معلومة

2: المجاهر - علم الأحياء

2: المجاهر - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ربما تكون قد اكتشفت أن الميكروبات (الكائنات الدقيقة المعروفة باسم AKA) صغيرة جدًا ، أليس كذلك؟ نعم ، الحجم ليس كل شيء. لكن الأرقام ، هذا شيء. إذا كنت ستأخذ جرامًا واحدًا من التربة وبدأت في عد الميكروبات فيها بمعدل 1 ميكروب / ثانية ، فسوف يستغرق الأمر أكثر من 33 عامًا لإكمال العد. بعد ذلك سيكون معظمكم في الخمسينيات من العمر ويعانون من أزمة منتصف العمر ، لذلك دعونا لا نذهب إلى هناك ... لكن صغر حجم الميكروبات جعل من الصعب دراستها ، خاصة في البداية. (إذا كنت تريد فكرة بصرية عن المقياس ، فراجع أداة Cell Size and Scale ، التي تسمح لك بالتكبير من حبة بن إلى ذرة كربون. تأكد من الانتباه بعناية للميكروبات الموجودة بينهما!)

حسنًا ، إذا كنت تريد أن ترى شيئًا صغيرًا حقًا ، فمن الذي ستتصل به؟ ليس صائدي الأشباحTM، بالتأكيد. سأجرب شخصًا ما باستخدام المجهر. (رجل الميكروسكوب؟ ربما لا.) الآن سأعترف ، مع ظهور البيولوجيا الجزيئية ، هناك الكثير من علم الأحياء الدقيقة في الوقت الحاضر الذي يحدث بدون مجهر. ولكن إذا كنت تريد تصور الميكروبات فعليًا ، فستحتاج إلى القدرة على ذلك كبر - ستحتاج إلى مجهر من نوع ما. ونظرًا لأن "الرؤية هي تصديق" ، فقد كان تخيل الميكروبات هو الذي جعل الناس مهتمين بها في المقام الأول.

الفحص المجهري في القرن السابع عشر

يعتقد أن روبرت هوك كان من أوائل العلماء الذين لاحظوا الميكروبات فعليًا في عام 1665. وقد نُشرت في الكتاب رسومه التوضيحية وملاحظاته من مجموعة متنوعة من الكائنات التي شوهدت تحت المجهر ميكروغرافيا. استخدم هوك أ المجهر المركب، مما يعني أنه يحتوي على مجموعتين من العدسات للتكبير: عدسة العين بجانب العين و عدسة موضعيه او شيئيهبجوار العينة أو الكائن. إن تكبير المجهر المركب هو نتاج تكبير عدسة العين وتكبير العدسة الشيئية. وبالتالي ، فإن المجهر ذو التكبير البصري بمقدار 10x والتكبير الموضوعي لـ 50x سيكون له التكبير الكلي 500 ضعف. يمكنك رؤية رسم مجهر هوك.

أنتوني فان ليفينهوك، الذي يُطلق عليه غالبًا "أبو علم الأحياء الدقيقة" ، لم يكن عالِمًا بالمهنة. كان تاجر أقمشة من هولندا يُعتقد أنه مستوحى من عمل السيد هوك ، وربما كان الغرض الأصلي منه فحص المنسوجات لتحديد الجودة. سرعان ما بدأ فان ليفينهوك بفحص كل شيء تقريبًا تحت المجهر ونعرف ذلك لأنه احتفظ بملاحظات تفصيلية حول كل من عيناته وملاحظاته. كان Van Leeuwenhoek يستخدم ما يسمى بـ مجهر بسيط، مجهر بعدسة واحدة فقط. في الأساس ، إنها عدسة مكبرة. لكن العدسات التي أنتجها كانت عالية الجودة لدرجة أنه يُنسب إليه الفضل في اكتشاف أشكال الحياة أحادية الخلية. يمكنك معرفة المزيد عن ملاحظات فان ليوينهوك.

المجهر الحديث: المجاهر الضوئية

دعونا نواجه الأمر ، المجهر الحديث هو أداة تقنية للغاية ، حتى من أرخص الإصدارات. إذا كنت ترغب في فهم قيود المجهر الضوئي ، فعليك أن تفهم مفاهيم مثل الدقة والطول الموجي والفتحة العددية ، حيث يتم تلخيص علاقتها ببعضها البعض من خلال معادلة آبي:

في المجهر تعريف الدقة هي عادةً قدرة العدسة على تمييز كائنين قريبين من بعضهما البعض. إذن ، في معادلة آبي د يصبح الحد الأدنى للمسافة حيث يمكن حل كائنين متجاورين أو تمييزهما ككائنات فردية. القرار يعتمد على الطول الموجيمن الإضاءة المستخدمة ، حيث ينتج عن الطول الموجي الأقصر حجم أصغر د. أخيرًا ، لدينا تأثير فتحة عددية، وهي وظيفة العدسة الموضوعية وقدرتها على جمع الضوء. يتم تحديد قيمة الفتحة العددية في الواقع من خلال مكونين: ن، وهو معامل الانكسار من الوسط الذي تعمل فيه العدسة ، وخطيئة θ ، وهي قياس مخروط الضوء الذي يدخل الهدف. يمكن أن تعمل العدسة عادةً في وسطين: الهواء بمعامل انكسار 1.00 ، أو زيت بمعامل انكسار 1.25. سيسمح الزيت بجمع المزيد من الضوء ، عن طريق توجيه المزيد من أشعة الضوء إلى العدسة الشيئية. يبلغ الحد الأقصى للتكبير الكلي للمجهر باستخدام الضوء المرئي للإضاءة حوالي 1500X ، حيث قد يحتوي المجهر على 15 ضعفًا و 100 ضعفًا. هدف الغمر بالزيت. أعلى دقة ممكنة هي حوالي 0.2 ميكرومتر. إذا كانت الكائنات أو الخلايا أقرب من بعضها البعض ، فلا يمكن تمييزها ككيانات منفصلة.

إليك وصفًا رائعًا من Nikon ، بما في ذلك برنامج تعليمي تفاعلي حول الفتحة الرقمية ودقة الصورة. ثم هناك الكثير من المجاهر ، القليل من الوقت! يعتمد النوع الذي تحتاجه على النوع المحدد من الميكروبات التي تريد تصورها.

بالنسبة إلى المجاهر الضوئية ، توجد ستة أنواع مختلفة من المجاهر ، وكلها تستخدم الضوء كمصدر للإضاءة: مجهر المجال الساطع ، ومجهر المجال المظلم ، ومجهر تباين الطور ، وتباين التداخل التفاضلي (DIC) ، ومجهر التألق ، ومجهر المسح بالليزر المتحد البؤر ( CSLM). دعونا نلقي نظرة على تفاصيل كل نوع:

مجهر المجال الساطع

ال مجهر المجال الساطع هو المجهر القياسي الذي يمكنك شراؤه لابنة أختك أو ابن أخيك في أي متجر ألعاب. يوجد هنا موقع على شبكة الإنترنت حول الأجزاء الأساسية لمجهر المجال الساطع المركب ، في حالة عدم تسجيلك في معمل الأحياء الدقيقة العام. تضيء العينة بمصدر ضوء في قاعدة المجهر ثم يتم تكبيرها مبدئيًا بواسطة العدسة الشيئية ، قبل أن يتم تكبيرها مرة أخرى بواسطة عدسة العين. تذكر أن التكبير الكلي الذي تم تحقيقه هو نتاج تكبير كلتا العدستين.

عادة ما يتم تصور العينة بسبب الاختلافات في التناقض بين العينة نفسها والبيئة المحيطة بها. لكن هذا لا ينطبق على البكتيريا غير الملوثة ، والتي لها تباين ضئيل للغاية مع بيئتها ، ما لم تكن الخلايا مصطبغة بشكل طبيعي. ذلك هو السبب تلطيخ (انظر القسم أدناه) هو مفهوم مهم في الفحص المجهري. سيعمل مجهر المجال الساطع جيدًا بشكل معقول لمشاهدة الميكروبات حقيقية النواة الأكبر (مثل الكائنات الأولية والطحالب) بدون بقع ، ولكن البكتيريا غير الملوثة ستكون غير مرئية تقريبًا. ستظهر البكتيريا الملطخة داكنة على خلفية ساطعة (آه ، لقد علمت أن هناك سببًا لمصطلح "حقل مشرق".)

مجهر المجال الساطع

مجهر المجال المظلم

ال مجهر المجال المظلم هو في الحقيقة مجهر حقل ساطع معدّل قليلاً. في الواقع ، يمكنك إجراء هذا التعديل على المجهر الموجود في المنزل! إنه يستخدم ما يعرف باسم توقف المجال المظلم ، وهو قرص معتم يحجب الضوء مباشرة أسفل العينة بحيث يصل الضوء إليها من الجوانب. والنتيجة هي أن الضوء الذي انعكس أو انكسر بواسطة العينة فقط هو الذي ستجمعه العدسة الموضوعية ، مما ينتج عنه خلايا تظهر ساطعة على خلفية مظلمة (ومن ثم فإن مصطلح "المجال المظلم". نعم ، أصبح كل شيء منطقيًا الآن ). هذا يسمح بملاحظة الخلايا الحية غير الملوثة وهو أمر رائع بشكل خاص إذا كنت ترغب في مراقبة حركية أو عضيات حقيقية النواة.

مجهر تباين الطور

ال مجهر الطور التباين هو أيضًا مجهر مجال ساطع معدل ، على الرغم من أن التعديلات تزداد تعقيدًا ، فضلاً عن كونها أكثر تكلفة. يستخدم هذا المجهر أيضًا حلقة معتمة أو نقطة توقف حلقي ، لكن هذا المجهر له حلقة شفافة تطلق الضوء فقط في مخروط مجوف. يعود مبدأ هذا المجهر إلى فكرة معامل الانكسار وحقيقة أن الخلايا لها معامل انكسار مختلف عن محيطها ، مما ينتج عنه ضوء يختلف قليلاً في الطور. يتم تضخيم الفرق بواسطة حلقة طور موجودة في هدف طور خاص. يمكن ترجمة اختلافات الطور إلى اختلافات في السطوع ، مما ينتج عنه صورة داكنة وسط خلفية ساطعة. هذا يسمح بملاحظة الخلايا الحية غير الملوثة ، مرة أخرى مفيدة لمراقبة الحركة أو العضيات حقيقية النواة.

ميكانيكا مجهر تباين الطور.

مجهر تباين التداخل التفاضلي (DIC)

ال مجهر تباين التداخل التفاضلي يعمل على نفس مبدأ مجهر تباين الطور ، من خلال الاستفادة من الاختلافات في معامل الانكسار للعينة والمناطق المحيطة بها. لكنه يستخدم ضوءًا مستقطبًا ينقسم بعد ذلك إلى شعاعين بواسطة المنشور. يمر شعاع من الضوء عبر العينة ، ويمر الآخر عبر المنطقة المحيطة. عندما يتم الجمع بين الحزم عبر منشور ثان فإنها "تتداخل" مع بعضها البعض ، بسبب كونها خارج الطور. الصور الناتجة لها تأثير ثلاثي الأبعاد تقريبًا ، وهي مفيدة لمراقبة الخلايا الحية غير الملوثة.

آلية مجهر التباين التفاضلي.

مجهر مضان

أ مجهر مضان يستخدم الضوء المنبعث من عينة ، بدلاً من المرور خلالها. يستخدم مصباح القوس الزئبقي لتوليد شعاع ضوئي مكثف يتم ترشيحه لإنتاج طول موجي معين من الضوء الموجه إلى العينة باستخدام مرآة ثنائية اللون ، والتي تعكس أطوال موجية قصيرة وتنقل أطوال موجية أطول. سوف تمتص الكائنات الفلورية بشكل طبيعي الأطوال الموجية القصيرة وتنبعث منها ضوء فلورسنت بطول موجة أطول يمر عبر المرآة ثنائية اللون ويمكن تصورها. هناك مجموعة متنوعة من الميكروبات ذات الفلورة الطبيعية ولكن هناك بالتأكيد عدد أكبر بكثير من الكائنات الحية التي تفتقر إلى هذه الجودة. يعتمد تصور الكائنات الحية الأخيرة على استخدام الفلوروكرومات، الأصباغ الفلورية التي ترتبط بمكونات خلية محددة. يمكن أيضًا ربط الفلوروكرومات بالأجسام المضادة ، لتسليط الضوء على هياكل أو مناطق معينة من الخلية ، أو حتى كائنات مختلفة.

مجهر مضان. بواسطة Masur (عمل خاص) [GFDL ، CC-BY-SA-3.0 أو CC BY-SA 2.5-2.0-1.0] ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

آلية مجهر الإسفار.

مجهر ليزر مسح متحد البؤر (CSLM)

من أجل فهم كيف أ مجهر ليزر مسح متحد البؤر يعمل ، من المفيد فهم كيفية عمل مجهر الفلورة ، لذلك نأمل أن تقرأ القسم السابق بالفعل. يستخدم CSLM الليزر للإضاءة ، بسبب الكثافة العالية. يتم توجيه الضوء إلى المرايا ثنائية اللون التي تتحرك ، "مسح" العينة. تمر الأطوال الموجية الأطول المنبعثة من العينة المصبوغة بالفلورسنت مرة أخرى عبر المرايا ، من خلال ثقب ، ويتم قياسها بواسطة كاشف. يخدم الثقب ل يخدعjugate ال الارتكاز نقطة العدسة (آه ، هذا هو المكان الذي جاء منه المصطلح متحد البؤر!) ، مما يعني أنه يسمح بالتركيز الكامل لنقطة معينة. نظرًا لأن العينة بأكملها يتم مسحها ضوئيًا في طائرات x-z (جميع المحاور الثلاثة) ، يمكن تجميع المعلومات التي حصل عليها الكاشف بواسطة جهاز كمبيوتر لإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد مفردة بالكامل في بؤرة التركيز. هذه أداة مفيدة بشكل خاص لعرض الهياكل المعقدة مثل الأغشية الحيوية.

آلية المسح بالليزر المتحد البؤر.

تلطيخ

لن تظهر معظم الميكروبات ، خاصة الميكروبات أحادية الخلية ، بدون مساعدة التلوين. يساعد في جعل رؤية شيء صغير جدًا أسهل قليلاً ، من خلال توفير التباين بين الكائن الدقيق وخلفيته. أ وصمة عار بسيطة يستخدم صبغة واحدة ، إما لتلطيخ الخلايا مباشرة (وصمة عار مباشرة) أو لتلوين الخلفية المحيطة بالخلايا (وصمة عار سلبية). من هذا المنطلق ، يمكن للباحث جمع المعلومات الأساسية حول حجم الخلية وتشكلها (شكلها) وترتيبها.

هناك أيضًا بقع أكثر تعقيدًا ، تُعرف باسم البقع التفاضلية، التي تجمع البقع للسماح بتمييز الكائنات الحية بناءً على خصائصها. ال غرام وصمة عارتم تطويره عام 1884 ، وهو أكثر البقع التفاضلية شيوعًا في علم الأحياء الدقيقة ، حيث يتم فصل الخلايا البكتيرية بناءً على نوع جدار الخلية: البكتيريا موجبة الجرام التي تلطخ البكتيريا السالبة الجرام والأرجوانية التي تلطخ اللون الوردي. تحتوي بعض البكتيريا على جدار خلوي متخصص يجب أن يكون ملطخًا بالـ وصمة عار حامض، حيث تلطخ البكتيريا المقاومة للأحماض اللون الأحمر والبكتيريا غير المقاومة للحموضة باللون الأزرق. تستهدف البقع التفاضلية الأخرى هياكل بكتيرية محددة ، مثل الأبواغ ، والكبسولات ، والسوط ، ليتم الحديث عنها لاحقًا.

المزيد من المجاهر الحديثة: المجاهر الإلكترونية

تعتبر المجاهر الضوئية رائعة إذا كنت تراقب ميكروبات حقيقية النواة وقد تعمل على مراقبة البكتيريا والعتائق ، لكنها لن تعمل على الإطلاق لمراقبة الفيروسات. تذكر أن حد دقة المجهر الضوئي هو 0.2 ميكرومتر أو 200 نانومتر ومعظم الفيروسات أصغر من ذلك. لذلك ، نحن بحاجة إلى شيء أكثر قوة. دخول المجاهر الإلكترونية، التي تحل محل الضوء بالإلكترونات من أجل التصور. نظرًا لأن طول موجة الإلكترونات يبلغ 1.23 نانومتر (على عكس الطول الموجي 530 نانومتر للضوء الأزرق والأخضر) ، فإن الدقة تزداد إلى حوالي 0.5 نانومتر ، مع تكبير يزيد عن 150.000x. عيب استخدام الإلكترونات هو أنه يجب احتواؤها في فراغ ، مما يلغي إمكانية العمل مع الخلايا الحية. هناك أيضًا بعض القلق من أن تحضير العينة الشامل قد يشوه خصائص العينة أو يتسبب في تكوين القطع الأثرية.

هناك نوعان مختلفان من المجهر الإلكتروني ، المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM):

مجهر الإرسال الإلكتروني (TEM)

ال انتقال المجهر الإلكتروني يستخدم شعاع إلكتروني موجه إلى العينة باستخدام المغناطيس الكهربائي. تشتت المناطق الكثيفة الإلكترونات ، مما ينتج عنه منطقة مظلمة على الصورة ، بينما يمكن للإلكترونات المرور (أو "الإرسال") عبر المناطق الأقل كثافة ، مما يؤدي إلى قسم أكثر إشراقًا. يتم إنشاء الصورة على شاشة الفلورسنت ويمكن بعد ذلك التقاطها.

نظرًا لأن الإلكترونات تتشتت بسهولة بواسطة عينات سميكة للغاية ، يجب تقطيع العينات إلى سمك 20-100 نانومتر ، عادةً عن طريق دمجها في نوع من البلاستيك ثم تقطيعها بسكين ماسي إلى أقسام رفيعة للغاية. تمثل الصور الناتجة شريحة واحدة أو مستوى من العينة.

انتقال المجهر الإلكتروني.

انتقال المجهر الإلكتروني. بواسطة kallerna (العمل الخاص) [المجال العام] ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

مجهر المسح الإلكتروني (SEM)

ال المجهر الإلكتروني الماسح يستخدم أيضًا شعاع إلكتروني ولكن الصورة تتكون من إلكترونات ثانوية تم إطلاقها من سطح العينة ثم تم جمعها بواسطة كاشف. يتم إطلاق المزيد من الإلكترونات من المناطق المرتفعة من العينة ، بينما سيتم جمع عدد أقل من الإلكترونات الثانوية من المناطق الغارقة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم مسح شعاع الإلكترون فوق سطح العينة ، مما ينتج عنه صورة ثلاثية الأبعاد للسمات الخارجية.

إذا كنت ترغب في مشاهدة بعض الصور المجهرية TEM و SEM الجميلة ، فراجع موقع Dennis Kunkel. تم تلوين معظمها ، لكنها مذهلة للغاية. على الطرف الآخر من الطيف ، ها هي الصور التي تم التقاطها باستخدام Intel Play QX3 ، وهو مجهر بلاستيكي للأطفال. كن حذرًا ، فقد تضيع في هذا الموقع. لكن من الرائع أن نرى ما يمكن أن ينتجه مجهر رخيص الثمن في يد شخص يعرف ما يفعله! هذه الصور مذهلة كذلك.

آلية المسح بالمجهر الإلكتروني.

مجهر المسح الإلكتروني. بواسطة en: المستخدم: Olaboy [CC BY-SA 2.5] ، عبر Wikipedia Commons

الفحص المجهري للقرن الحادي والعشرين: مجهر المسح الضوئي

مع تقدم التكنولوجيا ، تم اختراع مجاهر أكثر قوة ، والتي يمكن أن تسمح بالتخيل على المستوى الذري. يمكن استخدام هذه المجاهر في علم الأحياء الدقيقة ، ولكن غالبًا ما يتم استخدامها في مجالات أخرى ، للسماح بتصور المواد الكيميائية والمعادن والعينات المغناطيسية والجسيمات النانوية ، حيثما تكون الدقة 0.1 نانومتر والتكبير 100،000،000 مرة.

ال مجاهر المسح يتم تسميتها لأنها تنقل نوعًا من المجس فوق سطح العينة في طائرات x-z ، مما يسمح لأجهزة الكمبيوتر بإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد مفصلة للغاية للعينة. الدقة عالية جدًا لأن حجم المسبار أصغر بكثير من الطول الموجي للضوء المرئي أو الإلكترونات. يمكن استخدام كلا المجهرين لدراسة الأشياء في السائل ، مما يسمح بفحص الجزيئات البيولوجية. هناك نوعان مختلفان من مجاهر مجسات المسح ، مجهر المسح النفقي (STM) ومجهر القوة الذرية (AFM):

مجهر المسح النفقي (STM)

ال مجهر مسح نفقي يحتوي على مسبار حاد للغاية ، بسماكة ذرة واحدة ، يحافظ على جهد ثابت مع سطح العينة مما يسمح للإلكترونات بالانتقال بينها. يتم الحفاظ على تيار النفق هذا عن طريق رفع المسبار وخفضه للحفاظ على ارتفاع ثابت فوق العينة. يتم تتبع الحركة الناتجة بواسطة جهاز كمبيوتر ، مما يؤدي إلى إنشاء الصورة النهائية.

آلية مجهر المسح النفقي.

مجهر القوة الذرية (AFM)

ال مجهر القوة الذرية تم تطويره كبديل لـ STM ، لاستخدامه مع العينات التي لا توصل الكهرباء بشكل جيد. يستخدم المجهر ناتئًا مع طرف مسبار حاد للغاية يحافظ على ارتفاع ثابت فوق العينة ، عادةً عن طريق الاتصال المباشر بالعينة. تحرك الكابول للحفاظ على هذا التلامس ينحرف شعاع الليزر ، ويترجم إلى صورة للجسم. مرة أخرى ، يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر لإنشاء الصورة.

آلية مجهر القوة الذرية.

الكلمات الدالة

التكبير ، روبرت هوك ، المجهر المركب ، عدسة العين ، العدسة الموضوعية ، التكبير الكلي ، فان ليوينهوك ، مجهر بسيط ، معادلة آبي ، الدقة ، الطول الموجي ، الفتحة العددية ، مؤشر الانكسار ، هدف الغمر بالزيت ، المجهر الضوئي ، مجهر المجال الساطع ، الظلام- مجهر المجال ، مجهر تباين الطور ، مجهر تباين التداخل التفاضلي (DIC) ، مجهر مضان ، فلوروكروم ، مجهر ليزر مسح متحد البؤر (CSLM) ، وصمة عار بسيطة ، وصمة عار مباشرة ، وصمة عار سلبية ، وصمة عار تفاضلية ، وصمة عار غرام ، وصمة عار سريعة الحمضية ، ومجهر إلكتروني (EM) ، مجهر الإرسال الإلكتروني (TEM) ، مجهر المسح الإلكتروني (SEM) ، مجاهر مسبار المسح ، مجاهر المسح النفقي (STM) ، مجهر القوة الذرية (AFM).

أسئلة / أهداف أساسية

  1. ما الأدوار التي لعبها هوك وفان ليوينهوك في تطوير الفحص المجهري؟ كيف تختلف مساهماتهم؟
  2. كيف يختلف التكبير والدقة؟ كيف يتم تحديد التكبير الكلي؟
  3. كيف تفسر معادلة آبي دقة المجهر؟ ما المكونات تأثير القرار؟ ما هي وظيفة زيت الغمر؟
  4. تعرف على الاستخدامات الرئيسية وافهم الميكانيكا الأساسية لمجاهر الضوء التالية: المجال المشرق ، والحقل المظلم ، وتباين الطور ، والفلورة ، وتباين التداخل التفاضلي.
  5. كيف يعمل مجهر الليزر ذو المسح البؤري المتحد لتشكيل صورة ثلاثية الأبعاد؟ كيف تعمل على تحسين الدقة مقارنة بالمجاهر الضوئية الأخرى؟
  6. كيف يتم استخدام التلوين في الفحص المجهري؟ ما هي الفئات العامة للبقع وكيف يتم استخدامها؟
  7. ما هي مميزات ومشاكل المجاهر الالكترونية؟ ما هي نسبة التكبير والدقة والاستخدامات الرئيسية للمجاهر الإلكترونية؟
  8. كيف يختلف TEM عن SEM من حيث الوظيفة والمنتج النهائي؟
  9. كيف تعمل مجاهر المسح وماذا تسمح لنا برؤيته؟ لماذا هي مفيدة لدراسة الجزيئات البيولوجية؟ ما هو الفرق بين نفق المسح ومجهر القوة الذرية؟

أسئلة استكشافية (اختياري)

  1. كيف عملت المجاهر على تحسين فهمنا للميكروبات؟ ما هي حدود المجاهر والمعلومات التي نحصل عليها منها؟

سوف تجد R.E.A.L. أن تكون Science Odyssey (RSO) مختلفة عن أي مناهج علمية أخرى متاحة. والجدير بالذكر أنه علماني: يستبعد أي تفسير خارق للطبيعة لأي حدث يحدث في الطبيعة ، بما في ذلك أصل الحياة. يُفهم فقط البحث العلمي والنظرية المستندة إلى أدلة تجريبية وقابلة للقياس على أنها علم صالح وقياسي في جميع دورات RSO الخاصة بنا.

أيضًا ، تتم كتابة دورات RSO خصيصًا للاستخدام المنزلي والمجموعات الصغيرة. مليء بالعلوم الجادة والكثير من المرح ، RSO هو برنامج تدريجي يبني بلطف على نفسه ويتضمن الرياضيات ، والمنهج العلمي ، ومصطلحات العلوم. تم إنشاؤه مع مراعاة المبتدئين العلميين ، فأنت لست بحاجة إلى أي خلفية علمية لتدريس تحسين RSO.

RSO Biology (المستوى 2) هي دورة شاملة لعلوم الحياة من المدرسة الإعدادية إلى مستوى المدرسة الثانوية (الصفوف من 5 إلى 9). ولكن على عكس العديد من الكتب المدرسية العلمية ، فإن RSO Biology 2 ليست مجموعة جافة من الحقائق وأوراق العمل ولكنها بالأحرى دورة متعمقة تشغل عقول الشباب في نفس الوقت الذي يشاركون فيه بنشاط في تعلم علم الأحياء.

تم إنشاء RSO Biology 2 خصيصًا للاستخدام المنزلي والمجموعات الصغيرة. لا تفترض الدورة وجود خلفية علمية للمعلم أو الطالب ، وليست هناك حاجة لمختبر باهظ التكلفة. يستخدم علم الأحياء 2 الإعدادات الطبيعية التي تشجع الطلاب على استكشاف العالم من حولهم. معظم المواد اللازمة للمختبرات والأنشطة هي عناصر موجودة بشكل شائع. بعض العناصر مثل المجهر (مختبرات المجهر اختيارية ولكن يتم تشجيعها بشدة) ويمكن الحصول على عينات التشريح بسهولة من بائعي الإمدادات العلمية.

صيغة جديدة: يحتوي المقرر الدراسي الآن على ثلاثة كتب (كتاب الطالب ، وكتيب الطالب ، ودليل المعلم). يبدأ كتاب الطالب المدرسي كل فصل بدرس كتابي ترفيهي. يتبع الدرس عدة مكونات في كتاب عمل الطالب تهدف إلى تعزيز الدرس ، ومعالجة احتياجات أنماط التعلم المختلفة ، وإشراك الطلاب في التعلم العملي والبحث. تشمل هذه المكونات أوراق المختبر ، وتقارير المعمل ، ومجموعات المشكلات ، والأنشطة ، ومهام البحث العلمي الشهيرة ، وأوراق التلوين ، ومختبرات المجهر ، والشعر ، ومراجعة المفردات. يوفر نص الوالد / المعلم كل المساعدة التي يحتاجها مبتدئ العلوم لمساعدة طالبها بما في ذلك جدولة الدورة التدريبية المقترحة والملخصات والمواد الإضافية والتفسيرات وعينات التقارير وأهداف التعلم والإجابات والاقتراحات والاختبارات والاختبارات. ينقسم علم الأحياء 2 إلى 32 فصلاً ، ويوفر دورة بيولوجيا صارمة وكاملة تغطي عامًا دراسيًا مدته 36 أسبوعًا.


قائمة بأفضل 7 أنواع من المجاهر (مع رسم بياني)

قائمة بأفضل سبعة أنواع من المجاهر: - 1. تباين الطور Micro & shyscope 2. مجهر التداخل التباين 3. مجهر الأشعة فوق البنفسجية 4. مجهر الإسفار 5. المناعي 6. مجهر المجال المظلم 7. مجهر الكتروني.

اكتب # 1. تباين الطور Micro & shyscope:

تم تطوير هذا المجهر من قبل فريتز زيرنيكيس (1935) ، وهو فيزيائي هولندي حصل على جائزة نوبل في عام 1953 لهذه المساهمة. إنه مجهر ضوئي تقليدي مزود بهدف تباين الطور ومكثف تباين طوري (الشكل 15.7).

يعتمد مجهر تباين الطور على حقيقة أن معدل انتقال الضوء عبر الأجسام يرتبط عكسيًا بمؤشرات انكسارها. وهكذا فإن الضوء الذي يمر عبر جسم ما إلى جسم آخر له معامل انكسار مختلف قليلاً يخضع لتغيير في الطور.

تُترجم هذه الاختلافات في الطور إلى تباين في سطوع الكائنات ، وبالتالي فإن الكائنات التي تختلف قليلاً في معامل الانكسار يتم عرضها من قبل العين. يساعد مجهر تباين الطور في عرض الهياكل الحية غير الملوثة للخلايا الميكروبية. على عكس مجهر تباين التداخل ، يعتمد مجهر تباين الطور على شعاع ضوئي واحد.

نوع # 2. مجهر التداخل التباين:

يعتمد هذا المجهر (الذي طوره Merton et al. ، 1947) على شعاعي الضوء اللذان ينيران العينة ويتحدان بعد تمرير العينة.

مجاهر نومارسكي للتداخل التفاضلي (NDIC) (الشكل 15.8 أ) هي مجاهر التداخل الأكثر استخدامًا من قبل علماء الأحياء المجهرية. تنتج هذه المجاهر صورًا عالية التباين لعينات شفافة غير ملوثة فيما يبدو أنها ثلاثية الأبعاد.

يتم إنتاج الصورة ثلاثية الأبعاد لأن شعاعي الضوء اللذين ينتقلان قريبًا جدًا من بعضهما البعض خلال العينة ينتجان تأثيرًا مجسمًا. على الرغم من أن هذه المجاهر مفيدة جدًا للملاحظات النوعية للخلايا غير المصبوغة ، إلا أنها لا تنتج صورًا واضحة إذا كان الكائن المعروض رقيقًا جدًا.

نوع # 3. مجهر الأشعة فوق البنفسجية:

كما نعلم أن قوة التحليل لمجهر ضوئي مرتبطة بطول موجة الضوء المستخدم لفترة أطول ، فإن الطول الموجي يقلل من قوة التحليل. لذلك ، يمكن تحسين الدقة عن طريق تقليل الطول الموجي للضوء. يتمتع مجهر الأشعة فوق البنفسجية بهذه الميزة.

نظرًا لأن الزجاج معتم للأشعة فوق البنفسجية ، يجب أن يكون نظام العدسة مصنوعًا من كوارتز عالي الجودة ويجب أن تحتوي المجاهر على مرشحات لإزالة الضوء فوق البنفسجي من الوصول إلى العينين. هذا الفحص المجهري معقد ومكلف ، لذا بدأ استخدام تعديل يعرف باسم الفحص المجهري الفلوري.

نوع # 4. مجهر الإسفار:

مجهر الإسفار (الشكل 15.8 ب) ، الذي طوره Coons (1945) ، هو ذلك الذي يتم فيه عرض عينة ملطخة بصبغة الفلورسنت. المادة الفلورية هي تلك التي تمتص الضوء بطول موجي واحد (الطول الموجي للإثارة) وتنبعث الضوء بطول موجة مختلف (الطول الموجي المنبعث).

على سبيل المثال ، عندما تضيء الصبغة الفلورية & # 8220fluorescein isothiocynate & # 8221 بالضوء الأزرق ، فإنها تنبعث منها ضوء أخضر. تم تجهيز المجاهر الفلورية بمرشحات الإثارة التي تسمح باختيار الطول الموجي المستخدم لإضاءة العينة ومرشحات الحاجز التي تمنع كل الطول الموجي المنبعث من الوصول إلى العدسة العينية إذا تعرضت الصبغة لضوء فوق بنفسجي ، يجب عرض الضوء المنبعث كن في النطاق المرئي.

أصبح الفحص المجهري الفلوري مهمًا في علم الأحياء الدقيقة حيث يمكن ربط الأصباغ الفلورية بالأجسام المضادة. عندما تتحد هذه الأجسام المضادة مع مستضد معين ، فإنها تصبح متألقة. وبالتالي ، فإن هذه التقنية تجعل من الممكن الكشف بشكل خاص عن خلايا نوع معين من البكتيريا في مجتمع ميكروبي مختلط.

نوع # 5. التألق المناعي (تقنية الأجسام المضادة الفلورية):

التألق المناعي أو تقنية الأجسام المضادة الفلورية هي إجراء سريع يستخدم لتحديد بكتيريا غير معروفة بمساعدة الفحص المجهري الفلوري. تعتمد هذه التقنية على سلوك بعض الأصباغ (مثل fluorescencein isothiocyanate و rhodamine isothiocyanate) التي تتألق (تتوهج) عند تعرضها لأطوال موجية معينة من الضوء. تسمى هذه الأصباغ الأصباغ الفلورية.

في التألق المناعي ، يتم دمج الأصباغ الفلورية كيميائيًا مع الأجسام المضادة تسمى الأجسام المضادة التي ترتبط بها صبغة الفلورسنت بالأجسام المضادة المرقمة أو الفلورية. يتم خلط الأجسام المضادة المصنفة أو الفلورية مع معلق لبكتيريا غير معروفة.

عندما يتم وضع عينة من الخليط على شريحة وفحص اللطاخة بواسطة مجهر مضان ، تصبح فقط تلك البكتيريا (خاصة تلك المستضدات الموجودة على سطحها) التي تفاعلت مع الأجسام المضادة المحددة أو الأضداد الفلورية تصبح مرئية.

وبالتالي ، لا يلزم وجود سوى عدد قليل من البكتيريا في مسحة الخليط ليتم ملاحظتها. هذه هي الطريقة المباشرة التي يتم فيها دمج الصبغة الفلورية مع الجسم المضاد المحدد للمستضد الموجود على سطح الخلية البكتيرية (الشكل 15.9 أ).

هناك طريقة غير مباشرة من التألق المناعي لا يتم فيها تسمية الجسم المضاد المطبق في البداية. بدلاً من ذلك ، يتم تطبيق جسم مضاد ثانٍ مُسمى ضد الجلوبيولين من الأنواع الحيوانية المستخدمة في تحضير الجسم المضاد الأولي المحدد.

هذا يربط ملصق الفلورسنت بالجسم المضاد المحدد الذي تفاعل بالفعل مع مولد الضد في اللطاخة (الشكل 15.9 ب). تعتبر الطريقة غير المباشرة أكثر حساسية حيث يمكن ربط اثنين أو أكثر من جزيئات الجلوبيولين المضادة لكل جسم مضاد مرتبط بمولد الضد الخاص به.

نوع # 6. مجهر المجال المظلم:

يسمح الفحص المجهري للمجال المظلم باكتشاف الأجسام البيولوجية الصغيرة غير الملوثة التي توفر تباينًا غير كافٍ. في مجهر المجال المظلم (الشكل 15.10) ، يتم استبدال المكثف العادي لمجهر ضوئي بمكثف ذو مجال مظلم لا يسمح للضوء بالانتقال مباشرة عبر الكائن وبالتالي من خلال العدسة الشيئية.

يركز مكثف المجال المظلم الضوء على العينة بزاوية مائلة بطريقة لا يؤثر فيها الضوء على الكائن ولا يدخل العدسة الموضوعية.

وبالتالي ، لا يُرى سوى الضوء الذي ينعكس على الكائن ، وفي حالة عدم وجود الكائن ، يظهر الحقل بأكمله مظلمًا. يساعد هذا المجهر في مشاهدة البكتيريا الصغيرة والفيروسات الكبيرة ، ولكنه لا يفيد في تمييز البنية الداخلية لأي بكتيريا يتم عرضها.

نوع # 7. مجهر الكتروني:

تم اختراع EM بواسطة Knoll and Ruska (1932). إنه يعمل على مبدأ مشابه لمجهر الضوء فيما عدا أن المجال الكهرومغناطيسي وشعاع من الإلكترونات يعملان بطريقة مشابهة لعمل العدسة الزجاجية وشعاع الضوء (الشكل 15.11). عندما يتم تسريع شعاع الإلكترون من خلال مجال كهربائي 100 كيلو فولت ، يكون طول موجته 0.04 نانومتر فقط وهو أقصر بحوالي 10000 مرة من طول موجة الضوء المرئي.

وبالتالي ، فإن قوة التحليل والتكبير في المجهر الإلكتروني أعلى بكثير من أي مجهر ضوئي.

في المجهر الإلكتروني (الشكل 15.12) ، تُسقط حزمة من الإلكترونات من الكاثود (مسدس الإلكترون) ويتم تمريرها عبر سلسلة من العدسات الكهرومغناطيسية. تقوم العدسة المكثفة بموازاة شعاع الإلكترون على العينة ويتم إنتاج صورة مكبرة بواسطة سلسلة من العدسات المكبرة.

لا يمكن رؤية العينات المركزة مباشرة ، ويتم عرض صورتها عن طريق الإسقاط على شاشة فسفورية. نظرًا لأن قوة اختراق الإلكترونات من خلال المادة الصلبة ضعيفة ، يمكن فحص أجزاء رقيقة جدًا فقط من العينة.

هناك نوعان من المجاهر الإلكترونية قيد الاستخدام اليوم.

مجهر الإرسال الإلكتروني (TEM):

يتم استخدام TEM لرؤية البنية الدقيقة للخلايا ، يمكن رؤية كائن صغير بحجم 1 نانومتر. يتم تحضير المقاطع الرفيعة للغاية من الكائنات ، عن طريق دمج العينة أو تجميدها وتقسيمها بسكين زجاجي. تطفو الأقسام في الماء وتلتقط على شبكة سلكية.

يتم تلطيخها بمعدن ثقيل (الذهب أو الباليديوم) لجعل جزء معينًا كثيفًا ، ويتم إدخالها في غرفة التفريغ بالمجهر. شعاع إلكترون 100000 فولت يركز على المقطع ويتم التلاعب به بواسطة العدسات المغناطيسية. يمكن تكبير الصورة المعدة من الصورة بدقة كافية لتحقيق تكبير 500،000 إلى 1،000،000 مرة بدقة 1 نانومتر.

مجهر المسح الإلكتروني (SEM):

يسمح SEM (الشكل 15.13) برؤية أسطح الأشياء في حالتها الطبيعية دون تلطيخ (الشكل 15.14). يتم وضع العينة في حجرة التفريغ ومغطاة بطبقة رقيقة من الذهب لزيادة التوصيل الكهربائي وبالتالي تكون صورة أقل ضبابية. ثم ينتقل شعاع الإلكترون عبر الكائن ويبني صورة سطرًا سطرًا كما هو الحال في كاميرا التلفزيون.

عندما تصطدم الإلكترونات بالجسم ، فإنها تطلق زخات فضفاضة من الإلكترونات التي يتم التقاطها بواسطة كاشف لتكوين الصورة. يقتصر التكبير باستخدام هذا الفحص المجهري على حوالي 10000 - 1000000 مرة بدقة 1-10 نانومتر.


نوع النظام

برايتفيلد تستخدم المجاهر الضوء الأبيض المنقول (المضاء من الأسفل) الذي تمتصه مناطق أكثر كثافة (أغمق) من العينة لخلق تباين.

حقل مظلم تعمل المجاهر على تحسين التباين في العينات الشفافة غير الملوثة. They use scattered light that is not collected by the objective lens and so the light will not form part of the image. As a result, the specimen is illuminated against a dark background.

Epi-Fluorescence microscopes use the phenomena of fluorescent and phosphorescent light instead of, or in addition to, reflection and absorption.

Inverted microscopes are used to view specimens that require more working space than a slide. For example, specimens in containers such as petri dishes. They are also used for polished metal specimens where reflected light is required. The objectives are located below the stage while the light source and condenser are above the stage.

Metallurgical microscopes are a form of inverted microscope. They are designed for opaque or polished metal specimens that require high magnifications, but with reflected illumination (more typical in a stereo microscope).

تباين مرحلي microscopes enable greater contrast in transparent specimens (protozoa etc) without the use of stains. Invented by Fritz Zernike, they convert small phase shifts in the light passing through the specimen into changes in contrast.

Polarizing microscopes employ polarized light that show changes in internal structure and composition of material not discernible with ordinary light.

محمول microscopes employ rechargeable LED batteries so they can be used outside in the field.

تعليم microscopes employ two or more microscope heads so that teacher and students can view the specimen, simultaneously.


محتويات

Two-photon excitation employs two-photon absorption, a concept first described by Maria Goeppert Mayer (1906–1972) in her doctoral dissertation in 1931, [3] and first observed in 1961 in a CaF2:Eu 2+ crystal using laser excitation by Wolfgang Kaiser. [4] Isaac Abella showed in 1962 in caesium vapor that two-photon excitation of single atoms is possible. [5]

Two-photon excitation fluorescence microscopy has similarities to other confocal laser microscopy techniques such as laser scanning confocal microscopy and Raman microscopy. These techniques use focused laser beams scanned in a raster pattern to generate images, and both have an optical sectioning effect. Unlike confocal microscopes, multiphoton microscopes do not contain pinhole apertures that give confocal microscopes their optical sectioning quality. The optical sectioning produced by multiphoton microscopes is a result of the point spread function of the excitation: the multiphoton point spread function is typically dumbbell-shaped (longer in the x-y plane), compared to the upright rugby-ball shaped point spread function of confocal microscopes. The concept of two-photon excitation is based on the idea that two photons, of comparably lower photon energy than needed for one photon excitation, can also excite a fluorophore in one quantum event. Each photon carries approximately half the energy necessary to excite the molecule. Excitation results in the subsequent emission of a fluorescence photon with the same quantum yield that would result from conventional single-photon absorption. The emitted photon is typically at a higher energy (shorter wavelength) than either of the two exciting photons. The probability of the near-simultaneous absorption of two photons is extremely low. Therefore, a high peak flux of excitation photons is typically required, usually generated by femtosecond pulsed laser. The purpose of employing the two-photon effect is that the axial spread of the point spread function is substantially lower than for single-photon excitation. As a result, the extent along the z dimension is improved, allowing for thin optical sections to be cut. In addition, in many interesting cases the shape of the spot and its size can be designed to realize specific desired goals. [6] The longer wavelength, lower energy (typically infrared) excitation lasers of multiphoton microscopes are well-suited to use in imaging live cells as they cause less damage than the short-wavelength lasers typically used for single-photon excitation, so cells may be observed for longer periods with fewer toxic effects.

The most commonly used fluorophores have excitation spectra in the 400–500 nm range, whereas the laser used to excite the two-photon fluorescence lies in the

700–1000 nm (infrared) range produced by Ti-sapphire lasers. If the fluorophore absorbs two infrared photons simultaneously, it will absorb enough energy to be raised into the excited state. The fluorophore will then emit a single photon with a wavelength that depends on the type of fluorophore used (typically in the visible spectrum). Because two photons are absorbed during the excitation of the fluorophore, the probability for fluorescent emission from the fluorophores increases quadratically with the excitation intensity. Therefore, much more two-photon fluorescence is generated where the laser beam is tightly focused than where it is more diffuse. Effectively, excitation is restricted to the tiny focal volume (

1 femtoliter), resulting in a high degree of rejection of out-of-focus objects. هذه localization of excitation is the key advantage compared to single-photon excitation microscopes, which need to employ elements such as pinholes to reject out-of-focus fluorescence. The fluorescence from the sample is then collected by a high-sensitivity detector, such as a photomultiplier tube. This observed light intensity becomes one pixel in the eventual image the focal point is scanned throughout a desired region of the sample to form all the pixels of the image.

Two-photon microscopy was pioneered and patented by Winfried Denk and James Strickler in the lab of Watt W. Webb at Cornell University in 1990. They combined the idea of two-photon absorption with the use of a laser scanner. [7] [8] In two-photon excitation microscopy an infrared laser beam is focused through an objective lens. The Ti-sapphire laser normally used has a pulse width of approximately 100 femtoseconds (fs) and a repetition rate of about 80 MHz, allowing the high photon density and flux required for two photons absorption and is tunable across a wide range of wavelengths. Mode-locked Yb-doped fiber lasers with 325 fs pulses have also been employed for collagen imaging, demonstrating a penetration depth of beyond 320 μm in collagen, which is considerably superior to depths of 250 to 300 μm achievable when coupled to a conventional Ti-sapphire excitation laser.

The use of infrared light to excite fluorophores in light-scattering tissue has added benefits. [9] Longer wavelengths are scattered to a lesser degree than shorter ones, which is a benefit to high-resolution imaging. In addition, these lower-energy photons are less likely to cause damage outside the focal volume. Compared to a confocal microscope, photon detection is much more effective since even scattered photons contribute to the usable signal. These benefits for imaging in scattering tissues were only recognized several years after the invention of two-photon excitation microscopy. [10]

There are several caveats to using two-photon microscopy: The pulsed lasers needed for two-photon excitation are much more expensive than the continuous wave (CW) lasers used in confocal microscopy. The two-photon absorption spectrum of a molecule may vary significantly from its one-photon counterpart. For very thin objects such as isolated cells, single-photon (confocal) microscopes can produce images with higher optical resolution due to their shorter excitation wavelengths. In scattering tissue, on the other hand, the superior optical sectioning and light detection capabilities of the two-photon microscope result in better performance.

Main Edit

Two-photon microscopy has been involved with numerous fields including: physiology, neurobiology, embryology and tissue engineering. Even thin, nearly transparent tissues (such as skin cells) have been visualized with clear detail due to this technique. [11] Two-photon microscopy's high speed imaging capabilities may also be utilized in noninvasive optical biopsy. [12] In cell biology, two-photon microscopy has been aptly used for producing localized chemical reactions. [ التوضيح المطلوب ] [10] Using two-photon fluorescence and second-harmonic generation–based microscopy, it was shown that organic porphyrin-type molecules can have different transition dipole moments for two-photon fluorescence and second harmonic generation, [13] which are otherwise thought to occur from the same transition dipole moment. [14] Non-degenerative two-photon excitation, or using 2 photons of unequal wavelengths, was shown to increase the fluorescence of all tested small molecules and fluorescent proteins. [15]

Cancer research Edit

2PEF was also proven to be very valuable for characterizing skin cancer. [16] It had also been shown to reveal tumor cell arrest, tumor cell-platelet interaction, tumor cell-leukocyte interaction and metastatic colonization processes. [17]

Neurosciences Edit

2PEF and 3PEF are used to characterize intact neural tissues. [18]

Brain in-vivo imaging Edit

Multiphoton fluorescence (2PEF and 3PEF) is a useful mean of imaging the brain in-vivo. [19]

Through the (shaved) skull imaging of capillaries and RBCs is published at mice, suggesting greater depth and high resolution from further away than microscopy applications. This is at the paper, "In vivo Two-Photon Imaging Reveals Acute Cerebral Vascular Spasm and Microthrombosis After Mild Traumatic Brain Injury in Mice"

Simultaneous absorption of three or more photons is also possible, allowing for higher multiphoton excitation microscopy. [20] The so-called "three photons excited fluorecence microscopy" (3PEF) is the most used technique after 2PEF, to which it is complementary.

In general, all commonly used fluorescent proteins (CFP, GFP, YFP, RFP) and dyes can be excited in two-photon mode. Two-photon excitation spectra are often considerably broader, making it more difficult to excite fluorophores selectively by switching excitation wavelengths. There are several online databases of two-photon spectra, available from Cornell University[1] and the National Institute of Chemical Physics and Biophysics in Estonia. [21]

Several green, red and NIR emitting dyes (probes and reactive labels) with extremely high 2-photon absorption cross-sections have been reported. [22] Due to the donor-acceptor-donor type structure, squaraine dyes such as Seta-670, Seta-700 و Seta-660 exhibit very high 2-photon absorption (2PA) efficiencies in comparison to other dyes, [22] [23] [24] SeTau-647 و SeTau-665, a new type of squaraine-rotaxane, exhibit extremely high two-photon action cross-sections of up to 10,000 GM in the near IR region, unsurpassed by any other class of organic dyes. [22]


Compound Microscopes

Stock your classroom with compound microscopes from Carolina Biological Supply Company.  Whether you’re searching for digital or traditional optical microscopes, compound microscopes or stereomicroscopes, corded or cordless, we provide affordable and durable options. Our microscope buying guide will help you chose the options that are right for you.  Our goal is to equip your students for success with products that will support the education of your students. 

The scopes we offer have been tested and reviewed to ensure that you receive a quality product. Our technical support will help you quickly solve any problems that arise. ਌hoose from brand name scopes such as Wolfe, Swift, or Leica and enjoy the countless hours of studying organisms and prepared slides!

احصل على نصائح المعلم وعروض حصرية

قم بالتسجيل لتلقي نصائح مفيدة للمعلمين وخصومات حصرية ، تبدأ بخصم 25 دولارًا على طلبك التالي.


المجاهر الإلكترونية

يضيء المجهر الإلكتروني (EM) كائنًا (أو عينة) عن طريق توجيه حزمة من الإلكترونات عليه ، مما ينتج عنه صورة مكبرة للعينة. تتمتع المجاهر الإلكترونية بقوة تكبير أكبر من المجاهر الضوئية بسبب استخدام إلكترونات ذات أطوال موجية أقصر. إنها تسمح بتكبير يصل إلى مليون ضعف حجم العينة بينما يمكن أن تحقق المجاهر الضوئية تكبيرًا لا يزيد عن 1000x. هناك أنواع مختلفة من المجاهر الإلكترونية ، بما في ذلك المجهر الإلكتروني الانعكاسي (REM) ، ومجهر المسح الإلكتروني (SEM) ، والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM) ، والمجهر الإلكتروني المنخفض الجهد (LVEM) ، والمجهر الإلكتروني النافذ (STEM).

قد تتطلب العينات التي سيتم عرضها تحت المجهر الإلكتروني معالجة مسبقة للحصول على أفضل النتائج. التثبيت الكيميائي ، التثبيت بالتبريد ، الجفاف ، التقسيم ، التلوين ، وحزمة الأيونات هي بعض التقنيات المستخدمة في العينات قبل تكبيرها. تستخدم المجاهر الإلكترونية في مختلف فروع علم الأحياء وعلوم الحياة ، بما في ذلك التشخيص وعلم الأحياء القري وعلم السموم وتحليل الجسيمات وتصوير الأنسجة ثلاثي الأبعاد وعلم الفيروسات.


Field of View (FOV)

In a microscope, we ordinarily observe things within a circular space (or field) as defined by the lenses. We refer to this observable area as the field of view (FOV) . Understanding the size of the FOV is important because actual sizes of object can be calculated using the Magnification of the lenses.

FOV can be described as the area of a circle:

منطقة = π r 2

What are the effects of magnification on FOV?

In image 1, we can see a model of DNA on a table with a water bottle and a large area of the room. Image 2 displays less of the room in the background but the DNA model is larger in appearance because the magnification is greater. In image 3, we no longer see evidence of a door and the DNA model is much larger than before. In image 4, we no longer see the table the model and water bottle rest upon. While the last image is largest, we see less of the surrounding objects. We have higher magnification at the cost of field of view. FOV is inversely related to the magnification level.

Field of View Calculation

  1. Examine a ruler under scanning magnification
    • Measure the diameter in mm
    • diameter= _________________
    • radius= ____________________
    • Calculate the field of view at this magnification= __________________
  2. Examine a ruler under low magnification (10x)
    • Measure the diameter in mm
    • diameter= _________________
    • radius= ____________________
    • Calculate the field of view at this magnification= ____________________
  3. What is the relationship in the between the magnification and field of view?
  4. What is the proportion of change in field of view when doubling the magnification?

The Letter “e”

  1. Orient a slide with the Letter “e” so that it is read as an “e” without magnification. complete this picture of the slide of the letter “e” with the label on the left side of the slide.
  2. Draw the “e” at scanning, low and high magnification
  3. Is the image under the microscope different from what you expected to see?
  4. Explain how the microscope terms you learned apply to each one of the images?
    1. Field of vision:
    2. Inversion:
    3. Magnification:
    4. Par focal:
    5. Resolution:
    6. Working distance :

    At the spatiotemporal overlapping between the two pulses, the coupling between the visible and electron pulses take place. The signature of the electron-phot.

    A stage micrometer is essentially a ruler that is mounted to the microscope slide that does have units (millimeter or micrometer). When calibrating, the stag.

    The magnification of the specimen occurred due to the multiple biconvex lenses within the light microscope. As the light is passed through the thin specimen.

    An electron vacancy is created and is further filled by an electron from the higher shell and thus an X-ray is emitted to balance the difference in energy be.

    Introduction The microscope is an optical instrument that produces large images of small objects that cannot be observed by the human naked eye. There are tw.

    During the microscope lab, my partner and I learned how to properly use a microscope, calculate the field of view, and view and prepare slides. Microscopes a.

    To start these procedures a person will do a test using Colony PCR. This will be done by touching a toothpick to a selected colony and swirling with the matc.

    This step allows the sample to flow back across the matrix screen and gives a second chance for the conjugate/antigen to bind with the antibody. Pick either .

    To examine the results from the DRP1 gene inhibition, the cells had to be injected with mito-GFP. Mito-GFP is a green fluoresces gene from jellyfish. The GFP.

    In the four-week long experiment conducted in the Bio 13 Lab, we were able to conduct a genetic analysis of the yeast S. cerevisiae, particularly investigati.


    5 Different Types of Microscopes:

    1. Stereo Microscope
    2. Compound Microscope
    3. Inverted Microscope
    4. Metallurgical Microscope
    5. Polarizing Microscope

    Stereo Microscopes

    Stereo microscopes are used to look at a variety of samples that you would be able to hold in your hand. A stereo microscope provides a 3D image or "stereo" image and typically will provide magnification between 10x - 40x. The stereo microscope is used in manufacturing, quality control, coin collecting, science, for high school dissection projects, and botany. A stereo microscope typically provides both transmitted and reflected illumination and can be used to view a sample that will not allow light to pass through it.

    The following are samples often viewed under a stereo microscope: coins, flowers, insects, plastic or metal parts, printed circuit boards, fabric weaves, frog anatomy, and wires.

    This image of a penny was captured under the a coin collecting stereo zoom microscope at 20x magnification.

    Compound Microscopes

    A compound microscope may also be referred to as a biological microscope. Compound microscopes are used in laboratories, schools, wastewater treatment plants, veterinary offices, and for histology and pathology. The samples viewed under a compound microscope must be prepared on a microscope slide using a cover slip to flatten the sample. Students will often view prepared slides under the microscope to save time by eliminating the slide preparation process.

    The compound microscope can be used to view a variety of samples, some of which include: blood cells, cheek cells, parasites, bacteria, algae, tissue, and thin sections of organs. Compound microscopes are used to view samples that can not be seen with the naked eye. The magnification of a compound microscope is most commonly 40x, 100x, 400x, and sometimes 1000x. Microscopes that advertise magnification above 1000x should not be purchased as they are offering empty magnification with low resolution.

    This image of mushroom spores was captured under a compound biological microscope at 400x magnification.

    Inverted Microscopes

    Inverted microscopes are available as biological inverted microscopes or metallurgical inverted microscopes. Biological inverted microscopes provide magnification of 40x, 100x and sometimes 200x and 400x. These biological inverted microscopes are used to view living samples that are in a petri dish. An inverted microscope allows the user to place the petri dish on a flat stage, with the objective lenses housed beneath the stage. Inverted microscopes are used for in-vitro fertilization, live cell imaging, developmental biology, cell biology, neuroscience, and microbiology. Inverted microscopes are often used in research to analyze and study tissues and cells, and in particular living cells.

    Metallurgical inverted microscopes are used to examine large parts at high magnification for fractures or faults. They are similar to biological inverted microscope in the magnification provided, but one primary difference is that the samples are not placed in a petri dish, but rather a smooth side of the sample must be prepared so it can lay flat on the stage. This smooth sample is polished and is sometimes referred to as a puck.

    Metallurgical Microscopes

    Metallurgical microscopes are high power microscopes designed to view samples that do not allow light to pass through them. Reflected light shines down through the objective lenses providing magnification of 50x, 100x, 200x, and sometimes 500x. Metallurgical microscopes are utilized to examine micron level cracks in metals, very thin layers of coatings such as paint, and grain sizing.

    Metallurgical microscopes are utilized in the aerospace industry, the automobile manufacturing industry, and by companies analyzing metallic structures, composites, glass, wood, ceramics, polymers, and liquid crystals.

    This image of a piece of metal with scratches on it was captured under a metallurgical microscope at 100x magnification.

    Polarizing Microscopes

    Polarizing microscopes use polarized light along with transmitted and, or reflected illumination to examine chemicals, rocks, and minerals. Polarizing microscopes are utilized by geologists, petrologists, chemists, and the pharmaceutical industry on a daily basis.

    All polarizing microscopes have both a polarizer and an analyzer. The polarizer will only allow certain light waves to pass through it. The analyzer determines the amount of light and direction of light that will illuminate the sample. The polarizer basically focuses different wavelengths of light onto a single plane. This function makes the microscope perfect for viewing birefringent materials.

    This is Vitamin C captured under a polarizing microscope at 200x magnification.

    If you are unsure which type of microscope might be best for your application, contact Microscope World.


    شاهد الفيديو: Travel Deep Inside a Leaf - Annotated Version. California Academy of Sciences (قد 2022).


تعليقات:

  1. Thorn

    إنها ببساطة فكرة ممتازة

  2. Sanersone

    في رأيي ، يتم ارتكاب الأخطاء. نحن بحاجة إلى مناقشة. اكتب لي في PM ، إنه يتحدث إليك.

  3. Colbey

    يوافق ، إنه البديل الممتاز



اكتب رسالة