Τι είναι καλύτερο:Οπτικό μικροσκόπιο ή ηλεκτρονικό μικροσκόπιο;

Τόσο το οπτικό όσο και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διέπονται από παρόμοιες αρχές. Αν πάρουμε την ποιότητα της τελικής εικόνας ως παράμετρο κρίσης, τότε τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια παράγουν πολύ καλύτερες εικόνες από τα οπτικά.

Τα μάτια μας μας δίνουν το όραμα που χρειαζόμαστε για να συνδεθούμε με τον κόσμο γύρω μας. Στον τομέα της επιστήμης, η ανακάλυψη του μικροσκοπίου έδωσε σε πολλούς επιστήμονες τη δυνατότητα να κοιτάξουν βαθιά στον μικροσκοπικό κόσμο και να κάνουν μερικές αξιοσημείωτες ανακαλύψεις, όπως αυτή του κυττάρου του Robert Hooke.

Τι είναι το Μικροσκόπιο;

Ο όρος «μικροσκόπιο» προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις για «μικρό» και «προβολή». Έτσι, είναι μια συσκευή με την οποία μπορούμε να δούμε μικρά αντικείμενα.

Ένα μικροσκόπιο διατίθεται σε δύο βασικούς τύπους, ανάλογα με την κατασκευή:απλά μικροσκόπια και σύνθετα μικροσκόπια.

Ένα απλό μικροσκόπιο χρησιμοποιεί μόνο έναν φακό για να αποκτήσει μια μεγεθυμένη εικόνα. Όταν χρησιμοποιείτε αυτό το μικροσκόπιο, η τελική ποιότητα της εικόνας δεν είναι πολύ καλή, γι' αυτό και δεν χρησιμοποιείται για επιστημονικές μελέτες.

Οι μεγεθυντικοί φακοί είναι ο πιο πρωτόγονος και απλός τύπος μικροσκοπίων. (Φωτογραφία:Krakenimages.com/Shutterstock)

Από την άλλη πλευρά, ένα σύνθετο μικροσκόπιο είναι μια διάταξη που χρησιμοποιεί περισσότερους από έναν φακούς για να παράγει μια μεγεθυμένη εικόνα ενός αντικειμένου. Παράγει μια εικόνα υψηλής ανάλυσης του αντικειμένου και επομένως είναι ιδανικό για σκοπούς επιστημονικής έρευνας, εργαστηριακούς και εγκληματολογικούς σκοπούς και γενικές βιομηχανικές χρήσεις.

Οι δύο τύποι φακών που χρησιμοποιούνται στο σύνθετο μικροσκόπιο είναι ο αντικειμενικός φακός και ο προσοφθάλμιος φακός. Ο αντικειμενικός φακός τοποθετείται στραμμένος προς το αντικείμενο που πρόκειται να εξεταστεί, ενώ ο προσοφθάλμιος είναι ο φακός μέσω του οποίου προβάλλεται η εικόνα. Ο προσοφθάλμιος φακός αναφέρεται επίσης ως οφθαλμικός φακός.

Όταν το φως διέρχεται από τον αντικειμενικό φακό από το αντικείμενο, παράγεται μια μεγεθυμένη, πραγματική εικόνα. Αυτή η εικόνα μεγεθύνεται περαιτέρω από τον φακό του προσοφθάλμιου φακού και παράγεται μια εικονική εικόνα όταν φαίνεται μέσα από τον προσοφθάλμιο φακό, καθιστώντας ορατές περισσότερες λεπτομέρειες.

Αυτή είναι μια από τις πρώτες σύνθετες ρυθμίσεις μικροσκοπίου που έδωσε νέο όραμα στις σύγχρονες ανακαλύψεις (Πιστωτική φωτογραφία :Wellcome Collection/Creative commons)

Τα μικροσκόπια ταξινομούνται με βάση το είδος της μεθόδου που χρησιμοποιούν για τη σάρωση ή την εξέταση του αντικειμένου.

Τι είναι το οπτικό μικροσκόπιο;

Όπως υποδηλώνει το όνομα, ένα οπτικό μικροσκόπιο χρησιμοποιεί το φως ως μέσο για τη σάρωση αντικειμένων και μέσω του συστήματος των φακών παράγει μια μεγεθυμένη εικόνα. Ονομάζεται επίσης «μικροσκόπιο φωτός». Αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος μικροσκοπίου και βρίσκει χρήση σε διάφορους τομείς. Είναι σχετικά εύκολο να κατασκευαστούν και να εργαστούν μαζί τους.

Δεδομένου ότι γενικά χρησιμοποιεί ορατό φως, η παραγόμενη εικόνα μπορεί να γίνει άμεσα αντιληπτή από το ανθρώπινο μάτι.

Αυτή η εικόνα δείχνει τα διάφορα μέρη ενός σύνθετου οπτικού μικροσκοπίου. (Φωτογραφία:Andrii Bezvershenko/Shutterstock)

Σε ένα σύνθετο οπτικό μικροσκόπιο, η ποσότητα φωτός στο δείγμα μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί, γεγονός που με τη σειρά του αυξάνει ή μειώνει την ανάλυση της λαμβανόμενης εικόνας.

Τι είναι το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο;

Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο χρησιμοποιεί μια επιταχυνόμενη δέσμη ηλεκτρονίων ως πηγή φωτισμού του δείγματος και παράγει μια εικόνα πολύ υψηλής ανάλυσης. Δεδομένου ότι το μήκος κύματος των ηλεκτρονίων είναι εξαιρετικά μικρό, η ικανότητα ανάλυσης του μικροσκοπίου είναι πολύ υψηλή.

Αν και η κατασκευή αυτού του μικροσκοπίου είναι περίπλοκη, η εικόνα που παράγει είναι απίστευτα λεπτομερής και δεν επηρεάζεται από ατμοσφαιρικούς παράγοντες. Έτσι, αυτό το είδος μικροσκοπίου χρησιμοποιείται για τη μελέτη της εσωτερικής δομής και της χημικής σύνθεσης των υλικών.

Το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Μετάδοσης (TEM) είναι πολύ ισχυρό και παράγει εικόνες υψηλής ποιότητας των εσωτερικών δομών των υλικών. (Φωτογραφία:Pvince73/Shutterstock)

Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια χωρίζονται περαιτέρω σε δύο τύπους:το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Μετάδοσης (TEM) και το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης (SEM). Και τα δύο χρησιμοποιούνται ευρέως στην επιστημονική και ιατρική έρευνα.

Ποιο είναι καλύτερο:Οπτικό μικροσκόπιο ή Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο;

Και τα δύο είδη μικροσκοπίων έχουν αρκετά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Εξαρτάται πλήρως από τη χρήση και τις εργασίες στις οποίες έχουν ανατεθεί.

Ενώ το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο έχει μεγαλύτερη ισχύ ανάλυσης και παράγει εικόνες υψηλότερης ανάλυσης από το οπτικό μικροσκόπιο, απαιτεί κενό για να λειτουργήσει. Επίσης, η προετοιμασία του δείγματος και η παραγωγή εικόνας χρειάζονται περισσότερο χρόνο από ότι σε ένα οπτικό μικροσκόπιο. Υπάρχει επίσης κίνδυνος διαρροής ακτινοβολίας που σχετίζεται με τη χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου.

Αυτή η εικόνα είναι του κοροναϊού, SARS-CoV-2, Coronavirus 2019 (COVID 19) όπως φαίνεται στο Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. (Φωτογραφία:Pong Ch/Shutterstock)

Από την άλλη πλευρά, το οπτικό μικροσκόπιο είναι ελαφρύτερο και πιο εύκολο στη χρήση, αλλά η παραγόμενη εικόνα μπορεί να μην είναι κατάλληλη για τη λεπτομερή μελέτη των εσωτερικών δομών. Υπάρχουν επίσης μεγαλύτερες πιθανότητες παραμόρφωσης στην εικόνα, λόγω της παρεμβολής ατμοσφαιρικών παραγόντων.

Κάποιος πρέπει να επιλέξει με σύνεση μεταξύ των δύο, έχοντας κατά νου τις εργασίες που πρέπει να ολοκληρώσετε.

Μελλοντικές εξελίξεις στη μικροσκοπία

Αναμένεται ότι σύντομα τα μικροσκόπια θα υποστηρίζονται με εξελιγμένους αλγόριθμους που θα βοηθήσουν στην ακόμη καλύτερη ερμηνεία των εικόνων και στην εξαγωγή ολοκληρωμένων συμπερασμάτων. Οι επιστήμονες και οι ερευνητές θα είναι σε θέση να επιθεωρήσουν πλήρως και να οπτικοποιήσουν τρισδιάστατα μοντέλα της ληφθείσας εικόνας και να αποκτήσουν καλύτερη εικόνα.

Η ανάλυση, η ταχύτητα, η ακρίβεια και η ευαισθησία είναι οι βασικοί τομείς εστίασης στη μικροσκοπία, στο παρόν και στο εγγύς μέλλον.

Συμπέρασμα

Κάθε μικρό βήμα, κάθε σκέψη προς ένα ευρύτερο όραμα, βελτιώνει τις δυνατότητες της εξέλιξης. Όταν έχουμε την περιέργεια να κοιτάξουμε πέρα ​​από αυτό που προσφέρουν οι φυσικές μας αισθήσεις, αναπόφευκτα συμβαίνουν επαναστατικές ανακαλύψεις!

Το Custom Nikon RCM8000 Confocal/Multi-Photon Microscope σε πραγματικό χρόνο είναι ένα τέλειο παράδειγμα των τελευταίων εξελίξεων στην τεχνολογία. (Φωτογραφία:CRBS/Wikimedia commons)

Το μικροσκόπιο είναι μια τέτοια ανακάλυψη που έδωσε το σωστό εργαλείο σε επιστήμονες και ερευνητές, οι οποίοι στη συνέχεια άνοιξαν τις κλειστές πόρτες στον μικροσκοπικό κόσμο. Με περαιτέρω πρόοδο στην Επιστήμη και τη Μηχανική, οι άγνωστες περιοχές του μικροσκοπικού κόσμου θα είναι ακόμη πιο προσιτές σε εμάς.