میکروسکوپها چه پیشرفتهایی کردهاند؟
تا به حال به این موضوع فکر کردهاید که میکروسکوپهای اولیه چه شکلی بودند، چگونه کار میکردند و از چه اجزایی تشکیل شده بودند؟ مسلما میکروسکوپ نیز مانند هر وسیله دیگری که زمان بسیاری از ساخت آن میگذرد، تغییرات و پیشرفتهای زیادی کرده است تا تبدیل به چیزی شود که امروزه در دست ما است. در این مقاله همراه ما باشید تا نگاهی به مهم‌ترین تغییرات ایجاد شده در آن در طول تاریخ بپردازیم و نحوه عملکرد کلی این ابزار و سپس میکروسکوپهای نوری را توضیح دهیم.
یکی از اولین ﭘﯿﺸﺮﻓﺖهای مهمی ﮐﻪ در ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ بهدست آمد اﯾﻦ ﺑﻮد ﮐﻪ ﺗﻮاﻧﺴﺘﻨﺪ آن را روی پایهای ﻧﺼﺐ ﮐﻨﻨﺪ ﺗﺎ ﮐﺎﻣﻼ ﺑﺘﻮاﻧﻨﺪ ﺻﻔﺤﻪ زﯾﺮ آن را ﺑﺎ ﺷﯽ ﺑﺰرگ ﺷﺪه ﺑﺒﯿﻨﻨﺪ. ﻣﺰﯾﺖ اﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎه در آن اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﯽﺗﻮان ﺻﻔﺤﻪ دﯾﺪ را ﺑﻪﻃﻮر ﻣﺪاوم در ﺣﺎﻟﺖ اﻓﻘﯽ دید.
در سال 1935 فریتز زرینگ میکروسکوپی ساخت که می‌توانست نمونه تاریک و نامشخص شی مورد آزمایش را با آن مشاهده کند. آخرین پیشرفت میکروسکوپ مربوط به تهیه دستگاه تنویر و جعبه میکروسکوپ است که می‌توان آن را کنترل کرد، محفوظ داشت و از آن به‌خوبی استفاده کرد.
پس از آن تا میانه‌‌‌های قرن 19 چندین پیشرفت عمده در بهبود کارآیی میکروسکوپها انجام شد. چندین کشور اروپایی شروع به ساخت تجهیزات نوری با کیفیت کردند اما هیچ کدام از آن‌ها بهتر از میکروسکوپ شگفت‌انگیز ساخت یک آمریکایی به نام چارلز - اسپنسر و صنعتی که بنیان گذاشت، نبودند.
ابزارهای امروزی تنها تغییراتی جزئی نسبت به همین میکروسکوپهای اولیه کردهاند که می‌توانند بزرگنمایی تا 1258 برابر با نور عادی و 5000 برابر با نور آبی داشته باشند.
عدسی محدب از جسمی که بین کانون (f) و مرکز (f2) آن قرار گرفته است، تصویری بزرگتر حقیقی و معکوس ایجاد می‌کند. اگر این تصویر حقیقی را به کمک عدسی محدب دیگری که در فاصله معینی از عدسی اول قرار گرفته است (تصویر حقیقی در فاصله کانونی عدسی) بزرگ کنیم، شدت بزرگنمایی چندین برابر بیشتر می‌شود و ما یک میکروسکوپ ساخته‌ایم. در این صورت، عدسی دوم تصویر بزرگتر و مجازی را ایجاد خواهد کرد.
هر میکروسکوپ از دو بخش مکانیکی و نوری ساخته شده است. بخش مکانیکی ابزاری برای دگرگونی جایگاه نمونه است و شامل صفحه قرار دادن نمونه، حرکت دهنده‌‌‌ها در سه جهت و همچنین پایه دسته و گیره‌‌‌ها می‌شود. اما بخش نوری شامل منبع تامین روشنایی کندانسور متمرکز ننده نور عدسی‌‌‌های شیئی و عدسی‌‌‌های چشمی است.
از یک میکروسکوپ نوری حتی با یک عدسی عادی و با نوردهی عالی نمی‌توان برای اشیایی کوچک‌تر از نصف طول موج نور استفاده‌شده استفاده کرد. نور سفید به‌طور متوسط طول موجی برابر با 0.55 میکرومتر دارد که نصف آن برابر با 0.175 میکرومتر می‌شود.
در اواﺧﺮ دﻫﻪ 1980 تعداد کمی از پزشکان و پروفسورهای دانشگاه ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ داﺷﺘﻨﺪ، اما اﻣﺮوزه میکروسکوپها اﺑﺰار ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻬﻤﯽ در دﺑﯿﺮﺳﺘﺎنﻫﺎ، داﻧﺸﮕﺎهﻫﺎ، ﺑﯿﻤﺎرﺳﺘﺎنﻫﺎ و آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎهﻫﺎي ﺗﺤﻘﯿﻘﺎﺗﯽ ﻣﺤﺴﻮب می‌شوند.
اﺻﻮل ﮐﻠﯽ در ﺗﻤﺎم اﻧﻮاع ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎ ﺑﺮ اﺳﺎس ﻋﺒﻮر ﻧﻮر ﺑﺎ ﻃﻮل ﻣﻮج ﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوت از ﭼﻨﺪﯾﻦ ﻋﺪﺳﯽ ﻣﺤﺪب است. به‌نحوی که ﻫﺮ ﭼﻘﺪر ﻃﻮل ﻣﻮج ﻧﻮر به‌‌کار رﻓﺘﻪ در ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ ﻣﺰﺑﻮر کوتاه‌تر ﺑﺎﺷﺪ ﻗﺪرت ﺗﻔﮑﯿﮏ و ﯾﺎ ﺟﺪاﮐﻨﻨﺪﮔﯽ آن ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ ﺑﯿﺸﺘﺮ اﺳﺖ.
ﺑﺎ اﺑﺪاع ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎي اﻟﮑﺘﺮوﻧﯽ ﮐﻪ از ﭘﺮﺗﻮﻫﺎی اﻟﮑﺘﺮون ﺑﻪ ﺟﺎي ﭘﺮﺗﻮ ﻧﻮر اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﮐﻨﺪ، ﻗﺪرت ﺗﻔﮑﯿﮏ ﺑﻪﺷﺪت اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓﺖ. زﯾﺮا ﻃﻮل ﻣﻮج ﭘﺮﺗﻮﻫﺎی اﻟﮑﺘﺮون ﮐﻤﺘﺮ از ﻃﻮل ﻣﻮج ﻓﻮﺗﻮن اﺳﺖ.
ﻓﻮﺗﻮن ذره ﺗﺸﮑﯿﻞدﻫﻨﺪه ﻧﻮر اﺳﺖ. ﻫﺮ ﭼﻨﺪ ﺑﺎ اﺑﺪاع ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎی اﻟﮑﺘﺮوﻧﯽ دﻧﯿﺎی ﮐﺎﻣﻼ تازه‌ای از ﺟﺰﺋﯿﺎت ﺑﻪ روی ﻣﺎ ﺑﺎز ﺷﺪ ﮐﻪ ﭘﯿﺶ از آن ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻧﮑﺮده ﺑﻮدﯾﻢ. اﻣﺎ اﺳﺘﻔﺎده از آن ﺑﺮای ﺗﺼﻮﯾﺮﺑﺮداری از ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎی زﯾﺴﺘﯽ ﭼﻨﺪان ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻧﯿﺴﺖ.
ﺑﺮاي اینکه ﺑﺘﻮاﻧﯿﻢ نمونه‌ای را ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ اﻟﮑﺘﺮوﻧﯽ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﮐﻨﯿﻢ، ﺑﺎﯾﺪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ را در خلا و دور از ﻫﻮا ﻧﮕﻬﺪاری کنیم.
ﻋﻼوهﺑﺮ اﯾﻦ ﭘﯿﺶ از اینکه ﺑﺘﻮان جسمی را زﯾﺮ ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ ﺗﻤﺎﺷﺎ ﮐﺮد، ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش‌هایی آن را آﻣﺎده کنیم. از ﺟﻤﻠﻪ ﺑﺮش ﺟﺴﻢ ﺑﻪ لایه‌های ﻧﺎزك ﯾﺎ ﭘﻮﺷﺎﻧﺪن ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺎ اﻧﻮاع فلزهای رﺳﺎﻧﺎ ﻣﺜﻞ اوراﻧﯿﻮم و ﺳﺮب.
در ﻫﺮ ﺻﻮرت ﻣﺎده زﯾﺴﺘﯽ ﻣﺸﺎﻫﺪهﺷﺪه ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ اﻟﮑﺘﺮوﻧﯽ دﯾﮕﺮ زﻧﺪه ﻧﯿﺴﺖ. ﻫﺮ ﭼﻨﺪ ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ اﻟﮑﺘﺮوﻧﯽ در زﯾﺴﺖ ﺷﻨﺎﺳﯽ و ﭘﺰﺷﮑﯽ ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎی ﻓﺮاواﻧﯽ دارد، اﻣﺎ ﻣﻄﻠﻮب آن اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺪون ﮐﺸﺘﻦ نمونه‌ها ﺑﺘﻮاﻧﯿﻢ ﻗﺪرت ﺗﻔﮑﯿﮏ را زﯾﺎد ﮐﻨﯿﻢ.
ﮔﺮﭼﻪ ﺳﻠﻮلﻫﺎی اﻧﺴﺎنﻫﺎ و ﺣﯿﻮاﻧﺎت ﺑﻪ اندازه ﮐﺎﻓﯽ ﺑﺰرگ هستند و ﻣﯽﺗﻮان آن‌ها را ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از میکروسکوپهای ﻧﻮری ﻣﺸﺎﻫﺪه ﮐﺮد، اما ﮐﺎرﮐﺮد ﺳﻠﻮل ﺑﻪ ﺳﻨﺘﺰ و اﻧﺘﻘﺎل پروتئین بستگی دارد ﮐﻪ ﺑﺎ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﺑﺮ ﻫﻢ ﮐﻨﺶ دارﻧﺪ ﯾﺎ ﺑﻪ ﻫﻢ ﻣﺘﺼﻞ می‌شوند ﺗﺎ ﮐﺎر ویژه‌ای را اﻧﺠﺎم دﻫﻨﺪ.
مثلا واکنش‌های اﯾﻤﻨﯽ ﺑﺪن ﻣﺎ ﺑﻪ ﺗﻮاﻧﺎﯾﯽ ﺳﻠﻮلﻫﺎ ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎﯾﯽ ﺑﺴﺘﮕﯽ دارد ﮐﻪ ﻣﯽﺗﻮاﻧﻨﺪ ﺑﺎ اﺟﺴﺎم ﺧﺎرﺟﯽ ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﮐﻨﻨﺪ. ﻋﻼوهﺑﺮ اﯾﻦ ﻣﺮگ سلول‌ها ﻧﯿﺰ ﺑﻪ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎ ﻣﺮﺑﻮط میﺷﻮد و ﻧﺎﺗﻮاﻧﯽ ﺳﻠﻮلﻫﺎ ﺑﺮای ﻣﺮگ ﮐﻨﺘﺮلﺷﺪه ﺑﻪ ﺳﺮﻃﺎن ﻣﻨﺠﺮ ﻣﯽﺷﻮد.
ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اینکه ﻗﺪرت ﺗﻔﮑﯿﮏ میکروسکوپهای نوری معمولی 200 ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ اﺳﺖ، ﻧﻤﯽﺗﻮان ﭼﮕﻮﻧﮕﯽ ﺑﺮﻫﻢ ﮐﻨﺶ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦ را دﯾﺪ و درﯾﺎﻓﺖ ﮐﻪ آﯾﺎ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎ اﺻﻮﻻ ﺑﺎ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﺑﺮﻫﻢ ﮐﻨﺶ دارﻧﺪ ﯾﺎ ﺧﯿﺮ.
همچنین نمی‌توان متوجه شد که ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎ چطور ﺑﻪ ﺑﺨﺶﻫﺎی ﺧﺎﺻﯽ از ﺳﻠﻮل ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ و ﭼﺮا وﺟﻮد آن‌ها در اﯾﻦ ﺑﺨﺶ ﺧﺎص ضروری اﺳﺖ. درك اﯾﻦ ﻣﮑﺎﻧﯿﺴﻢها در ﭘﮋوﻫﺶﻫﺎی ﭘﺰﺷﮑﯽ و اﺑﺪاع روشﻫﺎی درﻣﺎﻧﯽ ﺟﺪﯾﺪ ﺑﺴﯿﺎر ﺿﺮوری اﺳﺖ.
ﺑﻌﺪ از ﮔﺬﺷﺖ ﭼﻨﺪ ﻗﺮن، ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ ﻫﻤﭽﻨﺎن ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﯽ در ﭘﮋوﻫﺶﻫﺎي زﯾﺴﺘﯽ اﯾﻔﺎ می‌کنند و در سال‌های اﺧﯿﺮ ﺗﺤﻮﻻت ﺷﮕﺮﻓﯽ در ﺑﻬﺒﻮد ﮐﯿﻔﯿﺖ آن اتفاق افتاده اﺳﺖ. ﯾﮑﯽ از ﻋﻤﺪهﺗﺮﯾﻦ ﭘﯿﺸﺮﻓﺖﻫﺎ در ﺳﺎﺧﺖ ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ، اﺧﺘﺮاع ﻧﻮع اﻟﮑﺘﺮوﻧﯽ آن در دﻫﻪ 1940 ﺑﻮد ﮐﻪ اﻣﮑﺎن ﻣﺸﺎﻫﺪه ذرات و اﻧﺪاﻣﮏﻫﺎی درون ﺳﻠﻮﻟﯽ را ﺑﻬﺘﺮ از ﮔﺬﺷﺘﻪ ﻓﺮاﻫﻢ ﮐﺮد.
در ﺿﻤﻦ ﺑﺎﯾﺪ ﺗﺎﮐﯿﺪ کنیم ﮐﻪ اﻣﺮوزه ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ ﻧﻪ ﺗﻨﻬﺎ برای ﺑﺮرﺳﯽ ﺷﮑﻞ و ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎی زﯾﺴﺘﯽ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮد، ﺑﻠﮑﻪ ﺑﺮای ﺗﻌﯿﯿﻦ ارﺗﺒﺎط ﺑﯿﻦ ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎی ﺗﺸﮑﯿﻞدﻫﻨﺪه ﺳﻠﻮل و فعالیت‌های ﮔﻮﻧﺎﮔﻮنش ﻧﯿﺰ ﻧﻘﺶ ﺑﻪﺳﺰاﯾﯽ اﯾﻔﺎ می‌کند.
اﻧﻮاع ﻣﺘﻨﻮﻋﯽ از ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎ ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﮐﺎرﺑﺮد و ﻫﺪﻓﯽ ﮐﻪ ﺑﺮاي آن ﻃﺮاﺣﯽ شده‌اند، در دسترس هستند. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻣﯽﺗﻮان ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎ را ﺑﺮ اﺳﺎس اﺻﻮل ﺗﺼﻮﯾﺮی ﮐﻪ ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﯽدﻫﻨﺪ، داﻣﻨﻪ ﮐﺎرﺑﺮد و ﺗﻨﻮع در ﮐﺎرﺑﺮدﺷﺎن ﺑﻪ اﻧﻮاع ﻣﺘﻔﺎوﺗﯽ ﺗﻘﺴﯿﻢ ﺑﻨﺪي ﮐﺮد.
با وجود این ﺑﻪﻃﻮر ﮐﻠﯽ ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎ را ﺑﻪ دو دﺳﺘﻪ ﻋﻤﺪه میکروسکوپهای ﻧﻮری و ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎی اﻟﮑﺘﺮوﻧﯽ ﺗﻘﺴﯿﻢ ﺑﻨﺪي می‌کنند. ﺗﻔﺎوت اﯾﻦ دو ﮔﺮوه ﻧﺎﺷﯽ از ﺗﻔﺎوت در ﻧﻮع ﭘﺮﺗﻮﻫﺎی اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه در آن‌ها ﺑﺮای اﯾﺠﺎد ﺗﺼﻮﯾﺮ است.
در میکروسکوپهای ﻧﻮری ﺑﺮای ﺳﺎﺧﺖ ﺗﺼﻮﯾﺮ و ﺑﺰرﮔﻨﻤﺎﯾﯽ، ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ نوع آن از اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻒ ﭘﺮﺗﻮﻫﺎی نوری از ﻧﻮر ﻣﺮﺋﯽ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺗﺎ اﻣﻮاج ﻓﺮو ﺳﺮخ و ﻓﺮاﺑﻨﻔﺶ اﺳﺘﻔﺎده می‌شود. در حالیکه در میکروسکوپهای اﻟﮑﺘﺮوﻧﯽ ﺑﺮای ﺳﺎﺧﺖ ﺗﺼﻮﯾﺮ از ﭘﺮﺗﻮﻫﺎی اﻟﮑﺘﺮوﻧﯽ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد.
ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎی ﻧﻮری را ﺑﻪ ﻧﺎم ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎی اﭘﺘﯿﮑﺎل ﻧﯿﺰ ﻣﯽﺷﻨﺎﺳﯿﻢ. ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎی ﻧﻮری اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻔﯽ از ﻋﺪﺳﯽﻫﺎ دارند ﮐﻪ ﺑﻪ ﺑﺰرﮔﻨﻤﺎﯾﯽ ﻣﯿﮑﺮوارﮔﺎﻧﯿﺴﻢﻫﺎ ﯾﺎ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﮐﻤﮏ ﻣﯽﮐﻨﻨﺪ. عدسیﻫﺎي ﭼﺸﻤﯽ ﺑﺰرﮔﻨﻤﺎﯾﯽ در ﺣﺪود 10 ﺗﺎ 16 ﺑﺮاﺑﺮ دارند.
ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎی ﻧﻮری نوعی از ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپﻫﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ در ﺑﺎﻓﺖ ﺷﻨﺎﺳﯽ و ﻓﯿﺰﯾﻮﻟﻮژی اﻣﮑﺎن ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺟﺎﻧﻮران ﮐﻮﭼﮏ، ﮔﯿﺎﻫﺎن، ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎی ﻓﻠﺰات و ﻣﯿﮑﺮوارﮔﺎﻧﯿﺴﻢﻫﺎﯾﯽ مانند ﺑﺎﮐﺘﺮی‌ها را ﺑﺎ ﺟﺰﺋﯿﺎت ﺑﺴﯿﺎر، ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﯽﮐﻨﻨﺪ. شما می توانید برای خرید میکروسکوپ بر روی لینک خرید میکروسکوپ در سایت موسسه طبیعت آسمان شهر کلیک کنید و از تمام میکروسکوپ ها دیدن بفرمائید.
برای دریافت پی دی اف مقاله میکروسکوپها چه پیشرفتهایی کردهاند؟ کلیک کنید
