令人難以置信的技術(shù)：如何探索微觀世界

自從羅伯特·胡克（Robert Hooke）shou次制作出精美的放大昆蟲素描以來，科學(xué)家就一直通過顯微鏡窺視世界。

微觀世界通常是指人類用肉眼看不到的事物。但多虧了顯微鏡，科學(xué)家才擁有了可視化活細胞內(nèi)部詳細結(jié)構(gòu)和動態(tài)過程的工具。如今的顯微鏡可以揭示從胰腺細胞中胰島素的分泌到活腦組織切片中化學(xué)交火的所有信息。

荷蘭眼鏡制造商漢斯·詹森（Hans Jansen）和他的兒子扎卡里亞斯（Zacharias）于1595年**了**臺復(fù)合顯微鏡，據(jù)荷蘭特使給法G法院的信說。顯微鏡由兩端帶有透鏡的試管組成，在其中改變透鏡之間的距離可以改變放大倍數(shù)。

胡克使用復(fù)合顯微鏡在他于1665年出版的書集《顯微照相》中創(chuàng)建了著名的草圖。荷蘭窗簾和顯微鏡制造商Antonie van Leeuwenhoek也是有幫助的，是**個描述水滴中精子細胞和細菌的人。[ 玻璃下的自然：維多利亞時代的顯微鏡幻燈片的畫廊 ]

今天的顯微鏡

但是自Hooke和van Leeuwenhoek時代以來，現(xiàn)代顯微鏡已經(jīng)走了很長一段路。田納西州納什維爾范德比爾特大學(xué)的生物物理學(xué)家戴維·皮斯頓說：“再也沒有人用眼睛看-一切都是數(shù)字的。”

活塞告訴LiveScience，顯微技術(shù)的主要進步在于相機。相機中的電子光傳感器  CCD比人眼敏感得多。消費相機市場已經(jīng)將優(yōu)質(zhì)顯微鏡相機的價格從約10萬美元降至3萬美元。

現(xiàn)代顯微鏡  具有三種口味：光學(xué)顯微鏡，電子顯微鏡和掃描探針顯微鏡。

在光學(xué)顯微鏡中，有廣角顯微鏡和共聚焦顯微鏡。廣角鏡包括您的基本光學(xué)顯微鏡，該顯微鏡具有一個或多個透鏡，用于放大樣品透射或反射的可見光。活塞說，它們非常適合觀察單層細胞或薄組織。

光學(xué)顯微鏡的主要優(yōu)點是它們能夠?qū)罴毎上瘛５撬鼈儍H限于約200納米的分辨率，其中1納米等于一米的十億分之一。為了進行比較，一張紙為100,000納米厚。

為了查看更詳細的信息，科學(xué)家使用了電子顯微鏡，該顯微鏡使用  電子束代替光來產(chǎn)生圖像。它們的分辨率比光學(xué)顯微鏡好得多，因為電子的波長比可見光短約100,000倍。但是，這種顯微鏡無法顯示活細胞，因為準(zhǔn)備步驟或高能電子束會殺死活細胞。

掃描探針顯微鏡使用物理探針掃描樣品并產(chǎn)生圖像。這些作用域使科學(xué)家能夠查看原子級或更小的事物。

哦，你會看到的東西

顯微鏡的用途從平凡到奧術(shù)。廣角顯微鏡的典型用途可能是觀察一種稱為轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì)如何與細胞DNA的一部分結(jié)合以激活特定基因。例如，轉(zhuǎn)錄因子的不正確結(jié)合在許多癌癥中起作用。

電子顯微鏡提供令人驚嘆的細節(jié)水平，可以揭示出精細的結(jié)構(gòu)。科學(xué)家已經(jīng)使用這些顯微鏡創(chuàng)建了紅細胞或人發(fā)的標(biāo)志性特寫圖像。

但zui終，顯微鏡的重要性在于活細胞的動力學(xué)，Piston說。“觀察事物如何運動的能力將真正改變我們對細胞的看法。”