معلومة

3.1: مقدمة في المجهر - علم الأحياء

3.1: مقدمة في المجهر - 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.

نتائج التعلم

  • مراجعة مبادئ المجهر الضوئي وتحديد الأجزاء الرئيسية للميكروسكوب.
  • تعرف على كيفية استخدام المجهر لعرض شرائح من عدة أنواع مختلفة من الخلايا ، بما في ذلك استخدام عدسة الغمر بالزيت لعرض الخلايا البكتيرية.

الفحص المجهري المبكر

تم تطوير أول مجهر في عام 1590 بواسطة مطاحن العدسات الهولنديين هانز وزاكرياس يانسن. في عام 1667 ، وصف روبرت هوك المظهر المجهري للفلين واستخدم مصطلح الخلية لوصف الأجزاء التي لاحظها. كان أنطون فان ليوينهوك أول شخص راقب الخلايا الحية تحت المجهر عام 1675 ، حيث وصف أنواعًا عديدة من الخلايا ، بما في ذلك البكتيريا. ومنذ ذلك الحين ، تم تطوير نطاقات أكثر تطوراً وقوة تسمح بتكبير أعلى وصور أوضح.

يتم استخدام الفحص المجهري من قبل العلماء والمتخصصين في الرعاية الصحية لأغراض عديدة ، بما في ذلك تشخيص الأمراض المعدية وتحديدها الكائنات الدقيقة (الكائنات المجهرية) في العينات البيئية (بما في ذلك الغذاء والماء) ، وتحديد تأثير الميكروبات الممرضة (المسببة للأمراض) على الخلايا البشرية. سيُطلعك هذا التمرين على المجاهر التي سنستخدمها للنظر في أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة طوال الفصل الدراسي.

المجهر الضوئي

ماذا يعني أن تكون مجهريًا؟ يقال أن الأشياء مجهرية عندما تكون صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة - يجب تكبيرها (تكبيرها) حتى تتمكن العين البشرية من رؤيتها. يتضمن ذلك الخلايا البشرية والعديد من أنواع الخلايا الأخرى التي ستدرسها في هذا الفصل. يستخدم المجهر الذي ستستخدمه الضوء المرئي ومجموعتين من العدسات لإنتاج صورة مكبرة. سيعتمد التكبير الكلي على العدسة الموضوعية التي تستخدمها - أعلى نسبة تكبير ممكنة على هذه المجاهر هي عادةً 1000X - مما يعني أن الكائنات تظهر أكبر بمقدار 1000 مرة مما هي عليه في الواقع.

الدقة مقابل التكبير

تكبير يشير إلى عملية جعل كائن يبدو أكبر مما هو عليه ؛ بينما الدقة هي القدرة على رؤية الأشياء بوضوح بما يكفي لتمييز كائنين مختلفين عن بعضهما البعض. على الرغم من أنه من الممكن التكبير فوق 1000X ، إلا أن التكبير الأعلى سيؤدي إلى صورة ضبابية. (فكر في تكبير صورة رقمية أبعد من النقطة التي يمكنك من خلالها رؤية الصورة بوضوح). هذا بسبب قيود الضوء المرئي (لا يمكن حل التفاصيل الأصغر من الطول الموجي للضوء المستخدم).

يبلغ حد دقة العين البشرية حوالي 0.1 مم ، أو 100 ميكرون (انظر الجدول 1 للمراجعة المترية). لا يمكن رؤية الأشياء الأصغر من ذلك بوضوح بدون تكبير. نظرًا لأن معظم الخلايا أصغر بكثير من 100 ميكرون ، فنحن بحاجة إلى استخدام المجاهر لرؤيتها.

ال الحد من دقة مجهر ضوء المجال الساطع القياسي، ويسمى أيضًا حل قوة، هو ~ 0.2 ميكرومتر ، أو 200 نانومتر. يستخدم علماء الأحياء عادة المجاهر لعرض جميع أنواع الخلايا ، بما في ذلك الخلايا النباتية والخلايا الحيوانية والأوليات والطحالب والفطريات والبكتيريا. يمكن أيضًا رؤية النواة والبلاستيدات الخضراء للخلايا حقيقية النواة - لكن العضيات والفيروسات الأصغر تتعدى حدود دقة المجهر الضوئي (انظر الشكل 1).

الدقة هي قدرة العدسات على التمييز بين كائنين متجاورين على أنهما متميزان ومنفصلان.

المجهر الضوئي المركب لديه دقة قصوى تبلغ 0.2 ميكرومتر ، وهذا يعني أنه يمكنه التمييز بين نقطتين ≥ 0.2 ميكرومتر ، وأي كائنات أقرب من 0.2 ميكرومتر سيتم اعتبارها كائنًا واحدًا. توفر الأطوال الموجية الأقصر للضوء دقة أكبر. هذا هو السبب في أننا غالبًا ما يكون لدينا مرشح أزرق فوق مصدر الضوء لدينا في المجهر ، فهو يساعد على زيادة الدقة نظرًا لأن طول الموجة هو الأقصر في طيف الضوء المرئي. بدون الدقة ، بغض النظر عن مقدار تكبير الصورة ، يتم إصلاح مقدار التفاصيل التي يمكن ملاحظتها ، وبغض النظر عن مقدار زيادة حجم الصورة ، فلا يمكن رؤية المزيد من التفاصيل. في هذه المرحلة ، ستكون قد وصلت إلى حد الدقة أو القدرة التحليلية للعدسة. يتم إصلاح خاصية العدسة من خلال تصميم العدسة وبنيتها. لتغيير الدقة ، غالبًا ما تكون العدسة المختلفة هي الحل الوحيد.

الجدول 1: الوحدات المترية شائعة الاستخدام في علم الأحياء الدقيقة
الوحدة الأساسية لقياس الطول في النظام المتري هي المتر.
يوجد 1000 ملم في المتر الواحد. 1 مم = 10-3 متر.
يوجد 1000 ميكرومتر (ميكرون أو ميكرومتر) في المليمتر الواحد. 1 ميكرومتر = 10-6 متر.
هناك 1000 نانومتر في ميكرومتر واحد. 1 نانومتر = 10-9 متر.

يعد المجهر أحد أعظم أدوات عالم الأحياء الدقيقة. انها تسمح لتصور الجسيمات الصغيرة ، بما في ذلك الميكروبات ، والتي بشكل فردي صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين البشرية. بمساعدة الإضاءة المناسبة ، يمكن للمجهر تكبير العينة وحل التفاصيل الدقيقة بصريًا. ستتضمن هذه المقدمة إلى الفحص المجهري شرحًا لميزات وتعديلات المركب مجهر ضوء برايتفيلد، الذي يكبر الصور باستخدام نظام العدستين.

قبل قراءة المناقشة التالية لنظرية المجهر ، يرجى التعرف على أسماء أجزاء المجهر الموضحة في الشكل 2 ووظيفتها.

1. العدسة العينية / العدسة العينية: العدسة التي يحدث فيها التكبير النهائي. غالبًا ما يكون التكبير بمقدار 10 أضعاف ، ولكن يمكن أن يكون مختلفًا.

2. قطعة أنف دوارة: يحمل عدسات موضوعية متعددة في مكانها. يمكن أن تدور قاعدة قطعة الأنف ، مما يسمح بتدوير كل عدسة في محاذاة العدسة العينية.

3. العدسات الموضوعية: يحدث التكبير الأولي لعينتك هنا. تحتوي معظم مجاهر الضوء الساطع على 3 عدسات موضوعية مثبتة في قاعدة قطعة الأنف.

4. مقبض تركيز خشن: أكبر من المقبضين ، يتحرك مقبض الضبط الخشن المسرح لأعلى أو لأسفل لتركيز العينة. إنه حساس للغاية ، حتى الدوران الجزئي الصغير لهذا المقبض يمكن أن يؤدي إلى تغيير كبير في الحركة الرأسية للمرحلة. استخدم التركيز الخشن فقط في البداية مع وضع الأهداف ذات الطاقة المنخفضة 4X و 10x في مكانها. إذا كنت تستخدمه مع الأهداف ذات الطاقة العالية ، فقد يؤدي ذلك إلى إتلاف الهدف إذا تحطمت العدسة من خلال شريحة العينة الزجاجية.

5. بخير مقبض التركيز: أصغر من المقبضين ، مقبض الضبط الدقيق يجلب العينة إلى التركيز البؤري الحاد تحت طاقة منخفضة ويستخدم لجميع عمليات التركيز عند استخدام العدسات عالية الطاقة مثل عدسة الغمر بالزيت 100x.

6/9. المرحلة والمرحلة الميكانيكية: يُطلق على السطح الأفقي الذي تضع فيه عينة الشريحة اسم المرحلة. يتم تثبيت الشريحة في مكانها بواسطة مقاطع محملة بنابض وتحريكها حول المرحلة عن طريق تدوير المقابض المسننة الموجودة على مسرح ميكانيكي. تحتوي المرحلة الميكانيكية على مقياسين متعامدين يمكن استخدامهما لتسجيل موضع كائن ما على شريحة ، مما يفيد في نقل كائن ما بسرعة.

7. المنور: يحتوي على مصدر الضوء ، وهو مصباح مصنوع إما من لمبة التنجستن الهالوجين المتوهجة أو LED. يوجد عادةً مفتاح لتشغيل / إيقاف تشغيل أو ملف مقاومة متغيرة يقع على الجانب الذي يمكنك استخدامه لضبط سطوع الضوء.

8. الحجاب الحاجز والمكثف: يتحكم الحجاب الحاجز في كمية الضوء المار من المصباح عبر الجزء السفلي من الشريحة ، وهناك رافعة صغيرة تستخدم لتحقيق الإضاءة المثلى. المكثف هو نظام عدسات يركز الضوء المنبعث من الإنارة على الأشياء الموجودة على الشريحة.

الشكل 2: مجهر ضوء برايت فيلد المستخدم في معمل ميكروبيولوجي (لومين)

النظام البصري. يتكون النظام البصري للميكروسكوب المركب من نظامين للعدسة: أحدهما موجود في العدسة (العدسات) الموضوعية (الشكل 2 ، الجزء 3) ؛ الآخر في العين (العدسة) (الشكل 2 جزء 1). تم العثور على نظام العدسة الموضوعية مرفقًا بفتحة أنف دوارة (الشكل 2 ، الجزء 2). عادة ما يحتوي المجهر على ثلاثة أو أربعة أهداف تختلف في تكبيرها وقوة حلها. تكبير هي الزيادة الواضحة في حجم الجسم. قدرة الميز هو المصطلح المستخدم للإشارة إلى القدرة على التمييز بين شيئين منفصلين. المثال الأكثر شيوعًا على تحليل القدرة هو المصابيح الأمامية للسيارة في الليل: على مسافة بعيدة ، تظهر المصابيح الأمامية كضوء واحد ؛ مع اقتراب السيارة ، يصبح الضوء مستطيلًا ، ثم على شكل قضيب ، ويصبح أخيرًا تم الحل إلى مصباحين منفصلين. كل من الدقة والتكبير ضروريان في الفحص المجهري لإعطاء كائن أكبر على ما يبدو ومفصل بدقة لعرضه.

انظر إلى النقوش الموجودة على العدسات الموضوعية ولاحظ كلاً من التكبير (على سبيل المثال: 10X ، 40X ، 100X) والدقة المعطاة كـ NA = الفتحة الرقمية ، والتي يمكن من خلالها حساب حد الدقة:

حد القرار = الطول الموجي

2 × فتحة عددية

عند الطول الموجي 550 نانومتر (0.55 ميكرومتر) ، تمتلك العدسة الشيئية 100X ذات NA 1.25 قوة حل تبلغ 0.22 ميكرومتر. الضوء المرئي له طول موجي من حوالي 400-750 نانومتر (نانومتر). نظرًا لأن حد الدقة ينخفض ​​عند الأطوال الموجية الأقصر ، يتم عادةً تزويد المجاهر بمرشح أزرق. تفصل قوة حل العدسة تفاصيل العينة ، ويزيد التكبير من الحجم الظاهر لهذه التفاصيل بحيث تكون مرئية للعين البشرية. بدون الدقة والتكبير ، لن ترى شيئًا (دقة جيدة ، بدون تكبير) أو تمويه كبير (دقة ضعيفة ، تكبير جيد).

ينتج نظام العدسة الموضوعية صورة للعينة ، والتي يتم تكبيرها بعد ذلك بواسطة العدسة العينية (العدسة العينية). تكبير هذه العدسة محفور على العين. يتم تحديد التكبير الكلي للمجهر من خلال الجمع بين تكبير العدسة الشيئية وعدسة العين المستخدمة ، أي:

التكبير الكلي = عدسة موضوعية X عدسة عينية (عينية)

على سبيل المثال ، مع عدسة موضوعية 10x و 10x للعين ، يكون التكبير الكلي للمجهر 100X. إذا تم تغيير العدسة الموضوعية إلى هدف 20X ، فإن التكبير الكلي الآن هو 200X ، بينما إذا تم استخدام هدف 10x مع عدسة بصرية 12.5X ، فإن التكبير الكلي هو الآن 125X. يسمح استخدام العدسات الموضوعية والعينية بتكبيرات مختلفة بمرونة أكبر عند استخدام المجهر المركب. نظرًا لحجم معظم البكتيريا (يتراوح على نطاق واسع من ~ 1 ميكرومتر إلى أكثر من 100 ميكرومتر) ، فإننا نطلب عمومًا استخدام 100x عدسة الغمر الزيت مع عدسة بصرية 10x لعرض البكتيريا في مجهر ضوئي قياسي.

نظام الإضاءة. لا يمكن لأنظمة العدسة الموضوعية والعينية أن تؤدي أداءً جيدًا إلا في ظل ظروف الإضاءة المثلى. لتحقيق هذه الشروط ، يجب أن يتركز الضوء من مصدر الضوء (المصباح) على العينة. (في معظم المجاهر غير المكلفة ، تقوم الشركة المصنعة بضبط هذا التمركز. في المجاهر الأكثر تنوعًا ، يصبح التمركز أكثر أهمية وهو وظيفة يؤديها المشغل.) تركز أشعة الضوء المتوازية من مصدر الضوء على العينة بواسطة نظام العدسة المكثف (انظر الشكل 2) يمكن أن يتحرك المكثف لأعلى ولأسفل للتأثير على هذا التركيز. أخيرًا ، يتم ضبط كمية الضوء التي تدخل إلى نظام عدسة المكثف باستخدام الحجاب الحاجز المكثف. من الأهمية بمكان أن تكون كمية الضوء مناسبة لحجم العدسة الشيئية التي تستقبل الضوء. يعد هذا أمرًا مهمًا لإعطاء إضاءة كافية ، مع تقليل التوهج الناتج عن الضوء الشارد ، والذي قد يؤدي إلى تقليل تفاصيل الصورة. كلما زاد تكبير العدسة وقوة حلها ، زادت الحاجة إلى مزيد من الضوء لعرض العينة.

العدسات الموضوعية المستخدمة لمراقبة الأشياء الصغيرة جدًا مثل البكتيريا دائمًا ما تكون عدسات الغمر بالزيت. باستخدام عدسة الغمر بالزيت ، يتم وضع قطرة زيت بين العينة والعدسة الموضوعية بحيث يمر ضوء الصورة عبر الزيت. بدون الزيت ، سيكون الضوء الذي يمر عبر شريحة المجهر الزجاجي والعينة منكسر (عازمة) عندما دخلت الهواء بين الشريحة والعدسة الشيئية. قد يظل هذا الضوء المنكسر قادرًا على المساهمة في صورة العينة إذا كانت العدسة الموضوعية كبيرة. ومع ذلك ، عند التكبير الأعلى ، تكون العدسة الشيئية صغيرة ، لذا فهي غير قادرة على التقاط هذا الضوء. يؤدي فقدان هذا الضوء إلى فقدان تفاصيل الصورة. لذلك ، في حالات التكبير الأعلى ، يتم تعديل المنطقة الواقعة بين الشريحة والعدسة لتكون لها نفس (أو تقريبًا نفس) صفات الانكسار (معامل الانكسار) مثل الزجاج والعينة بإضافة زيت الغمر. شاهد فيديو NC BioNetwork (https://youtu.be/-0EvnroWpVc) حول الغمر بالزيت. لمزيد من المعلومات ، اقرأ هذه المقالة (https://www.microscopeworld.com/t-us...rsion_oil.aspx).

لاستخدام عدسة الغمر بالزيت ، ضع قطرة من الزيت أعلى العينة المجففة على الشريحة وقم بتركيز المجهر بعناية بحيث يتم غمر العدسة الشيئية في الزيت. أي عدسة تتطلب الزيت يتم تمييزها "بالزيت" أو "الغمر بالزيت". على العكس من ذلك ، يجب أن تكون أي عدسة لم يتم وضع علامة عليها "زيت" لا تكون يستخدم مع الزيت وهو غير محكم بشكل عام ضد تسرب الزيت إلى الهدف وإفساده.

شاهد هذا الفيديو حول كيفية استخدام المجهر ، الذي تم تصويره في معامل NC State Microbiology:

الشروط الاساسية

الكائنات الحية الدقيقة ، التكبير ، الدقة ، مسافة العمل ، البؤرة ، البؤرة ، بدائية النواة ، حقيقية النواة ، العصوية ، العصوية ، اللولبية ، اللولبية ، التشكل ، الترتيبات البكتيرية ، عمق المجال ، مجال الرؤية ، التصنيف التصنيفي

مراجع:

  • بمساهمة جوان بيترسن وسوزان ماكلولي: أستاذان مشاركان (العلوم البيولوجية والجيولوجيا) في كلية المجتمع كوينزبورو
  • تعلم التجويف: الشكل 3: مجهر برايتفيلد الضوئي https://courses.lumenlearning.com/mi...of-microscopy/

3.1: مقدمة في المجهر - علم الأحياء

المجاهر هي أدوات مصممة لإنتاج صور بصرية أو فوتوغرافية مكبرة لأشياء صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. يجب أن ينجز المجهر ثلاث مهام: إنتاج صورة مكبرة للعينة ، وفصل التفاصيل في الصورة ، وجعل التفاصيل مرئية للعين البشرية أو الكاميرا. لا تشتمل هذه المجموعة من الأدوات على تصميمات متعددة العدسات (مجاهر مركبة) ذات أهداف ومكثفات فحسب ، بل تشمل أيضًا أدوات عدسة مفردة بسيطة جدًا غالبًا ما تكون محمولة باليد ، مثل العدسة المكبرة أو العدسة المكبرة.

المجهر الموضح في الشكل 1 عبارة عن مجهر مركب بسيط اخترعه عالم الميكروسكوب البريطاني روبرت هوك في وقت ما في ستينيات القرن السادس عشر. يحتوي هذا المجهر المصمم بشكل جميل على عدسة موضوعية بالقرب من العينة ويتم تركيزه عن طريق قلب جسم المجهر لتحريك الهدف بالقرب من العينة أو بعيدًا عنها. يتم إدخال عدسة عينية في الجزء العلوي من المجهر ، وفي كثير من الحالات ، توجد "عدسة مجال" داخلية داخل البرميل لزيادة حجم مجال الرؤية. يضيء المجهر في الشكل 1 من خلال مصباح الزيت وخزان كروي مملوء بالماء ، كما هو موضح في الشكل 1. ينتشر الضوء من المصباح عندما يمر عبر الخزان ثم يتم تركيزه على العينة بعدسة متصلة بالخزان . عانى هذا المجهر المبكر من انحراف لوني (وكروي) ، وكانت جميع الصور المعروضة في الضوء الأبيض تحتوي على "هالات" كانت إما زرقاء أو حمراء اللون.

نظرًا لأن العديد من مستخدمي المجهر يعتمدون على الملاحظة المباشرة ، فمن المهم فهم العلاقة بين المجهر والعين. أعيننا قادرة على تمييز اللون في الجزء المرئي من الطيف: من البنفسجي إلى الأزرق إلى الأخضر إلى الأصفر إلى البرتقالي إلى الأحمر ، لا تستطيع العين رؤية الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء. تستطيع العين أيضًا الشعور بالاختلافات في السطوع أو الشدة التي تتراوح من الأسود إلى الأبيض وجميع الظلال الرمادية بينهما. وبالتالي ، لكي ترى الصورة بالعين ، يجب تقديم الصورة للعين بألوان الطيف المرئي و / أو بدرجات متفاوتة من شدة الضوء. إن مستقبلات العين في شبكية العين المستخدمة لاستشعار اللون هي الخلايا المخروطية ، وهي الخلايا العصوية لتمييز مستويات الشدة ، وليس اللون. تقع هذه الخلايا في شبكية العين في الجزء الخلفي من داخل العين. الجزء الأمامي من العين (انظر الشكل 2) ، بما في ذلك القزحية ، والقرنية المنحنية ، والعدسة هي على التوالي آليات قبول الضوء وتركيزه على الشبكية.

لكي تظهر الصورة بوضوح ، يجب أن تنتشر على شبكية العين بزاوية بصرية كافية. ما لم يسقط الضوء على صفوف غير متجاورة من خلايا شبكية العين (وظيفة تكبير وانتشار الصورة) ، فإننا غير قادرين على تمييز التفاصيل القريبة على أنها منفصلة (تم حلها). علاوة على ذلك ، يجب أن يكون هناك تباين كاف بين التفاصيل المتجاورة و / أو الخلفية لجعل الصورة المكبرة والمحلولة مرئية.

دروس جافا التفاعلية
يشير مواءمة العين البشرية إلى الفعل الفسيولوجي لضبط عناصر العدسة البلورية لتغيير قوة الانكسار وجلب الأشياء القريبة من العين إلى تركيز حاد. يستكشف هذا البرنامج التعليمي التغييرات في بنية العدسة حيث يتم نقل الكائنات فيما يتعلق بالعين.

بسبب القدرة المحدودة لعدسة العين على تغيير شكلها ، فإن الأشياء التي يتم تقريبها من العين لا يمكن أن تجعل صورها تركز على شبكية العين. مسافة المشاهدة التقليدية المقبولة هي 10 بوصات أو 25 سم.

منذ أكثر من خمسمائة عام ، تم تطوير مكبرات زجاجية بسيطة. كانت هذه عدسات محدبة (أكثر سمكًا في الوسط من المحيط). يمكن بعد ذلك تركيز العينة أو الكائن باستخدام المكبر الموضوع بين الكائن والعين. يمكن لهذه "المجاهر البسيطة" أن تنشر الصورة على شبكية العين عن طريق التكبير من خلال زيادة زاوية الرؤية على الشبكية.

وصل "المجهر البسيط" أو العدسة المكبرة إلى أعلى حالاته من الكمال ، في القرن السابع عشر الميلادي ، في عمل أنطون فون ليوينهوك الذي كان قادرًا على رؤية الحيوانات وحيدة الخلية (التي أطلق عليها اسم "الحيوانات") وحتى بعض البكتيريا الكبيرة ذات مجهر بسيط شبيه بالمجهر الموضح في الشكل 3. تظهر الصورة التي ينتجها هذا المكبر ، بالقرب من عين المشاهد ، كما لو كانت على نفس جانب العدسة مثل الجسم نفسه. تُعرف مثل هذه الصورة ، التي يُنظر إليها كما لو كانت على بعد عشر بوصات من العين ، بأنها صورة افتراضية ولا يمكن التقاطها على فيلم.

في بداية القرن السابع عشر الميلادي ، من خلال العمل المنسوب إلى الأخوين يانسن (انظر المجهر في الشكل 4) في هولندا وغاليليو في إيطاليا ، تم تطوير المجهر المركب. في أبسط أشكالها ، كانت تتألف من عدستين محدبتين مصطفتين في سلسلة: زجاج كائن (موضوعي) أقرب إلى الكائن أو العينة وعينة (بصرية) أقرب إلى عين المراقب (مع وسائل ضبط موضع العينة و عدسات المجهر). يحقق المجهر المركب تكبيرًا على مرحلتين. يعرض الهدف صورة مكبرة في أنبوب جسم المجهر وتزيد العدسة من الصورة المسقطة بواسطة الهدف.

تم إعاقة المجاهر المركبة التي تم تطويرها خلال القرنين السابع عشر والثامن عشر بسبب الزيغ البصري (اللوني والكروي) ، وهو عيب تفاقم بسبب استخدام العدسات المتعددة. كانت هذه المجاهر في الواقع أدنى من مجاهر العدسة المفردة في تلك الفترة بسبب هذه القطع الأثرية. غالبًا ما كانت الصور التي تم إنتاجها غير واضحة وتحتوي على هالات ملونة مرتبطة بالانحرافات اللونية التي لا تؤدي إلى تدهور جودة الصورة فحسب ، بل تعيق أيضًا الدقة. اكتشف صانعو العدسات في منتصف القرن الثامن عشر أنه من خلال الجمع بين عدستين مصنوعتين من الزجاج مع تشتت ألوان مختلف ، يمكن تقليل أو إزالة الكثير من الانحراف اللوني. تم استخدام هذا الاكتشاف لأول مرة في التلسكوبات ، التي تحتوي على عدسات أكبر بكثير من المجاهر. لم تكن العدسات المصححة لونيًا شائعة في المجاهر المركبة إلا في بداية القرن التاسع عشر الميلادي.

برنامج تعليمي تفاعلي
مسارات الضوء المجهرية المنقولة استكشاف المسارات الأساسية للضوء من خلال مجهر الضوء المرسل.

شهد القرنان الثامن عشر والتاسع عشر تحسنًا كبيرًا في الجودة الميكانيكية والبصرية للمجاهر المركبة. سمح التقدم في الأدوات الآلية بتصنيع أجزاء أكثر تعقيدًا ، وبحلول منتصف القرن التاسع عشر ، كان النحاس هو السبائك المفضلة لإنتاج مجاهر عالية الجودة. ازدهر عدد من مصنعي المجاهر البريطانية والألمانية خلال هذه الفترة الزمنية. اختلفت مجاهرهم بشكل كبير في التصميم وجودة الإنتاج ، لكن المبادئ العامة التي تحدد خصائصها البصرية ظلت ثابتة نسبيًا. تم تصنيع المجهر الموضح في الشكل 5 بواسطة Hugh Powell و Peter Lealand حوالي عام 1850. قدمت قاعدة الحامل ثلاثي القوائم دعمًا قويًا للميكروسكوب ، والذي يعتبره كثير من الناس الأكثر تقدمًا في هذه الفترة.

بحلول نهاية القرن التاسع عشر ، كانت هناك درجة عالية من المنافسة بين مصنعي المجاهر وأصبحت تكاليف تطوير وإنتاج المجاهر عاملاً مهمًا. النحاس ، المادة المفضلة لمصنعي المجاهر ، مكلف للغاية وكانت مهمة طويلة لآلة ، تلميع ، ورنيش أجسام مجهرية وأجزاء أخرى مصنوعة من هذا المعدن. لخفض النفقات ، بدأ مصنعو المجهر أولاً في طلاء الجزء الخارجي من جسم وحامل المجهر ، بالإضافة إلى المسرح والأجزاء الأخرى غير المتحركة.

خلال الربع الأول من القرن العشرين ، بدأ العديد من مصنعي المجاهر في استبدال الحديد الزهر بالنحاس في إطارات ومراحل مجهرية. كان الحديد أرخص بكثير ولا يمكن تمييزه عن النحاس عند الطلاء باللون الأسود. بدأوا أيضًا في طلاء العديد من المكونات النحاسية المهمة بالكهرباء مثل المقابض والبراميل الموضوعية وفتحات الأنف والعدسات وتجميعات المرحلة الميكانيكية (كما هو موضح في الشكل 6). لا تزال هذه المجاهر في أوائل القرن العشرين تشترك في فكرة تصميم مشتركة. كانت أحادية العين مع مرآة فرعية تم استخدامها مع مصباح خارجي لإلقاء الضوء على العينة. المجهر النموذجي لهذه الفترة هو مجهر مختبر زايس الموضح في الشكل 6. هذا النوع من المجهر وظيفي للغاية ولا يزال العديد منها قيد الاستخدام حتى اليوم.

تتجاوز المجاهر الحديثة بكثير مواصفات التصميم لتلك المصنوعة قبل منتصف القرن العشرين. تم تحسين تركيبات الزجاج بشكل كبير مما يسمح بتصحيح أكبر للانحراف البصري أكثر من أي وقت مضى ، كما أن طلاء العدسات الاصطناعية المضادة للوهج أصبح الآن متقدمًا للغاية. سمحت تكنولوجيا الدوائر المتكاملة للمصنعين بإنتاج مجاهر "ذكية" تدمج المعالجات الدقيقة في حامل المجهر. أصبح التصوير المجهري في أواخر القرن العشرين أسهل من أي وقت مضى مع الملحقات الإضافية التي تراقب شدة الضوء ، وتحسب التعريض الضوئي بناءً على سرعة الفيلم ، وتؤدي المهام المعقدة تلقائيًا مثل التصحيح والتعريض المتعدد والتصوير الفوتوغرافي بفاصل زمني.

برنامج تعليمي تفاعلي
تجميع المجهر اكتشف كيف يتم تجميع الأجزاء المختلفة في مجهر حديث باستخدام هذا البرنامج التعليمي.

المجهر الموضح في الشكل 7 عبارة عن مجهر بحث من شركة أوليمبوس بروفيس AX70. يمثل هذا المجهر أحدث تصميم متطور يشتمل على أجهزة إضاءة متعددة (أسقفية وخطية) ، وأجهزة تحليل ومستقطبات ، ومنشورات مدينة دبي للإنترنت ، ومرفقات مضان ، وقدرات تباين الطور. يعد نظام التصوير المجهري هو الأفضل من حيث التطور والأداء الذي يتميز بقياس البقعة والتحكم التلقائي في التعريض وتقريب الزوم من أجل تأطير مرن وسهل. تم تصميم الإطار على شكل حرف Y ليكون سهل الاستخدام من خلال توفير أقصى درجات راحة المشغل وسهولة الاستخدام.

تناولت المناقشة السابقة المفهوم الأساسي لماهية المجهر وتطرق إلى تاريخ مختصر يبدأ في القرن السابع عشر ويتقدم خلال العصر الحديث. هناك عدد من الموضوعات الإضافية التي لها أهمية قصوى نحو اكتساب فهم كامل للمجاهر والفحص المجهري. ستتم مناقشة هذه الموضوعات في الأقسام اللاحقة من الكتاب التمهيدي.

عمليا ، رأى الجميع ، في وقت أو آخر ، العالم من خلال مجهر ضوئي. بالنسبة لمعظم الناس ، تحدث هذه التجربة أثناء التدريب على علم الأحياء في المدرسة الثانوية أو الكلية ، على الرغم من أن بعض رواد الأعمال العلميين قد اشتروا مجاهرهم الخاصة إما بشكل فردي أو كجزء من مجموعة علمية. لطالما كان التصوير بالمجهر ، أو الأكثر شيوعًا ، التصوير المجهري ، أداة مفيدة للعلماء. لسنوات عديدة ، اعتمدت العلوم البيولوجية والطبية بشكل كبير على الفحص المجهري لحل المشكلات المتعلقة بالسمات المورفولوجية العامة للعينات بالإضافة إلى أداة كمية لتسجيل السمات والبيانات البصرية المحددة. في هذا الصدد ، أثبت المجهر الضوئي أنه مفيد في تحقيقات لا حصر لها في أسرار الحياة.

برنامج تعليمي تفاعلي
مسارات الضوء المجهرية المنعكسة استكشف المسارات الأساسية للضوء من خلال مجهر ضوئي منعكس (أسقفي).

في الآونة الأخيرة ، شهد الفحص المجهري نموًا هائلاً كأداة في العلوم الفيزيائية والمواد وكذلك صناعة أشباه الموصلات ، بسبب الحاجة إلى مراقبة السمات السطحية للمواد الجديدة عالية التقنية والدوائر المتكاملة. أصبح الفحص المجهري أيضًا أداة مهمة لعلماء الطب الشرعي الذين يفحصون باستمرار الشعر والألياف والملابس وبقع الدم والرصاص والعناصر الأخرى المرتبطة بالجرائم. بشرت التطورات الحديثة في بقع الفلوروكروم وتقنيات الأجسام المضادة أحادية النسيلة بنمو هائل في استخدام الفحص المجهري الفلوري في كل من التحليل الطبي الحيوي وبيولوجيا الخلية.

برنامج تعليمي تفاعلي
مسارات الضوء المجهرية الفلورية استكشاف مسارات الضوء المنعكس والتصفية ثنائية اللون في الفحص المجهري الفلوري.

تتضمن الاختلافات الأساسية بين الفحص المجهري للطب الحيوي والمواد المجهرية كيف يضيء المجهر الضوء على العينة. في المجهر البيولوجي الكلاسيكي ، يتم تحضير عينات رفيعة جدًا ويمرر الضوء أو ينتقل عبر العينة ، مع التركيز على الهدف ثم تمريره إلى العدسات المجهرية. لمراقبة سطح الدوائر المتكاملة (التي تتألف من الأعمال الداخلية لأجهزة الكمبيوتر الحديثة) يمر الضوء من خلال الهدف ثم ينعكس من سطح العينة إلى هدف المجهر. في التسمية العلمية ، يُعرف الفحص المجهري للضوء المنعكس والمنقول باسم الفحص المجهري الضوئي الإسقفي والماضي ، على التوالي. يتم اشتقاق الصور المجهرية الموجودة في معارض الصور لدينا من التحقيقات العلمية المجهرية الضوئية المنقولة والمنعكسة.

واحدة من أخطر المشاكل في الفحص المجهري هي ضعف التباين الناتج عندما يمر الضوء من خلال عينات رقيقة جدًا أو ينعكس من الأسطح بدرجة عالية من الانعكاسية. للتحايل على هذا النقص في التباين ، اتقن العلماء العديد من "الحيل" البصرية لزيادة التباين ولتوفير اختلافات لونية في العينات. تشمل مجموعة التقنيات في حقيبة الميكروسكوب: الضوء المستقطب ، وتصوير تباين الطور ، وتباين التداخل التفاضلي ، وإضاءة الفلورة ، وإضاءة المجال المظلم ، وإضاءة راينبرغ ، وتباين تعديل هوفمان ، واستخدام مختلف المرشحات البصرية الجيلاتينية. يتم توفير مناقشة شاملة لهذه التقنيات في قسم تقنيات الفحص المجهري المتخصصة من هذا التمهيدي. يتم توفير المراجع في كل من النموذج الببليوغرافي الكلاسيكي وكارتباطات موقع الويب في الصفحة الأمامية من كتاب الفحص المجهري التمهيدي. يجب أن تعمل هذه على توفير مزيد من التفاصيل حول الفحص المجهري والتصوير المجهري للقراء المهتمين بالإضافة إلى روابط لمواد إضافية على شبكة الويب العالمية.

Mortimer Abramowitz - Olympus America، Inc.، Two Corporate Center Drive.، Melville، New York، 11747.

مايكل دبليو ديفيدسون - المختبر الوطني للحقل المغناطيسي العالي ، 1800 إيست بول ديراك دكتور ، جامعة ولاية فلوريدا ، تالاهاسي ، فلوريدا ، 32310.


مقدمة في المجهر الضوئي المركب - الببليوجرافيات البيولوجية - بأسلوب هارفارد

ببليوغرافياك: كوكران ، ب. ، 2011. علم التشريح البيطري وعلم وظائف الأعضاء. كليفتون بارك ، نيويورك: دلمار ، سينجاج ليرنينج.

ديفيد ب ، ف.

الفحص المجهري لزيت الغمر

في النص: (ديفيد ب ، 2015)

ببليوغرافياك: ديفيد ب ، ف. ، 2015. الفحص المجهري لزيت الغمر. [عبر الإنترنت] Biology.clc.uc.edu. متاح على: & lthttp: //biology.clc.uc.edu/fankhauser/Labs/Microscope/Oil_Immersion.htm> [تم الدخول في 16 نوفمبر 2015].

كينت ، م.

علم الأحياء المتقدم

2000 - مطبعة جامعة أكسفورد - أكسفورد

في النص: (كينت ، 2000)

الببليوغرافيا الخاصة بك: كينت ، م ، 2000. علم الأحياء المتقدم. أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد.

أجزاء من المجهر المركب مع رسم تخطيطي ووظائف

في النص: (أجزاء من المجهر المركب مع رسم بياني ووظائف ، 2015)

الببليوغرافيا الخاصة بك: Microscopemaster.com. 2015. أجزاء من المجهر المركب مع رسم تخطيطي ووظائف. [على الإنترنت] متاح على: & lthttp: //www.microscopemaster.com/parts-of-a-compound-microscope.html> [تم الدخول 13 نوفمبر 2015].

مؤشر الانكسار ، الانعكاس الداخلي الكلي ، الألياف الضوئية - اجتياز الاختبارات الخاصة بي: ملاحظات مراجعة سهلة للاختبار لفيزياء GSCE

في النص: (مؤشر الانكسار ، الانعكاس الداخلي الكلي ، الألياف الضوئية - اجتياز الاختبارات الخاصة بي: ملاحظات مراجعة سهلة للاختبار لفيزياء GSCE ، 2015)

الببليوغرافيا الخاصة بك: موقع Passmyexams.co.uk. 2015. مؤشر الانكسار ، الانعكاس الداخلي الكلي ، الألياف الضوئية - اجتياز الاختبارات الخاصة بي: ملاحظات مراجعة سهلة للاختبار لفيزياء GSCE. [عبر الإنترنت] متوفر على: & lthttp: //www.passmyexams.co.uk/GCSE/physics/total-internal_reflection.html> [تم الدخول في 19 نوفمبر 2015].

روبرتس ، إم ، ريس ، إم جيه ، ومونجر ، ج.

علم الأحياء المتقدم

2000 - نيلسون - والتون أون تيمز

في النص: (روبرتس ، ريس ومونجر ، 2000)

ببليوغرافياك: روبرتس ، م. ، ريس ، إم ومونجر ، ج. ، 2000. علم الأحياء المتقدم. والتون أون تيمز: نيلسون.

المجهر الضوئي

في النص: (المجهر الضوئي ، 2015).

الببليوغرافيا الخاصة بك: Ruf.rice.edu. 2015. المجهر الضوئي. [على الإنترنت] متاح على: & lthttp: //www.ruf.rice.edu/

bioslabs / طرق / ميكروسكوب / microscopy.html & gt [تم الدخول 13 نوفمبر 2015].

سميث ، ب.

النظر إلى أسفل ومن خلال: بصريات المجهر 3: أهداف الغمر بالزيت | اجار العلمية

في النص: (سميث ، 2015)

ببليوغرافياك: سميث ، ب. ، 2015. النظر إلى أسفل ومن خلال: بصريات المجهر 3: أهداف الغمر بالزيت | اجار العلمية. [على الإنترنت] Agarscientific.net. متاح على: & lthttp: //www.agarscientific.net/looking-down-and-through-microscope-optics-3-oil-immersion-objectives/> [تم الدخول في 19 نوفمبر 2015].

تايلور ، دي جي ، جرين ، إن بي أو ، ستاوت ، دبليو وسوبر ، آر سي.

علم الاحياء

1998 - مطبعة جامعة كامبريدج - كامبريدج

في النص: (تايلور ، جرين ، ستاوت وسوبر ، 1998)

الببليوغرافيا الخاصة بك: تايلور ، د. ، جرين ، إن ، ستاوت ، دبليو ، وسوبر ، ر. ، 1998. علم الاحياء. كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج.


تحليل الصور

هناك قدر هائل من تحليل الصور التي يمكن إجراؤها ولدينا برامج مختلفة للقيام بذلك.

  • قياس شدة المناطق المختلفة داخل صورك
  • قياس مساحة الأشياء
  • حساب عدد الأشياء
  • تتبع موضع الجسم بمرور الوقت

أسئلة مكررة

أي مجهر لديه أفضل دقة؟

القرار هو مصطلح يساء استخدامه في كثير من الأحيان. الدقة تعني أصغر مسافة بين كائنين يمكن رؤيتها (حلها) ككائنين وليس واحدًا. Confocals لديها دقة أفضل قليلاً من أنظمة widefield ولكن الدقة ليست عادة العامل الأكثر أهمية. Choosing the right microscope for your particular sample and aim is important and different modalities and systems have different optimal capabilities.

How much does a microscope cost?

A lot. A good fluorescence scope system might be about $100k, a confocal more like $400k. It's worth remembering a confocal costs more than one of these, so please try not to break them. Objectives range from $1000 to $14,000, (cf one of these), so try not to break those either.


شاهد الفيديو: أجسادنا تحت المجهر. حقا شئ مذهل سبحان الخالق المبدع (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Malagor

    شكرًا للمساعدة في هذا الأمر ، أعتقد أيضًا أنه كلما كان الأمر أكثر بساطة ...

  2. Tulio

    برافو ، الفكرة المثيرة للإعجاب وهي في الوقت المناسب

  3. JoJora

    مكبوت (مزيج القسم)

  4. Braddon

    في رأيي ، أنت تعترف بالخطأ. أعرض مناقشته. اكتب لي في PM ، سنتعامل معها.

  5. Rider

    انت لست على حق. أدخل سنناقشها. اكتب لي في PM ، وسوف نتعامل معها.



اكتب رسالة