Secure Checkout (Suomi)

Mikroskoopin aikajana

1400-luku: ensin Italiassa valmistetut silmälasit

1590: Kaksi hollantilaista silmälasien valmistajaa ja isä – ja poika -tiimi, Hans ja Zacharias Janssen, luovat ensimmäisen mikroskoopin.

1667: Robert Hooken kuuluisa ”Micrographia” julkaistaan, jossa hahmotellaan Hooken erilaiset tutkimukset mikroskoopilla.

1675: Anna Anton van Leeuwenhoek, joka käytti yhden linssin mikroskooppia hyönteisten ja muiden näytteiden tarkkailuun. Leeuwenhoek havaitsi ensimmäisenä bakteerit. 1700-luku: Teknologian kehittyessä mikroskopia tuli suositummaksi tutkijoiden keskuudessa. Osa tästä johtui havainnosta, että kahden lasityypin yhdistäminen vähensi kromaattista vaikutusta.

1830: Joseph Jackson Lister huomaa, että heikkojen linssien käyttö yhdessä eri etäisyyksillä tuotti selkeän suurennuksen.

1878: Ernst Abbe keksi matemaattisen teorian, joka yhdistää resoluution valon aallonpituuteen.

1903: Richard Zsigmondy keksi ultramikroskoopin, joka mahdollistaa valon aallonpituuden alapuolisten näytteiden tarkkailun.

1932: Läpinäkyviä biologisia materiaaleja tutkitaan ensimmäistä kertaa käyttämällä Frits Xerniken keksintöä faasikontrastimikroskoopista.

1938: Vain kuusi vuotta vaihekontrastimikroskoopin keksimisestä tulee elektronimikroskooppi, kehittänyt Ernst Ruska, joka huomasi, että elektronien käyttö mikroskopiassa parantaa tarkkuutta.

1981: Kolmiulotteiset näytekuvat mahdollisia keksimällä Gerd Binnigin ja Heinrich Rohrerin skannaava tunnelimikroskooppi.

historia yhdistelmämikroskoopin

Aivan kuten kreikkalaisilla oli täysin toimiva säteilylämmitysjärjestelmä, joka toimi kaksituhatta vuotta ennen kuin niitä tuotiin markkinoille vasta Yhdysvalloissa, niin yhdistetyn valomikroskoopin alkuperä näyttää olevan jäljitettävissä Hollantiin, Englantiin tai Ranskaan – mutta Kiinaan, mikä on ehkä tarkoituksenmukaista, kun otetaan huomioon Kiinan nykyinen valta-asema yhdistettyjen valomikroskooppien toimittamisessa!

Vesimikroskooppi

Muinaisen kiinalaisen tekstin mukaan kiinalaiset katselivat suurennettuja näytteitä putken päässä olevan linssin läpi, joka putki täytettiin vaihtelevalla vesimäärällä heidän haluamansa suurennusasteen mukaan. Nerokas, tehokas ja toistettavissa kotona tänään. Se, että tämä tapahtui noin 4 000 vuotta sitten Chow-Foo-dynastiassa ja yli 3500 vuotta ennen ”modernin mikroskopian isän” syntymää, on melko merkittävää.

Se, että nämä kiinalaiset muinaiset ihmiset saavuttivat nykyään 150-kertaisen suurennustason ”standardi tai 100 moou on henkeäsalpaava. On kuin he kehittäisivät kaupunkiauton, joka saavutti Mach II: n. Jos he rakensivat tällaisen auton, viittausta siihen ei ole koskaan löydetty. Vastaavasti ei ole enää tunnettu viittaus tällaiseen yhdistelmämikroskooppilaitteeseen, kunnes palataan jälleen kreikkalaisten luo.

Vähintään henkilö kuin Aristoteles kuvaa mikroskoopin toimintaa joissakin Kreikkalaiset käyttivät varmasti hyvällä tavalla kaarevia linssejä, jotka ovat olennainen osa stereo- tai yhdistelmämikroskooppia. Muinaiset kreikkalaiset pojat luultavasti jakivat jokaisen amerikkalaisen pojan voiton käyrän kaarevan linssin tai suurennuslasin avulla. antaa potkut. Kreikkalaiset käyttivät sitä kuitenkin myös kirurgisiin toimenpiteisiin, ei muurahaisiin, kuten pienillä pojilla on tapana tehdä, vaan ihmisille – spitaalien ja muiden sellaisten haavojen ja vaurioiden hautamiseksi.

Muinaiset egyptiläiset ja roomalaiset käytti myös erilaisia kaarevia linssejä, vaikka viitteitä yhdistemikroskoopista ei ole löytynyt. Kreikkalaiset antoivat meille kuitenkin sanan ”mikroskooppi”. Se tulee kahdesta kreikkalaisesta sanasta ”uikpos”, pieni ja ”okottew”. Vaikka muinaiset kiinalaiset, kreikkalaiset ja roomalaiset käyttivät kaikki äärettömän viisautensa asiaan, ei tiedetä viittausta keinotekoisen valon käyttöön tai useisiin linsseihin. Toisin sanoen voimme antaa suurta tunnustusta muinaisille heidän ennakoinnistaan ja saavutuksistaan, mutta meidän on etsittävä muualta paljastamaan sekä ensimmäinen valo- että yhdistelmämikroskooppi.

On uskomatonta, että seuraavat historialliset viitteet kaikilla kaikki liittyy mikroskooppiin tai tarkemmin sanottuna optiikka on 1200 vuotta Rooman potkut jälkeen, ja silloinkin viittaukset koskevat vain linssien käyttöä silmälasien keksimisessä. Toisin sanoen, jotkut maailman älykkäimmistä ihmisistä, joita planeetta on koskaan tuottanut, soittanut ja työskennellyt yksittäisillä linsseillä useita tuhansia vuosia ottamatta sitä eteenpäin.

Silmälasit

Sitten vain muutaman lyhyen vuoden aikana Toscanassa, Italiassa, kaksi miestä väitti keksineensä itsenäisesti silmälasit. Todiste? Heidän hautakivensä! Yksi, Salvano d ”Aramento degli Amati, kuoli vuonna 1284 Firenzessä ja väitti pitäneensä prosessia salassa. Toinen, Allessandro della Spina kuoli vuonna 1317 ja väitti paljastaneensa prosessinsa. Pisa ja Firenze ovat vain lyhyen laukan päässä. Sattuma ? Sinä päätät.Joka tapauksessa paikallinen munkki Girodina da Rivalta piti vuonna 1306 saarnan, jossa hän kannatti innokkaasti silmälaseja loistavana keksintönä ja ohimennen ilmoitti, että ne olivat olleet käytössä noin 20 vuotta. Lopulta vuonna 1289 eräs toinen Popozo-perheen paikallinen huusi, että ”Ikä on niin heikentynyt, että ilman silmälaseina tunnettuja laseja en enää pystyisi lukemaan tai kirjoittamaan.”

Teleskoopit

Noin samaan aikaan näyttää siltä, että linssejä käytettiin varhaisissa teleskoopeissa. 1300-luvulla englantilainen Roger Bacon keskustelee niistä pitkään. Sekä silmälasit että mikroskoopit ovat merkityksellisiä mikroskooppeille, koska ne jäljittelevät linssien yhä kehittyneempää käyttöä – minkä tahansa mikroskoopin olennainen optinen komponentti.

Sitten, vain 200-300 vuotta myöhemmin, löydämme lukuisia viitteitä ja vankka näyttö sekä teleskoopeista että mikroskoopeista. Renessanssi oli saapunut ja sen myötä runsas kukinta taiteissa ja tiedeissä. Tärkeintä on, että keksintö painotalo, ideoita ja kehitystä voidaan levittää helposti ja nopeasti. Tämän seurauksena Thomas Digges ”työskenteli teleskoopilla Englannissa 1500-luvun puolivälissä ja Hans Lippersheyn työ, joka sisälsi teleskooppipatentin hakemisen, välitettiin muille, mukaan lukien vähintäänkin nero kuin Galileo.

Galileo alkoi heti työskennellä linssien kanssa. Lyhyessä ajassa hän kehitti parannetun teleskoopin tarkennuslaitteella ja jatkoi tähtien valloittamista. Meidän on kunnioitettava myös Sir Isaac Newtonia, joka suunnilleen samaan aikaan Isossa-Britanniassa keksi heijastavan kaukoputken.

Yhdistetyt mikroskoopit

Mutta entä mikroskoopit? sama Hans Lippershey ja hänen poikansa Zaccharias Hanssen kokeilivat erilaisia linssejä. 1590-luvun loppupuolella he käyttivät useita linssejä putkessa ja hämmästyivät huomatessaan, että putken päässä oleva esine suurennettiin merkittävästi suurennuslasin kyvykkyyden ulkopuolella. He olivat juuri keksineet yhdistemikroskoopin. Toisin sanoen he olivat havainneet, että yhdellä linssillä suurennettua kuvaa voidaan edelleen suurentaa toisella tai useammalla linssillä.

1700-luvun puolivälissä sitten englantilainen, Robert Hooke ja hollantilainen, Anthony Van Leeuwenhoek veivät mikroskoopin uusille tasoille . Hooke oli sairas nero, joka rakasti kokeilla. Hän teki niin laajalla tieteenalalla ja tuottavalla menestyksellä. Hän keksi kardaaninivelen, iiriskalvon (toinen keskeinen komponentti monille nykyaikaisille valomikroskoopeille), hengityssuojaimen, ankkurin poistumisnopeuden ja tasapainojousen kelloille.

Hän laati myös oikean polttoteorian; keksi yhtälön, joka kuvaa joustoa, jota käytetään edelleen (”Hooken laki”), ja keksi tai kehitti meteorologisia instrumentteja, kuten barometri, tuulimittari ja kosteusmittari; ja niin edelleen. Ennen kaikkea hän tunnetaan kuitenkin Micrographiasta, hänen tutkimuksensa mikroskoopilla, julkaistu vuonna 1665. Micrographiasta tuli yön yli tunne sen lisäksi, mitä hän kuvaili, mutta myös hänen tekemänsä upeat piirustukset.

Hän kuvasi uutta maailmaa hienojen piirustusten ohella nokkosen, kirpun ja ennen kaikkea korkin hunajakennorakenteen tai ”solujen” pistävistä karvoista. Hooke loi termin ”solut” kuvatessaan elävää kudosta. Mielenkiintoista on, että vaikka Hooke käytti yhdistemikroskooppia, hän huomasi, että se rasitti ja heikensi hänen näkökykynsä.Hän halusi käyttää Micrographiaan mieluummin yksinkertaista, yhden kullan ja nahan mikroskooppia, joka oli valmistettu kullasta ja nahasta ja valaistu kynttilällä. mikroskooppi?

Antonie van Leeuwenhoek – Mikroskoopin isä

Kuitenkin Leeuwenhoek asui samanaikaisesti Hooken kanssa ja hyödynsi Hooken työtä nostaakseen mikroskoopin suunnittelun uudelle hienostuneisuuden tasolle. Verhona hän tutki kangasta yksinkertaisella mikroskoopilla. Tutkijana hän alkoi kokeilla uusia tapoja jauhaa linssejä optisen laadun parantamiseksi. Yhteensä hän maadoitti noin 550 linssiä, joista joidenkin lineaarisen suurennusvoiman oli 500 ja erotteluvoiman miljoonasosa tuumaa – hämmästyttävä saavutus.

Leeuwenhoek kuvasi nämä saavutukset lähes 200 kirjeellä. Lontoon kuninkaalliseen seuraan, jossa vähintään yksi henkilö kuin Robert Hooke vahvisti heidät. Tämän työn tuloksena syntyi yksinkertainen, yhden linssin käsimikroskooppi. Näyte asennettiin osoittimen yläosaan, jonka yläpuolella oli kupera linssi kiinnitettynä metallipidikkeeseen. Sitten näytettä tarkasteltiin mikroskoopin toisella puolella olevan reiän läpi ja kohdennettiin ruuvilla.

Ehkä hänen tunnetuin kokeilunsa tapahtui vuonna 1674, kun hän katseli järvivettä:

”Näin nyt selvästi, että nämä olivat pieniä ankeriaita, tai matoja, jotka makaavat kaikki koottuina yhteen ja vääntelevät aivan kuin olisit katseella silmällä kokonainen kylpytynnyri pieniä ankeriaita ja vettä, ja ankeriaat vääntelivät keskenään; ja koko vesi näytti elävän näiden monenlaisten eläinpakkausten kanssa.

Tämä oli minulle kaikkien niiden ihmeiden joukossa, jotka olen löytänyt luonnossa, kaikkein ihmeellisin; ja minun on sanottava omalta puolestani, että enempää silmieni edessä on jo tullut miellyttävä näky, että nämä monet tuhannet elävät olennot ovat nähneet kaikki elossa pienessä vesipisarassa, liikkumassa keskenään, jokaisella usealla olennolla on oma oikea liikkeensä. ”

Hänellä oli löysi bakteereja. Hän oli ansainnut mikroskoopin isän tittelin. Mielenkiintoista on, että kesti vuoteen 1839, lähes kaksisataa vuotta myöhemmin, ennen kuin solut tunnustettiin lopulta elämän perusyksiköiksi.

1700–1900-luvut

Seuraava merkittävä askel historiassa mikroskoopista tapahtui vielä 100 vuotta myöhemmin, kun Charles Hall keksi akromaattisen linssin 1730-luvulla. Hän huomasi, että käyttämällä toista erimuotoista ja taittokykyistä linssiä hän pystyi suunnittelemaan värejä muuttamalla mahdollisimman vähän ensimmäisen linssin suurennusta.

Sitten vuonna 1830 Joseph Lister ratkaisi pallopoikkeamien ongelman ( valo taipuu eri kulmissa riippuen siitä, mihin se osuu linssiin) sijoittamalla linssit tarkalle etäisyydelle toisistaan. Yhdessä nämä kaksi löytöä auttoivat parantamaan huomattavasti kuvan laatua. Aikaisemmin lasin ja epätäydellisen linssin heikon laadun vuoksi mikroskopistit eivät olleet katsoneet muuta kuin vääristyneitä kuvia – aivan kuten ensimmäiset radiot olisivatkin erittäin säröillä.

On syytä muistaa, että tähän asti jokainen uusi askel on ollut linssien laadussa tai käytössä. Sitten vuonna 1863 yksi monista uusista mikroskooppivalmistajista, Ernst Leitz -yhtiö, käsitteli mekaanista ongelmaa ottamalla käyttöön ensimmäisen pyörivän tornin, jolla oli vähintään viisi tavoitetta.

Tätä parannusta seurattiin nopeasti vuonna 1866, kun Carl Zeiss värväsi Ernst Abben Zeissin optisten tehtaiden tutkimusjohtajaksi. Abbe laati puitteet sille, mistä tulisi moderni laskennallisen optiikan kehittämisen lähestymistapa. Hän teki selväksi eron suurennuksen ja tarkkuuden välillä ja kritisoi käytäntöä käyttää liian suurella okulaareilla ”tyhjää suurennusta”. Vuoteen 1869 mennessä hänen työnsä tuotti uuden patentoidun valaistuslaitteen – Abbe-lauhduttimen.

Abbe Condenser: Abben työ mikroskooppisen kuvantamisen aaltoteorian (Abbe Sine Condition) ansiosta mahdollisti uuden seitsemäntoista mikroskooppitavoitetta – kolme näistä oli ensimmäisiä upotustavoitteita, ja kaikki ne suunniteltiin matemaattisen mallinnuksen perusteella. Kuten Abbe totesi, hänen luomuksensa perustuivat ”käytettyjen materiaalien tarkkaan tutkimukseen, kyseiset mallit määritetään laskemalla viimeinen yksityiskohta – jokainen kaarevuus, jokainen paksuus, linssin aukko – siten, että kaikki kokeiluvirheen lähestymistavat suljetaan pois. ”

Tästä lähtien mikroskoopit suunniteltiin fyysisen äänilakien eikä kokeilun perusteella. ja virheitä, jotka olivat olleet tyypillisiä tienraivaajille. Samaan aikaan useat yritykset perustivat erikoistuneita tuotantolaitoksia, jotka keskittyivät tarkkuusmikroskooppien valmistukseen. Tutkimus ja kehitys jatkoivat hedelmää.

Vuonna 1880 ensimmäiset mikrotomit alettiin käyttää, mikä mahdollisti merkittävästi ohuempien näytteiden valmistamisen näytteen parantamiseksi. Vuonna 1893 toinen Zeissin työntekijä, August Kohler, keksi vertaansa vailla olevan valaistusjärjestelmän, joka tunnetaan edelleen nimellä Kohler-valaistus. Kaksinkertaisten kalvojen avulla järjestelmä tarjoaa kolminkertaiset edut tasaisesti valaistusta näytteestä, kirkkaasta kuvasta ja vähäisestä häikäisystä. Toisin sanoen Kohler saavutti melkein täydellisen kuvan.

Mikroskooppien massamarkkinat olivat saapuneet samanaikaisesti tarkkuussuunnittelun kanssa, eikä ole ihme, että saatiin lukuisia upeita tuloksia: Walter vuonna 1879 Flemming löysi solumitoosin ja kromosomit, joka on tunnustettu kaikkien aikojen sadan tärkeimmän tieteellisen saavutuksen joukkoon.

1900-luku

1800- ja 1900-lukujen vaihteessa Louis Pasteur keksi pastöroinnin samalla kun Robert Koch löysi kuuluisat tai surullisen postulaatit: pernaruttobacillus, tuberkuloosibacillus ja kolera-vibrio.

UV ja vaihe: Vuoteen 1900 mennessä näkyvän valon mikroskooppien erottelukyvyn teoreettinen raja (2000 angströmiä) oli saavutettu. Vuonna 1904 Zeiss voitti tämän rajoituksen ottamalla käyttöön ensimmäisen kaupallisen UV-mikroskoopin, jonka resoluutio oli kaksi kertaa suurempi kuin näkyvän valon mikroskoopilla.Vuonna 1930 Fritz Zernike huomasi voivansa tarkastella tahrattomia soluja käyttämällä säteiden vaihekulmaa. Zeissin kannustamana hänen vaihekontrastiinnovaationsa otettiin käyttöön vasta vuonna 1941, vaikka hän voitti Nobel-palkinnon työstään vuonna 1953.

Elektronimikroskoopit: Max Knoll ja Ernst Ruska keksivät ensimmäisen elektronimikroskoopin vuonna 1931 joka räjähti valon optisten rajoitusten ohi. Fysiikan mukaan valomikroskoopit rajoittuvat valofysiikan avulla 500x tai 1000x suurennukseen ja 0,2 mikrometrin resoluutioon.

Knoll ja Ruska rakensivat lähetyselektronin mikroskooppi (TEM) – joka lähettää elektronisäteen (vastakohtana valolle) näytteen läpi. Elektronisäteen myöhempi vuorovaikutus näytteen kanssa tallennetaan ja muunnetaan kuvaksi. Sitten vuonna 1942 Ruska kehitti TEM: ää rakentamalla ensimmäisen pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM), joka välittää elektronisuihkun näytteen poikki.

Ruskan periaatteet muodostavat edelleen perustan nykyaikaisille elektronimikroskoopeille. – mikroskoopit, jotka voivat saavuttaa suurennustason jopa 2 miljoonaa kertaa! Toinen merkittävä kehitys mikroskooppeille 1900-luvulla oli massamarkkinoiden kehitys. Alkoi 1800-luvulla, kun Leitz väitti vievänsä 50 000 mikroskooppia Yhdysvaltoihin, tämä trendi kiihtyi 1900-luvulla. Tämän seurauksena suuri joukko valmistajia ryhtyi tarjoamaan kilpailukykyisempää vaihtoehtoa vakiintuneille eurooppalaisille yrityksille, kuten Zeiss ja Leitz.

Kiina: Kiinasta on tullut merkittävä toimittaja jokapäiväiseen käyttöön tarkoitetut mikroskoopit, ja niiden optisen valmistuskyvyn kehittyessä toimittaa nyt optisia komponentteja joillekin tärkeimmille mikroskooppimerkkeille.Tällä markkinakehityksellä on ollut suotuisa vaikutus hintoihin. f-mikroskoopit, jotka mahdollistavat mikroskooppien leviämisen tutkijan alueen ulkopuolelle jokapäiväiseen kaupalliseen ja henkilökohtaiseen käyttöön.

Uudet valonlähteet – halogeeni, loisteputki ja LED ovat kaikki parantaneet tai lisänneet valomikroskoopin monipuolisuutta , kun taas puomitelineiden tulo on johtanut laajaan kaupalliseen tarkastukseen, jota ei voida suorittaa tavallisella jalustamikroskoopin alustalla. Viimeisin innovaatio on kuitenkin ollut digitaalisen mikroskoopin saapuminen.

Digitaaliset mikroskoopit: Digitaaliset mikroskoopit mahdollistavat suoran kuvan siirtämisen televisioon tai tietokoneeseen ja ovat auttaneet mullistamaan mikrovalokuvan. Digitaalimikroskoopit yksinkertaisesti integroivat digitaalimikroskooppikameran tavallisen mikroskoopin trinokulaariseen porttiin. Vaihtoehtoinen ja joustavampi ratkaisu on yksinkertaisesti sijoittaa digitaalinen mikroskooppikamera trinokulaarimikroskoopille!

Dino-Lite: Yksi alkuperäisimmistä innovaatioista 2000-luku on ollut Dino-Lite Digital -mikroskooppeja. Dino-Lite ovat digitaalisia kämmenmikroskooppeja, jotka eivät ole paljon suurempia kuin rasvainen kynä. Ne tarjoavat pienitehoisen zoomauskyvyn jopa 500x suurennuksella. Niillä on ollut merkittävä vaikutus teollisuuden tarkastussovelluksiin.