراخي است که عبور نور را تأمين مي کند و در سطح فوقاني خود داراي گيره هايي است که اسلايد را ثابت نگه مي دارد .
پيچها: شامل پيچ هاي مربوط به حرکات پلاتين هستند که در نتيجه اسلايد را به جلو، عقب و طرفين حرکت مي دهند .
ميکروسکوپ نوري از 2 قسمت ساخته شده است :
2- بخش اپتيک: شامل منبع نور، سيستم تنظيم کنندة نور (Condenser) و عدسي شيئي و چشمي است .
الف) منبع نور: يک لامپ برق معمولي با ولتاژ کم است که بر روي پايه قرار دارد و نور مستقيماً از آن به سوي لام مي تابد .
ب) سيستم تنظيم کنندة نور: شامل يک ديافراگم و يک عدسي متمرکز کننده (کندانسور) است .
2- بخش اپتيک: شامل منبع نور، سيستم تنظيم کنندة نور (Condenser) و عدسي شيئي و چشمي است .
الف) منبع نور: يک لامپ برق معمولي با ولتاژ کم است که بر روي پايه قرار دارد و نور مستقيماً از آن به سوي لام مي تابد .
ب) سيستم تنظيم کنندة نور: شامل يک ديافراگم و يک عدسي متمرکز کننده (کندانسور) است .
ج) عدسيهاي شيئي (Objectives) :
مجموعه اي از عدسي هاي محدب به تعداد معمولاً چهار عدد است که به ترتيب درشت نمايي آنها 40، 10، 2/3 ديوپتر مي باشد و معمولاً يک عدسي قوي به نام عدسي شناور (Immersion) با درشت نمايي 100 نيز وجود دارد. اين عدسي ها بر روي صفحة مدوّر و متحرکي قرار دارند که با چرخاندن آن مي توان عدسي شيئي دلخواه را در مقابل برش قرار داد .
د) عدسيهاي چشمي (Ocular): عدسي هاي محدب الطرفين هستند که در قسمت فوقاني لولة ميکروسکوپ قرار دارند. عدسي شيئي از جسمي که در خارج از فاصلة کانوني آن قرار دارد تصويري بزرگتر، معکوس، حقيقي تشکيل مي دهد و عدسي چشمي اين تصوير را که در داخل فاصلة کانوني آن واقع است بزرگتر کرده و تصوير مجازي و معکوس مي سازد. درشت نمايي ميکروسکوپ حاصل ضرب درشت نمايي عدسي شيئي در درشت نمايي عدسي چشمي است.
قدرت تفکيک در ميکروسکوپ نوري mm 2/0 است .
مجموعه اي از عدسي هاي محدب به تعداد معمولاً چهار عدد است که به ترتيب درشت نمايي آنها 40، 10، 2/3 ديوپتر مي باشد و معمولاً يک عدسي قوي به نام عدسي شناور (Immersion) با درشت نمايي 100 نيز وجود دارد. اين عدسي ها بر روي صفحة مدوّر و متحرکي قرار دارند که با چرخاندن آن مي توان عدسي شيئي دلخواه را در مقابل برش قرار داد .
د) عدسيهاي چشمي (Ocular): عدسي هاي محدب الطرفين هستند که در قسمت فوقاني لولة ميکروسکوپ قرار دارند. عدسي شيئي از جسمي که در خارج از فاصلة کانوني آن قرار دارد تصويري بزرگتر، معکوس، حقيقي تشکيل مي دهد و عدسي چشمي اين تصوير را که در داخل فاصلة کانوني آن واقع است بزرگتر کرده و تصوير مجازي و معکوس مي سازد. درشت نمايي ميکروسکوپ حاصل ضرب درشت نمايي عدسي شيئي در درشت نمايي عدسي چشمي است.
قدرت تفکيک در ميکروسکوپ نوري mm 2/0 است .
مکان يابي درون سلولي مولکولها بوسيلة ميکروسکوپ فلورسانس
ميکروسکوپ فلورسانس مشابه يک ميکروسکوپ نوري عادي است، با اين استثناء که نور روشن کنندة نمونه که از منبعي قوي ساتع مي گردد، از دو مجموعه فيلتر عبو داده مي شود: يکي براي فيلتراسيون نور، قبل از اينکه به نمونه برسد و ديگري براي فيلتر کردن نوري که از نمونه جمع آوري شده است
اولين فيلتر را طوري انتخاب مي کنند که تنها، طول موج هايي که باعث تحريک آن رنگ فلورسانت هستند را عبور دهد و دومين فيلتر فقط آن دسته طول موج هايي که از رنگ فلورسانت تابش شده را عبور مي دهد .
يک روش بسيار قدرتمند جفت کردن رنگهاي فلورسنت با مولکولهاي آنتي بادي است تا در قالب معرفهاي رنگي همه کاره و کاملاً ويژه اي، به طور انتخابي به درشت مولکول مورد نظرشان متصل شوند و آنها را داخل سلول ها يا ماتريکس خارج سلولي نمايان کنند. براي اين کار رنگهاي فلورسانت متعددي موجود است که از متداولترينشان مي توان به فلورسئين وردامين اشاره کرد .
جفت کردن يکي آنتي بادي با فلورسئين و آنتي بادي ديگر به ردامين، توزيع مولکولهاي مختلف درون يک سلول را قابل مقايسه و ارزيابي خواهد کرد و زير ميکروسکوپ مورد مشاهده قرار مي گيرد .
ميکروسکوپ فلورسانس مشابه يک ميکروسکوپ نوري عادي است، با اين استثناء که نور روشن کنندة نمونه که از منبعي قوي ساتع مي گردد، از دو مجموعه فيلتر عبو داده مي شود: يکي براي فيلتراسيون نور، قبل از اينکه به نمونه برسد و ديگري براي فيلتر کردن نوري که از نمونه جمع آوري شده است
اولين فيلتر را طوري انتخاب مي کنند که تنها، طول موج هايي که باعث تحريک آن رنگ فلورسانت هستند را عبور دهد و دومين فيلتر فقط آن دسته طول موج هايي که از رنگ فلورسانت تابش شده را عبور مي دهد .
يک روش بسيار قدرتمند جفت کردن رنگهاي فلورسنت با مولکولهاي آنتي بادي است تا در قالب معرفهاي رنگي همه کاره و کاملاً ويژه اي، به طور انتخابي به درشت مولکول مورد نظرشان متصل شوند و آنها را داخل سلول ها يا ماتريکس خارج سلولي نمايان کنند. براي اين کار رنگهاي فلورسانت متعددي موجود است که از متداولترينشان مي توان به فلورسئين وردامين اشاره کرد .
جفت کردن يکي آنتي بادي با فلورسئين و آنتي بادي ديگر به ردامين، توزيع مولکولهاي مختلف درون يک سلول را قابل مقايسه و ارزيابي خواهد کرد و زير ميکروسکوپ مورد مشاهده قرار مي گيرد .
امروزه روشهاي مهم و جديدي ابداع شده اند که استفاده از ميکروسکوپ فلورسانس را در کنترل تغييرات غلظت و مکان مولکول هاي ويژه اي درون سلولهاي زنده امکان پذير مي سازند .
برطرف شدن محدوديت چشم انسان با ميکروسکوپ :
چشم انسان در نور بسيار کم، کارآيي چنداني ندارد.اين محدوديت را مي توان با اضافه کردن دوربين هاي ويدئويي به ميکروسکوپ نوري برطرف کرد. با اين دوربين ها امکان مشاهدة طولاني مدت سلول ها در سطوح نوري پائين فراهم مي آيد .
2- چشم در مقابل يک پس زمينة درخشان قادر به درک تفاوتهاي جزئي در شدت نور نيست که اين مشکل نيز با استفاده از سيستم هاي ويدئويي مجهز به پردازشگر تصاوير در ميکروسکوپ قابل حل است .
برطرف شدن محدوديت چشم انسان با ميکروسکوپ :
چشم انسان در نور بسيار کم، کارآيي چنداني ندارد.اين محدوديت را مي توان با اضافه کردن دوربين هاي ويدئويي به ميکروسکوپ نوري برطرف کرد. با اين دوربين ها امکان مشاهدة طولاني مدت سلول ها در سطوح نوري پائين فراهم مي آيد .
2- چشم در مقابل يک پس زمينة درخشان قادر به درک تفاوتهاي جزئي در شدت نور نيست که اين مشکل نيز با استفاده از سيستم هاي ويدئويي مجهز به پردازشگر تصاوير در ميکروسکوپ قابل حل است .
ميکروسکوپ (از
سير تحولي و رشد
در طول قرن هيجدهم ميکروسکوپ در زمره وسايل تفريحي به شمار ميآمد. با پژوهشهاي بيشتر پيشرفتهاي قابل توجهي در شيوه ساختن عدسي شئي حاصل شد. بطوري که عدسيهاي ديگر بصورت ذره بينهاي معمولي نبودند بلکه خطاهاي موجود در آنها که به
در طول قرن هيجدهم ميکروسکوپ در زمره وسايل تفريحي به شمار ميآمد. با پژوهشهاي بيشتر پيشرفتهاي قابل توجهي در شيوه ساختن عدسي شئي حاصل شد. بطوري که عدسيهاي ديگر بصورت ذره بينهاي معمولي نبودند بلکه خطاهاي موجود در آنها که به
بدين ترتيب ميزان بزرگنمايي مفيد آن بين ۵۰ تا ۲۰۰۰ برابر مشخص شد. البته ميتوان ميکروسکوپهايي با بزرگنمايي بيش از ۲۰۰۰ برابر ساخت. مثلاً قدرت عدسي چشمي را بيشتر کرد. اما قدرت تفکيک نور ثابت است و درنتيجه حتي بزرگنمايي بيشتر ميتواند دو نقطه از يک شي را بهتر تفکيک کند. هر چه بزرگنمايي شي افزايش يابد به ميزان پيچيدگي آن افزوده ميشود. بزرگنمايي شي در ميکروسکوپهاي تحقيقاتي جديد معمولاً ۳X، ۶X، ۱۰X، ۱۲X، ۴۰X و ۱۰۰X است. در نتيجه بزرگنمايي در اين ميکروسکوپ بين ۱۸ تا ۱۵۰۰ برابر است. چون بزرگنمايي ميکروسکوپ نوري بدليل وجود
انواع ميکروسکوپ از نظر نوع آشکارساز
نواح ميکروسکوپ از نظر ساختمان داخلي
نواح ميکروسکوپ از نظر ساختمان داخلي
ديد کلي
با توجه به گسترش روز افزون ميکروسکوپها در شاخههاي مختلف علوم پزشکي و صنعت هر روزه شاهد پيشرفتهاي مختلف در صنعت ميکروسکوپها ميباشيم. اين پيشرفتها شامل پيشرفت سيستم روزي طراحي اجزاي مکانيکي ، پايداري استحکام و راحتي در استفاده از آنها ميباشد. ميکروسکوپهاي نوري معمولي که در تحقيقات بيولوژيکي و پزشکي بکار ميروند دو دسته ميباشند. يک دسته داراي چشمه نوري مجزا از ميکروسکوپ ميباشند و دسته دوم ميکروسکوپهايي ميباشند که داراي چشمه نوري تعبيه شده در ميکروسکوپ ميباشند. ميکروسکوپهاي معمولي مدرن مورد استفاده از نوع دوم ميباشد و تقريبا ساخت و استفاده نوع اول منسوخ شده است.
با توجه به گسترش روز افزون ميکروسکوپها در شاخههاي مختلف علوم پزشکي و صنعت هر روزه شاهد پيشرفتهاي مختلف در صنعت ميکروسکوپها ميباشيم. اين پيشرفتها شامل پيشرفت سيستم روزي طراحي اجزاي مکانيکي ، پايداري استحکام و راحتي در استفاده از آنها ميباشد. ميکروسکوپهاي نوري معمولي که در تحقيقات بيولوژيکي و پزشکي بکار ميروند دو دسته ميباشند. يک دسته داراي چشمه نوري مجزا از ميکروسکوپ ميباشند و دسته دوم ميکروسکوپهايي ميباشند که داراي چشمه نوري تعبيه شده در ميکروسکوپ ميباشند. ميکروسکوپهاي معمولي مدرن مورد استفاده از نوع دوم ميباشد و تقريبا ساخت و استفاده نوع اول منسوخ شده است.
