Mikroskoope kasutatakse mikroorganismide täpse kuju, funktsiooni ja muude omaduste tundmiseks, mis on palja silmaga nähtamatud, kuid bioloogiliste aspektide seisukohast elutähtsad. Sõna mikroskoop on võetud kreekakeelsest sõnast, kus “ mikros ” tähendab “väike” ja “ skopeo ” tähendab “vaatama”.
Läätsede kasutamist alustati Euroopas 16. sajandil . Arvatakse, et Hollandi prillitootjad Zacharius Jansen ja tema isa Hans leiutasid ühendmikroskoobi esimestena 16. sajandil. Hiljem jätkasid Robert Hooke, Anton van Leeuwenhoek, Joseph Jackson Liste ja Ernst Abbe selle arendamist ja leiutasid faasikontrastmikroskoobi.
Mõni aasta hiljem töötasid Ernst Ruska ja Max Knoll välja elektronmikroskoobi, kus mikroskoobis kasutati nähtava valguse asemel 'elektrone', mis aitasid suurendada läätse eraldusvõimet koos organismi suurenenud ja selgema kujutisega.
Hiljem, tunnelmikroskoobi skaneerimise leiutamisega, algas 3D-piltide vaatamine ning selle töötasid välja Gerd Binnig ja Heinrich Rohrer. See sisu annab olulised punktid, mis eristavad Valguse mikroskoopi elektronmikroskoobi omast.
Võrdlusdiagramm
| Võrdluse alus | Valgusmikroskoop | Elektronmikroskoop |
|---|---|---|
| Leiutas | Arvatakse, et Hollandi prillitootjad Zacharius Jansen ja tema isa Hans leiutasid ühendmikroskoobi esimestena 16. sajandil. | Aastal 1931 füüsik Ernst Ruska ja saksa insener Max Knoll. |
| Allikas objekti kuvamiseks | Nähtav valgusallikas. | Laetud osakeste, st elektronide, kiir. |
| Objektiivi kasutatud | Klaasläätsed. | Elektromagnetilised läätsed. |
| Suurendus | 1000X. | 10, 00 000X. |
| Võimu lahendamine | 0, 2um. | 0, 5nm. |
| Ekraan | Projektsiooniekraan. | Fluorestsentskraan. |
| Pinge | Pole vaja kõrgepinge elektrit. | Vajalik on kõrgepinge elektrivool (umbes 50 000 volti ja rohkem). |
| Jahutussüsteem | Jahutussüsteem pole nõutav. | Sellel on kõrge jahutussüsteem kõrgepinge elektrivoolu tekitatud soojuse eemaldamiseks. |
| Ettevalmistus | Proovi ettevalmistamine on kiire ja lihtne. | Kompleksne ettevalmistus. |
| Hõõgniit | Hõõgniiti ei kasutatud. | Kasutatakse volframniiti. |
| Kiirguse leke | Kiirgusrisk puudub. | Kiirguslekke oht on olemas. |
| Saadavus | Hõlpsasti saadaval ja odavam. | Pole kergesti kättesaadav ja kallis. |
| Nähtavus | Vaadata saab nii elamist kui ka surnute proovi. | Vaadata saab ainult surnud (fikseeritud) organisme. |
| Organismi üksikasjaliku struktuuri uurimine on keeruline. | Saadakse 3D-struktuur, mille tõttu on organismide struktuuri- ja muid detaile lihtne uurida. | |
| Saadakse isendi loomulik värv. | Saadakse ainult mustvalge pilt. | |
| Pilti saab näha otse. | Pilti näeb ainult fluorestsents ekraanil. |
Valgusmikroskoobi määratlus
Vahendites, mida laborites kasutatakse väiksemate organismide vaatlemiseks ja uurimiseks, nimetatakse mikroskoopi. Valgusmikroskoop sisaldab okulaari (okulaari), tuubi, jämedat fookust, peent fookust, lahutavat ninaosa, objektiivi, lavaklambreid, diafragmat, peeglit, valgusallikat, kondensaatorit, kolme või nelja objektiivi.
Valgusmikroskoop kasutab objekti vaatamiseks allikana nähtavat valgust, klaasist läätsed / läbipaistvad läätsed ja projektsiooniekraan. Kuna neid mikroskoope on lihtne käsitseda ning töötamine on lihtne ja lihtne. Neid võib tavaliselt näha koolides, kolledžite laborites, arstide kliinikus.
Mikroskoop põhineb selle eraldusvõimel, suurendusel, objektiivide kasutamisel objekti vaatamiseks. Kõige olulisem on „lahutusvõime”, milleks on võime eristada kaht väga väikest ja tihedalt seotud objekti selgelt. Mida väiksem on objektide vaheline kaugus, seda peenem on tulemus.
Valgusmikroskoopi, mida nimetatakse ka optiliseks mikroskoobiks, võib liigitada lihtsaks ja liitmikroskoobiks. Lihtsa tüübi puhul kasutatakse ainult ühe suurendusega klaasi, samas kui liittüüpi puhul kasutatakse objektiivide selgeks suurendamiseks mitu läätse.
Valguse (liitmikroskoobi) tüübid
- Heleda välja mikroskoop.
- Tumeda välja mikroskoop.
- Faasikontrastmikroskoop.
- Fluorestsentsmikroskoop.
- Diferentsiaalhäirete kontrasti mikroskoop.
- Konfokaalne mikroskoop.
- Ultraviolettmikroskoop.
Eelised ja puudused
Järgnevalt on toodud valgusmikroskoobi eelised ja puudused
Eelised
- Kergesti saadaval, odavam ja lihtne kasutada.
- Vaadata saab nii elavaid kui ka surnud organisme.
- Suurendusel puudub mõju.
- Saadakse proovi loomulik värv.
- Pole vaja kõrgepinge elektrit.
- Pilti saab näha otse.
Puudused
- Suurendus ainult kuni 1000x.
- Lahutusvõime on vaid 0, 2um.
- Ei saa anda teavet ja struktuurset teavet väga väikeste organismide kohta.
- Valgus ei järgi täpset sirget rada.
- Mõnikord võib proovi ettevalmistamine seda häirida.
- Ehkki see sisaldab üksikasju biomolekulide ja biomolekulaarsete komplekside morfoloogia kohta, kuid ei suuda anda üksikasju üksikute aatomite kohta.
Elektronmikroskoobi määratlus
Tänapäeval kasutavad teadlased ja teaduslaborites laialdaselt elektronmikroskoopi, et saada põhjalikumaid teadmisi ka kõige väiksemate mikroorganismide kohta ning uurida üksikasjalikult kõiki nende omadusi. Nagu nimigi ütleb, kasutab elektronmikroskoop objektide kuvamiseks nähtava valgusallika asemel elektrone .
Elektronmikroskoobid on kõige arenenum tüüpi mikroskoobid. Aastal 1920 tunnistati, et vaakumis liikudes käituvad elektronid nagu valgus. Need liiguvad sirgjooneliselt ja neil on laine sarnased omadused, lainepikkus on palju lühem kui nähtava valguse oma.
Elektronmikroskoobi tüübid
- Skaneeriv elektronmikroskoop (SEM).
- Ülekande elektronmikroskoop (TEM).
- Skaneeriva ülekandega elektronmikroskoop.
- Teravustatud ioonkiir ja elektronmikroskoop.
Eelised ja puudused
Järgnevalt on toodud elektronmikroskoobi eelised ja puudused
Eelised
- Eraldusvõime on alla 0, 5 nm, mis on enam kui 400 korda parem kui tavalisel valgusmikroskoobil.
- Suurendus 10, 00 000X korda.
- Saadakse 3D-pilt
- Lainepikkus on 100 000 korda lühem kui nähtav valgus, seega palju selgem.
- Kuna lahutusvõime on vaid 0, 2 nm, saadakse elektronmikroskoobi abil üksikasjalik pilt rakkudes esinevatest organellidest.
Puudused
- Valmistatakse ainult mustvalgeid pilte.
- Keeruline operatsioonis.
- Liiga kallis, pole kergesti kättesaadav.
- Vaadata saab ainult surnud (fikseeritud) organisme.
- Pilti näeb ainult fluorestsents ekraanil.
- Kiirguse lekke oht.
Peamised erinevused valgusmikroskoobi ja elektronmikroskoobi vahel
Järgnevalt on toodud peamised erinevused valguse mikroskoobi ja elektronmikroskoobi vahel:
- Valgusmikroskoop kasutab nähtavat valgust ja elektronmikroskoop kasutab objekti vaatamiseks elektrone (laetud osakeste kiir) .
- Suurenduse ja eraldusvõime võimsus varieerub ka mõlemal juhul, valgusmikroskoobi suurendus on umbes 1000x eraldusvõimega 0, 2um, samas kui elektronmikroskoobi suurendus on 10, 00 000X ja lahutusvõime kuni 0, 5nm .
- Valgusmikroskoobi puhul kasutatakse projektsiooniekraani ja klaasläätsi, elektronmikroskoobi puhul aga fluorestsentskraani ja elektromagnetilist ekraani.
- Saadakse isendi elus ja loomulik värv, kuid saadakse surnud (fikseeritud), must-valged, kuid 3D-kujutised .
- Valgusmikroskoope on lihtne käsitseda, odavamad ja hõlpsasti kättesaadavad, elektronmikroskoope on kallis ja neid pole kerge käsitseda.
- Arvatakse, et Hollandi prillitootjad Zacharius Jansen ja tema isa Hans leiutasid ühendmikroskoobi esimestena 16. sajandil, samal ajal kui elektronmikroskoobi leiutasid füüsik Ernst Ruska ja saksa insener Max Knoll 1931. aastal .
- Nõutakse kõrgepinget, mis on elektronmikroskoobis umbes 50 000 ja enam, koos jahutussüsteemiga, mis on vajalik kõrgepinge tõttu tekkiva soojuse väljaviimiseks. Valgusmikroskoobi korral sellist nõuet ei ole.
- Volframniiti kasutatakse elektronmikroskoobis isegi lekkeohu olemasolul, samas kui valgusmikroskoobis puudub radiatsiooni oht.
Järeldus
Ehkki mõlemad mikroskoobid on olulised ja neil on nii positiivseid kui ka negatiivseid tegureid, kasutavad tänapäeval teadusuuringute laboris laialdaselt elektronmikroskoope mikroskoope organismide üksikasjalikuks uurimiseks, samas kui valguse mikroskoope kasutavad koolid, kolledžid ja teelaborid organismide vaatlemiseks, mis on selle kaudu kergesti nähtavad.
Veel varem polnud me teadlikud sellistest haigustest nagu tuberkuloos, tüüfus, düsenteeria, leetrid jne, samuti nende põhjustest ja abinõudest, kuid alates mikroskoobi leiutamise ajast suutsid teadlased need lahendada.
