Zabezpečená pokladna

Časová osa mikroskopu

14. století: brýle vyrobené poprvé v Itálii

1590: dva nizozemští výrobci brýlí a otec – a synův tým, Hans a Zacharias Janssenovi, vytvořili první mikroskop.

1667: Je publikována slavná „Micrographia“ Roberta Hookeho, která popisuje Hookeovy různé studie využívající mikroskop.

1675: Zadejte Antona van Leeuwenhoeka, který pomocí mikroskopu s jednou čočkou sledoval hmyz a další vzorky. Leeuwenhoek byl první, kdo pozoroval bakterie. 18. století: Jak se technologie zlepšovala, mikroskopie se mezi vědci stala populárnější. Část toho byla způsobena objevem, že kombinace dvou typů skla snížila chromatický efekt.

1830: Joseph Jackson Lister zjišťuje, že společné použití slabých čoček v různých vzdálenostech poskytlo jasné zvětšení.

1878: Matematickou teorii spojující rozlišení se světelnou vlnovou délkou vynalezl Ernst Abbe.

1903: Richard Zsigmondy vynalezl ultramikroskop, který umožňuje pozorování vzorků pod vlnovou délkou světla.

1932: Transparentní biologické materiály jsou poprvé studovány pomocí Frits Xernikeova vynálezu mikroskopu s fázovým kontrastem.

1938: Jen šest let po vynálezu mikroskopu s fázovým kontrastem přichází elektronový mikroskop, vyvinutý Ernstem Ruskem, který si uvědomil, že použití elektronů v mikroskopii zvyšuje rozlišení.

1981: 3D vzorky vzorků jsou možné díky vynálezu skenovacího tunelového mikroskopu Gerda Binniga a Heinricha Rohrera.

historie složeného mikroskopu

Stejně jako měli Řekové plně funkční sálavý topný systém fungující dva tisíce let před těmi, které byly teprve představeny v USA, zdá se, že původ složeného světelného mikroskopu lze vysledovat, ne do Holandska, Anglie nebo Francie – ale do Číny, což je možná vzhledem k současné převaze Číny při dodávkách složených světelných mikroskopů vhodné!

Vodní mikroskop

Podle starověkého čínského textu, Číňané pozorovali zvětšené vzorky přes čočku na konci tuby, která byla naplněna různými úrovněmi vody podle stupně zvětšení, kterého chtěli dosáhnout. Důmyslné, efektivní a opakovatelné i dnes v domácnosti. To, že k tomu došlo asi před 4 000 lety v dynastii Chow-Foo a více než 3 500 let před tím, než se narodil „otec moderní mikroskopie“, je docela pozoruhodné.

Že tito čínští staří lidé dnes dosáhli úrovně zvětšení 150krát „Standard neboli 100 moou je dechberoucí. Je to, jako by vyvinuli městský vůz, který dosáhl Mach II. Pokud by takový vůz vyrobili, nebyl nikdy nalezen žádný odkaz na něj. Podobně neexistují žádné další známý odkaz na takové zařízení složeného mikroskopu, dokud se znovu nevrátíme k Řekům.

O nic méně člověk než Aristoteles popisuje fungování mikroskopu v některých Řekové jistě dobře využili zakřivené čočky, které jsou podstatnou součástí každého stereofonního nebo složeného mikroskopu. Starověcí řečtí chlapci pravděpodobně sdíleli smysl každého amerického chlapce pro triumf použití zakřivené čočky nebo lupy k zahájení oheň. Řekové jej však také používali k chirurgickým zákrokům, nikoli na mravencích, jak to obvykle chlapci nedělají, ale na lidech – ke kauterizaci ran a lézí způsobených malomocenstvím atd.

Starověcí Egypťané a Římané také používal různé zakřivené čočky, ačkoli nebyl nalezen žádný odkaz na složený mikroskop. Řekové nám však dali slovo „mikroskop“. Pochází ze dvou řeckých slov, „uikpos“, „malý“ a „okottew“. Zatímco však starověcí Číňané, Řekové i Římané uplatňovali v této problematice svou nekonečnou moudrost, neexistuje žádný známý odkaz na použití umělého světla ani na více čoček. Jinými slovy, můžeme dát Antikům velkou zásluhu za jejich předvídavost a úspěchy, ale musíme hledat jinde, abychom odhalili první světelný i složený mikroskop.

Neuvěřitelně, další historické odkazy s čímkoli na vše co do činění s mikroskopy, přesněji řečeno, optika je 1200 let poté, co byl Řím vyhozen, ai přesto se odkazy týkají pouze použití čoček při vynálezu brýlí. Jinými slovy, někteří z nejchytřejších lidí, jaké kdy planeta vyprodukovala, hrála a pracovala s jednotlivými objektivy několik tisíc let, aniž by to posunula dále.

Brýle

Poté během několika málo let v italském Toskánsku dva muži tvrdili, že si brýle vymysleli nezávisle. Důkazy? Jejich náhrobky! Jeden, Salvano d „Aramento degli Amati zemřel v roce 1284 ve Florencii a tvrdil, že tento proces udržel v tajnosti. Druhý, Allessandro della Spina zemřel v roce 1317 a tvrdil, že odhalil svůj proces. Pisa a Florencie jsou jen kousek odtud. Náhoda ? Rozhodnete se.

V každém případě místní mnich Girodina da Rivalta přednesl v roce 1306 kázání, ve kterém nadšeně schválil brýle jako úžasný vynález a mimochodem naznačil, že se používají asi 20 let. Nakonec v roce 1289 další místní z rodiny Popozo naříkal, že „Jsem věkem tak oslabený, že bez brýlí známých jako brýle bych už nebyl schopen číst ani psát.“

Dalekohledy

Přibližně ve stejnou dobu se zdá, že čočky byly používány v raných dalekohledech. Ve 13. století o nich Angličan Roger Bacon podrobně diskutuje. Brýle i mikroskopy jsou pro mikroskopy relevantní, protože sledují stále sofistikovanější použití čoček – základní optické součásti každého mikroskopu.

Potom, pouhých 200–300 let později, najdeme nepřeberné množství odkazů a tvrdé důkazy o dalekohledech i mikroskopech. Přišla renesance a s ní bohatý rozkvět v umění a vědách. A co je nejdůležitější, s vynálezem tiskařského průmyslu by se nápady a vývoj mohly snadno a rychle šířit. Výsledkem bylo, že práce Thomase Diggese na dalekohledu v Anglii v polovině 16. století a dílo Hanse Lippersheye, které zahrnovalo žádost o patent na dalekohled, byly přeneseny ostatním, včetně neméně geniálního než Galileo.

Galileo okamžitě začal pracovat s objektivy. V krátkém časovém rámci vyvinul vylepšený dalekohled se zaostřovacím zařízením a pokračoval v dobývání hvězd. To znamená, že bychom měli vzdát hold siru Isaacovi Newtonovi, který přibližně ve stejné době ve Velké Británii vynalezl zrcadlový dalekohled.

Složené mikroskopy

Ale co mikroskopy? stejný Hans Lippershey a jeho syn, Zaccharias Hanssen experimentoval s různými čočkami. Na konci 90. let 20. století použili několik tubusů v tubě a byli ohromeni, když viděli, že objekt na konci tubusu byl výrazně zvětšen nad možnosti zvětšovacího skla. Právě vynalezli složený mikroskop. To znamená, že objevili, že obraz zvětšený jedním objektivem lze dále zvětšit druhým nebo více objektivy.

Poté v polovině 17. století posunuli mikroskop na novou úroveň Angličan Robert Hooke a Holanďan Anthony Van Leeuwenhoek. . Hooke byl nemocný génius, který rád experimentoval. Učinil tak v celé řadě vědeckých oborů a s plodným úspěchem. Vynalezl univerzální kloub, irisovou clonu (další klíčovou součást mnoha moderních světelných mikroskopů), respirátor, únik kotvy a vyvažovací pružinu pro hodiny.

Také vypracoval správnou teorii spalování; vymyslel rovnici popisující pružnost, která se dodnes používá („Hookův zákon“), a vynalezl nebo vylepšil meteorologické přístroje jako barometr, anemometr a vlhkoměr atd. Nejvíc ze všeho je však známý pro Micrographia, jeho studie pod mikroskopem, publikované v roce 1665. Micrographia se stala senzací noci nejen pro to, co popsal, ale také pro vynikající kresby, které vytvořil.

He popsal nový svět spolu s nádhernými kresbami bodavých chloupků na kopřivy, blechách a nejznámější ze všech je voštinová struktura nebo „buňky“ korku. Byl to Hooke, kdo při popisu živé tkáně vytvořil termín „buňky“. Zajímavé je, že zatímco Hooke použil složený mikroskop, zjistil, že to velmi napjalo a oslabilo jeho zrak. Pro svou Micrographia upřednostňoval použití jednoduchého mikroskopu s jedním objektivem vyrobeného ze zlata a kůže a osvětleného svíčkou. Snad první světlo mikroskop?

Antonie van Leeuwenhoek – otec mikroskopu

Byl to však Leeuwenhoek, který žil současně s Hookeem a čerpal z Hookeovy práce, aby posunul design mikroskopu na novou úroveň propracovanosti. Jako soukenník použil jednoduchý mikroskop ke zkoumání látky. Jako vědec začal experimentovat s novými způsoby broušení čoček, aby zlepšil optickou kvalitu. Celkem namlel asi 550 objektivů, z nichž některé měly lineární zvětšení 500 a rozlišovací sílu miliontinu palce – ohromující úspěch.

Leeuwenhoek popsal tyto úspěchy téměř 200 písmeny do Královské společnosti v Londýně, kde je potvrdila ne méně než osoba Robert Hooke. Výsledkem všech těchto prací byl jednoduchý ruční mikroskop s jedním objektivem. Vzorek byl namontován na horní část ukazatele, nad kterým ležela konvexní čočka připevněná k kovovému držáku. Vzorek byl poté prohlížen otvorem na druhé straně mikroskopu a byl zaostřen pomocí šroubu.

Snad jeho nejslavnější experiment přišel v roce 1674, když si prohlédl vodu v jezeře:

„Nyní jsem velmi jasně viděl, že to byli malí úhoři, nebo červi, ležící všichni schoulení k sobě a kroutící se, jako by jste viděli, s viditelným okem, celou tubu malých úhořů a vody, s úhoři kroutícími se mezi sebou; a celá voda vypadala jako živá s těmito rozmanitými zvířecími molekulami.

To bylo pro mě, mezi všemi zázraky, které jsem objevil v přírodě, nejúžasnější ze všech; a musím říci, že už ne Před mýma očima se dosud objevil příjemný pohled, že tyto tisíce živých tvorů viděly všechny živé na malé kapce vody, pohybující se mezi sebou, přičemž každé několik tvorů mělo svůj vlastní správný pohyb. “

Měl objevené bakterie. Získal titul Otce mikroskopu. Je zajímavé, že to trvalo až do roku 1839, téměř o dvě stě let později, než byly buňky nakonec uznány jako základní jednotky života.

18. / 19. století

Další důležitý krok v historii mikroskopu došlo o dalších 100 let později vynálezem achromatické čočky Charlesem Hallem ve 30. letech 17. století. Zjistil, že použitím druhé čočky odlišného tvaru a vlastností lomu dokáže barvy vyrovnat s minimálním dopadem na zvětšení první čočky.

Poté v roce 1830 Joseph Lister vyřešil problém sférické aberace ( světlo se ohýbá pod různými úhly v závislosti na tom, kde dopadá na čočku) umístěním čoček v přesné vzdálenosti od sebe. Kombinace těchto dvou objevů přispěla k výraznému zlepšení kvality obrazu. Dříve kvůli nízké kvalitě skla a nedokonalým čočkám mikroskopové neviděli nic jiného než zkreslené obrazy – něco jako první rádia byly extrémně praskavé.

Stojí za připomenutí, že až dosud každý nový krok bylo v kvalitě nebo aplikaci čoček. Poté, v roce 1863, se jeden z několika nových výrobců mikroskopů, společnost Ernst Leitz, zabýval mechanickým problémem zavedením první otočné věže s nejméně pěti cíli.

Toto zlepšení rychle následovalo v roce 1866, kdy Carl Zeiss přijal Ernsta Abbeho jako svého ředitele výzkumu v optických dílech Zeiss. Abbe stanovil rámec toho, co by se stalo moderním přístupem k vývoji výpočetní optiky. Objasnil rozdíl mezi zvětšením a rozlišením a kritizoval praxi používání okulárů s příliš velkým zvětšením jako „prázdného zvětšení“. V roce 1869 jeho práce přinesla nové patentované osvětlovací zařízení – Abbeův kondenzátor.

Abbe Condenser: Abbeova práce na vlnové teorii mikroskopického zobrazování (Abbe Sine Condition) umožnila vývoj nového rozsah sedmnácti objektivů mikroskopu – tři z nich byly prvními ponořovacími objektivy a všechny byly navrženy na základě matematického modelování. Jak poznamenal Abbe, jeho výtvory byly „založeny na přesném studiu použitých materiálů, dotyčné návrhy jsou specifikovány výpočtem poslední detail – každé zakřivení, každá tloušťka, každá clona objektivu – takže je vyloučen jakýkoli pokus a omyl. “

Od této chvíle byly mikroskopy navrženy spíše na základě fyzikálních zákonů než na základě zkoušky a chyba, která charakterizovala průkopníky. Řada společností současně založila specializované výrobní závody zaměřené na výrobu přesných mikroskopů. Výzkum a vývoj nadále přinášely ovoce.

V roce 1880 vznikly první mikrotomy začalo se používat, což umožnilo přípravu výrazně tenčích vzorků, aby se vzorek vylepšil. V roce 1893, další zaměstnanec společnosti Zeiss, August Kohler, přišel na bezkonkurenční osvětlovací systém, který je stále známý jako Kohlerovo osvětlení. Použitím dvojitých clon poskytuje systém trojí výhody rovnoměrně osvětleného vzorku, jasný obraz a minimální oslnění. Jinými slovy, Kohler dosáhl téměř dokonalého obrazu.

Masový trh pro mikroskopy dorazil ve stejnou dobu jako přesné strojírenství a není divu, že bylo získáno množství ohromujících výsledků: V roce 1879 Walter Flemming objevil mitózu a chromozomy buněk, což je úspěch uznávaný jako jeden ze 100 nejdůležitějších vědeckých úspěchů všech dob.

20. století

Na přelomu 19. a 20. století Louis Pasteur vynalezl pasterizaci, zatímco Robert Koch objevil své slavné nebo nechvalně známé postuláty: antrax bacil, tuberkulóza bacil a cholera vibrio.

UV a fáze: do roku 1900, byla dosažena teoretická hranice rozlišení pro mikroskopy viditelného světla (2 000 angstromů). V roce 1904 společnost Zeiss překonala toto omezení zavedením prvního komerčního UV mikroskopu s dvojnásobným rozlišením oproti mikroskopu ve viditelném světle.V roce 1930 Fritz Zernike zjistil, že dokáže sledovat nepoškozené buňky pomocí fázového úhlu paprsků. Zeiss odmítl jeho inovaci fázového kontrastu až v roce 1941, i když v roce 1953 získal Nobelovu cenu za svou práci.

Elektronové mikroskopy: V roce 1931 vynalezli Max Knoll a Ernst Ruska první elektronový mikroskop který vystřelil kolem optických omezení světla. Fyzika stanoví, že světelné mikroskopy jsou fyzikou světla omezeny na 500násobné nebo 1000násobné zvětšení a rozlišení 0,2 mikrometru.

Knoll a Ruska vytvořili transmisní elektron mikroskop (TEM) – ten, který přenáší paprsek elektronů (na rozdíl od světla) skrz vzorek. Následná interakce svazku elektronů se vzorkem je zaznamenána a transformována do obrazu. V roce 1942 se Ruska zlepšila na TEM vybudováním prvního rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM), který přenáší paprsek elektronů napříč vzorkem.

Ruské principy stále tvoří základ moderních elektronových mikroskopů – mikroskopy, které mohou dosáhnout úrovně zvětšení až 2 milionykrát! Druhým významným vývojem pro mikroskopy ve 20. století byl vývoj masového trhu. Začal v 19. století, kdy společnost Leitz tvrdila, že do USA exportovala 50 000 mikroskopů, trend se zrychlil ve 20. století. V důsledku toho se objevilo velké množství výrobců, kteří nabízejí alternativy za konkurenceschopné ceny zavedeným evropským společnostem, jako jsou Zeiss a Leitz.

Čína: Čína se stala hlavním dodavatelem mikroskopy pro každodenní použití as vývojem jejich optické výrobní kapacity nyní dodává optické komponenty některým z hlavních značek mikroskopů.Tento trend na trhu měl příznivý vliv na cenu f mikroskopy, umožňující šíření mikroskopů mimo sféru výzkumného pracovníka pro každodenní komerční a individuální použití.

Nové světelné zdroje – halogenové, zářivkové a LED všechny vylepšily nebo přidaly větší univerzálnost světelného mikroskopu , zatímco nástup stoján výložníku vedl k rozsáhlým komerčním inspekčním aplikacím, které nelze provést se standardní základnou podstavcového mikroskopu. Nejnovější novinkou však byl příchod digitálního mikroskopu.

Digitální mikroskopy: Digitální mikroskopy umožňují přenos živého obrazu do televize nebo počítače obrazovky a pomohly převrat v mikrofotografii. Digitální mikroskopy jednoduše integrují kameru digitálního mikroskopu do trinokulárního portu standardního mikroskopu. Alternativním a flexibilnějším řešením je jednoduše umístit kameru digitálního mikroskopu na trinokulární mikroskop!

Dino-Lite: Jedna z nejoriginálnějších inovací v 21. století byly digitální mikroskopy Dino-Lite. Dino-Lite jsou ruční digitální mikroskopy, které nejsou o moc větší než tučné pero. Nabízejí schopnost nízkoenergetického zoomu se zvětšením až 500x. Mají výrazný dopad na průmyslové inspekční aplikace.