今天的顯微鏡提供了看不見的視圖。上圖：熱液蠕蟲，用電子顯微鏡成像

自從羅伯特胡克第一次畫出精美的放大昆蟲草圖以來，科學(xué)家們就一直在通過顯微鏡觀察這個世界。

VMB1100PH 暗視野生物顯微鏡

微觀世界一般是指人類肉眼看不到的東西。但多虧了顯微鏡，科學(xué)家們有了工具來可視化活細(xì)胞內(nèi)部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和動態(tài)過程。今天的顯微鏡可以揭示從胰腺細(xì)胞中胰島素的分泌到活腦組織切片中的化學(xué)交火的一切。

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根據(jù)荷蘭特使致法國宮廷的信件，荷蘭眼鏡制造商 Hans Jansen 和他的兒子 Zacharias 于 1595 年發(fā)明了第一臺復(fù)合顯微鏡。顯微鏡由兩端帶有透鏡的管組成，其中改變透鏡之間的距離會改變放大倍數(shù)。

胡克在 1665 年出版的著作《顯微圖》中使用復(fù)合顯微鏡繪制了著名的草圖。荷蘭布簾和顯微鏡制造商安東尼·范·列文虎克也發(fā)揮了重要作用，他是第一個描述水滴中的精子細(xì)胞和細(xì)菌的人。

今天的顯微鏡

但自胡克和范列文虎克時代以來，現(xiàn)代顯微鏡已經(jīng)走過了漫長的道路。田納西州納什維爾范德比爾特大學(xué)的生物物理學(xué)家大衛(wèi)·皮斯頓說：“沒有人再用眼睛看——一切都是數(shù)字化的?！?/p>

Piston 告訴 LiveScience，顯微鏡技術(shù)的主要進(jìn)步在于相機(jī)。相機(jī)中的電子光傳感器 CCD 比人眼敏感得多。Piston 說，消費相機(jī)市場已經(jīng)把一臺好的顯微鏡相機(jī)的價格從大約 10 萬美元降到了 3 萬美元。

現(xiàn)代顯微鏡分為三種：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，它有一個或多個透鏡來放大樣品透射或反射的可見光。Piston 說，它們非常適合觀察單層細(xì)胞或薄組織。

光學(xué)顯微鏡的主要優(yōu)點是它們能夠?qū)?a href="/solutions/cell-mb/" title="細(xì)胞" target="_blank" >細(xì)胞進(jìn)行成像。但它們僅限于大約 200 納米的分辨率，其中一納米是十億分之一米；相比之下，一張紙的厚度為 100,000 納米。

為了看到更精細(xì)的細(xì)節(jié)，科學(xué)家們使用電子顯微鏡，它使用電子束而不是光來產(chǎn)生圖像。它們比光學(xué)顯微鏡具有更好的分辨率，因為電子的波長比可見光短約 100,000 倍。然而，這種顯微鏡無法顯示活細(xì)胞，因為制備步驟或高能電子束會殺死它們。

掃描探針顯微鏡使用物理探針掃描樣品并產(chǎn)生圖像。這些范圍使科學(xué)家能夠查看原子級別或更小的事物。

相關(guān)儀器 生物顯微鏡

你會看到的東西

顯微鏡的用途從平凡到神秘。廣角顯微鏡的一個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(xì)胞 DNA 的一部分結(jié)合以激活特定基因。例如，轉(zhuǎn)錄因子的不當(dāng)結(jié)合在許多癌癥中都起作用。

神經(jīng)科學(xué)家經(jīng)常使用共聚焦顯微鏡來觀察神經(jīng)元之間突觸的活動。Piston 說，他們甚至可以看到動物大腦的活切片。

電子顯微鏡提供了驚人的細(xì)節(jié)水平，可以揭示精細(xì)的結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)家們已經(jīng)使用這些顯微鏡創(chuàng)建了紅細(xì)胞或人類頭發(fā)的標(biāo)志性特寫圖像。

但歸根結(jié)底，顯微鏡的重要性在于活細(xì)胞的動力學(xué)，Piston 說?！坝^察事物如何移動的能力將真正改變我們對細(xì)胞的看法?！?/p>

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