Ein Mikroskop (von, mikrós, "klein" und, skopeîn, "um zu schauen" oder "zu sehen"), ist ein Instrument, das verwendet ist, um Gegenstände zu sehen, die für das nackte Auge zu klein sind. Die Wissenschaft, kleine Gegenstände mit solch einem Instrument zu untersuchen, wird Mikroskopie genannt. Mikroskopisch bedeutet unsichtbar für das Auge, wenn nicht geholfen, durch ein Mikroskop.

Es gibt viele Typen von Mikroskopen, das allgemeinste und zu erfindende erste sind das optische Mikroskop, das Licht verwendet, um die Probe darzustellen. Andere Haupttypen von Mikroskopen sind das Elektronmikroskop (sowohl das Übertragungselektronmikroskop als auch das scannende Elektronmikroskop) und die verschiedenen Typen, Untersuchungsmikroskop zu scannen.

Geschichte

Das erste zu entwickelnde Mikroskop war das optische Mikroskop, obwohl der ursprüngliche Erfinder nicht leicht ist sich zu identifizieren. Ein frühes Mikroskop wurde 1590 in Middelburg, die Niederlande gemacht. Zwei Augenglas-Schöpfern wird Kredit verschiedenartig gegeben: Hans Lippershey (wer ein frühes Fernrohr entwickelt hat), und Zacharias Janssen. Giovanni Faber hat das Namenmikroskop für das zusammengesetzte Mikroskop von Galileo Galilei 1625 ins Leben gerufen (Galileo hatte es den "occhiolino" oder "wenig Auge" genannt).

Anstieg der modernen leichten Mikroskopie

Die erste ausführliche Rechnung des Innenaufbaus des lebenden auf dem Gebrauch eines Mikroskops gestützten Gewebes ist bis 1644, im L'occhio della mosca von Giambattista Odierna oder dem Auge der Fliege nicht erschienen.

Erst als die 1660er Jahre und die 1670er Jahre, dass das Mikroskop umfassend für die Forschung in Italien, Holland und England verwendet wurde. Marcelo Malpighi in Italien hat die Analyse von biologischen Strukturen begonnen, die mit den Lungen beginnen. Der Micrographia von Robert Hooke hatte einen riesigen Einfluss größtenteils wegen seiner eindrucksvollen Illustrationen. Der größte Beitrag ist aus Antoni van Leeuwenhoek gekommen, der rote Blutzellen und Spermatozoiden entdeckt hat und geholfen hat, Mikroskopie als eine Technik zu verbreiten. Am 9. Oktober 1676 hat Van Leeuwenhoek die Entdeckung von Kleinstlebewesen gemeldet.

1893 hat August Köhler eine Schlüsseltechnik für die Beispielbeleuchtung, Beleuchtung von Köhler entwickelt, die zur modernen leichten Mikroskopie zentral ist. Diese Methode der Beispielbeleuchtung verursacht äußerst gleiche Beleuchtung und überwindet viele Beschränkungen von älteren Techniken der Beispielbeleuchtung. Weitere Entwicklungen in der Beispielbeleuchtung sind aus Fritz Zernike 1953 und George Nomarski 1955 für ihre Entwicklung der Phase-Unähnlichkeit und Differenzialeinmischungskontrastbeleuchtung gekommen, die erlauben, durchsichtiger Proben darzustellen.

Elektronmikroskopie

Am Anfang der 1900er Jahre wurde eine bedeutende Alternative zur leichten Mikroskopie, mit Elektronen aber nicht Licht entwickelt, um das Image zu erzeugen. Ernst Ruska hat Entwicklung des ersten Elektronmikroskops 1931 angefangen, das das Übertragungselektronmikroskop (TEM) war. Das Übertragungselektronmikroskop arbeitet an demselben Grundsatz wie ein optisches Mikroskop, aber Gebrauch-Elektronen im Platz des Lichtes und der Elektromagneten im Platz von Glaslinsen. Der Gebrauch von Elektronen statt des Lichtes erlaubt eine viel höhere Entschlossenheit.

Der Entwicklung des Übertragungselektronmikroskops wurde 1935 durch die Entwicklung des scannenden Elektronmikroskops von Max Knoll schnell gefolgt.

Elektronmikroskope sind schnell populär folgend dem Zweiten Weltkrieg geworden. Ernst Ruska, an Siemens arbeitend, hat das erste kommerzielle Übertragungselektronmikroskop entwickelt, und wissenschaftliche Hauptkonferenzen für die Elektronmikroskopie haben angefangen, in den 1950er Jahren gehalten zu werden. 1965 wurde das erste kommerzielle scannende Elektronmikroskop von Professor Herr Charles Oatley und seinem Doktoranden Gary Stewart entwickelt und von Cambridge Instrument Company als der "Stereoscan" auf den Markt gebracht.

Abtastung der Untersuchungsmikroskopie

Die 1980er Jahre haben die Entwicklung der ersten Abtastungsuntersuchungsmikroskope gesehen. Das erste war die Abtastung tunneling Mikroskop 1981, entwickelt von Gerd Binnig und Heinrich Rohrer. Dem wurde 1986 mit Gerd Binnig, Quate und der Erfindung von Gerber des Atomkraft-Mikroskops nah gefolgt.

Fluoreszenz und leichte Mikroskopie

Die neusten Entwicklungen im leichten Mikroskop stehen größtenteils auf den Anstieg der Fluoreszenz-Mikroskopie in der Biologie im Mittelpunkt. Während der letzten Jahrzehnte des 20. Jahrhunderts, besonders im post-genomic Zeitalter, wurden viele Techniken für das Leuchtstoffbeschriften von Zellstrukturen entwickelt. Die Hauptgruppen von Techniken sind kleine chemische Färbung von Zellstrukturen, zum Beispiel DAPI, um DNA, Gebrauch von Leuchtstoffreportern konjugierten Antikörpern zu etikettieren, sehen

immunofluorescence und Leuchtstoffproteine, wie grünes Leuchtstoffprotein. Diese Techniken verwenden diese verschiedenen fluorophores für die Analyse der Zellstruktur an einem molekularen Niveau sowohl in lebenden als auch in festen Proben.

Der Anstieg der Fluoreszenz-Mikroskopie hat die Entwicklung eines modernen Hauptmikroskop-Designs, des confocal Mikroskops gesteuert. Der Grundsatz wurde 1957 von Marvin Minsky patentiert, obwohl Lasertechnologie praktische Anwendung der Technik beschränkt hat. Erst als 1978, als Thomas und Christoph Cremer das erste praktische confocal Laserabtastungsmikroskop und die Technik schnell entwickelt haben, Beliebtheit im Laufe der 1980er Jahre gewonnen hat.

Viel aktuelle Forschung (am Anfang des 21. Jahrhunderts) auf optischen Mikroskop-Techniken wird auf die Entwicklung der Superentschlossenheitsanalyse Leuchtstoff-etikettierter Proben eingestellt. Strukturierte Beleuchtung kann Entschlossenheit vor ungefähr zwei bis vier Malen verbessern, und Techniken wie stimulierte Emissionserschöpfungsmikroskopie nähern sich der Entschlossenheit von Elektronmikroskopen.

Typen

Mikroskope können in mehrere verschiedene Klassen getrennt werden. Eine Gruppierung basiert darauf, was mit der Probe aufeinander wirkt, um das Image, d. h., Licht (optische Mikroskope), Elektronen (Elektronmikroskope) oder eine Untersuchung zu erzeugen (Untersuchungsmikroskope scannend). Wechselweise können Mikroskope darauf klassifiziert werden, ob sie die Probe über einen Abtastungspunkt (confocal optische Mikroskope, Abtastung von Elektronmikroskopen und Abtastung von Untersuchungsmikroskopen) analysieren oder die Probe plötzlich (breites optisches Feldmikroskop und Übertragungselektronmikroskope) analysieren.

Das breite optische Feldmikroskop und Übertragungselektronmikroskop verwenden die Theorie von Linsen (Optik für leichte Mikroskope und Elektromagnet-Linsen für Elektronmikroskope), um das Image zu vergrößern, das durch den Durchgang einer Welle durch die Probe erzeugt ist, oder durch die Probe widerspiegelt ist. Die verwendeten Wellen sind (in optischen Mikroskopen) oder Elektronbalken (in Elektronmikroskopen) elektromagnetisch. Die Entschlossenheit in diesen Mikroskopen wird durch die Wellenlänge der Radiation beschränkt, die verwendet ist, um die kürzeren Beispielwellenlängen darzustellen, erlauben eine höhere Entschlossenheit.

Die Abtastung optischer und Elektronmikroskope, wie das confocal Mikroskop und die Abtastung des Elektronmikroskops, verwenden Linsen, um sich zu konzentrieren, ein Punkt des Lichtes/Elektronen auf die Probe analysieren dann die widerspiegelten und/oder übersandten Wellen. Der Punkt wird dann über die Probe gescannt, um ein rechteckiges Gebiet zu analysieren. Die Vergrößerung des Images wird durch das Anzeigen der Daten davon erreicht, ein kleines Beispielgebiet auf einem großen Schirm zu scannen. Diese Mikroskope haben dieselbe Entschlossenheitsgrenze wie breite optische Feld- und Elektronmikroskope.

Abtastungsuntersuchungsmikroskope analysieren auch einen einzelnen Punkt in der Probe und scannen dann die Untersuchung über ein rechteckiges Beispielgebiet, um ein Image aufzubauen. Da diese Mikroskope elektromagnetische oder Elektronradiation nicht verwenden, um darzustellen, sind sie derselben Entschlossenheitsgrenze wie die optischen und Elektronmikroskope nicht unterworfen, die oben beschrieben sind.

Optisch

Der allgemeinste Typ des Mikroskops — und des ersten erfunden — ist das optische Mikroskop. Das ist ein optisches Instrument, das eine oder mehr Linsen enthält, die ein vergrößertes Image einer ins im Brennpunkt stehende Flugzeug gelegten Probe erzeugen. Optische Mikroskope haben Refraktionsglas und gelegentlich Plastiks oder Quarzes, um Licht ins Auge oder einen anderen leichten Entdecker einzustellen. Spiegelbasierte optische Mikroskope funktionieren auf dieselbe Weise. Die typische Vergrößerung eines leichten Mikroskops, sichtbares Reihe-Licht annehmend, ist bis zu 1500x mit einer theoretischen Entschlossenheitsgrenze von ungefähr 0.2 Mikrometern oder 200 Nanometern. Spezialtechniken (z.B, confocal Mikroskopie, Vertico SMI scannend), können diese Vergrößerung überschreiten, aber die Entschlossenheit ist beschränkte Beugung. Der Gebrauch von kürzeren Wellenlängen des Lichtes, solcher als das ultraviolette, ist eine Weise, die Raumentschlossenheit des optischen Mikroskops zu verbessern, wie Geräte wie das nahe Feld sind, optisches Mikroskop scannend. Sarfus, eine neue optische Technik vergrößert die Empfindlichkeit des optischen Standardmikroskops zu einem Punkt es wird möglich, sich nanometric Filme (unten zu 0.3 Nanometern) und isolierte Nano-Gegenstände (unten zu 2 Nm-Diameter) direkt zu vergegenwärtigen. Die Technik basiert auf dem Gebrauch von nicht reflektierenden Substraten für die quer-polarisierte widerspiegelte leichte Mikroskopie.

Ultraviolettes Licht ermöglicht die Entschlossenheit von mikroskopischen Eigenschaften, sowie zu Bildproben, die zum Auge durchsichtig sind. In der Nähe vom leichten in verpfändeten Silikongeräten eingebetteten Infrarotbildschaltsystem, weil Silikon in diesem Gebiet durchsichtig ist. Viele Wellenlängen des Lichtes, im Intervall vom ultravioletten zum sichtbaren werden verwendet, um Fluoreszenz-Emission von Gegenständen zu erregen, um nach Augenmaß oder mit empfindlichen Kameras anzusehen.

Phase-Kontrastmikroskopie ist eine optische Mikroskopie-Beleuchtungstechnik, in der kleine Phase-Verschiebungen im Licht, das ein durchsichtiges Muster durchführt, in den Umfang oder die Kontraständerungen im Image umgewandelt werden.

Ein Phase-Kontrastmikroskop verlangt nicht, dass Färbung das Gleiten ansieht. Dieses Mikroskop hat es möglich gemacht, den Zellzyklus zu studieren.

Das traditionelle optische Mikroskop ist kürzlich in ein Digitalmikroskop modifiziert worden, wo, anstatt den Gegenstand direkt anzusehen, ein ladungsgekoppelter Halbleiterbaustein (CCD) verwendet wird, um das Image zu registrieren, das dann an einem Computermonitor gezeigt wird.

Elektron

Drei Hauptvarianten von Elektronmikroskopen bestehen:

• Abtastung des Elektronmikroskops (SEM): Blicke auf die Oberfläche des Hauptteils protestieren durch die Abtastung der Oberfläche mit einem feinen Elektronbalken. Siehe auch scannendes Umweltelektronmikroskop (ESEM).
• Übertragungselektronmikroskop (TEM): Pass-Elektronen durch die Probe, die der grundlegenden optischen Mikroskopie analog ist. Das verlangt sorgfältige Beispielvorbereitung, da Elektronen so stark durch die meisten Materialien gestreut werden. Das ist ein wissenschaftliches Gerät, das Leuten erlaubt, Gegenstände zu sehen, die normalerweise durch das nackte oder Auge ohne Unterstützung nicht gesehen werden konnten.

Abtastung der Untersuchung

• AFM, Atomkraft-Mikroskopie
• BEEM, ballistische Elektronemissionsmikroskopie
• EFM, elektrostatisches Kraft-Mikroskop
• ESTM elektrochemische Abtastung tunneling Mikroskop
• FMM, Kraft-Modulationsmikroskopie
• KPFM, kelvin untersuchen Kraft-Mikroskopie
• MFM, magnetische Kraft-Mikroskopie
• MRFM, Kernspinresonanz-Kraft-Mikroskopie
• NSOM, nahes Feld, optische Mikroskopie (oder SNOM scannend, optische Nah-Feldmikroskopie scannend)

• PFM, Piezokraft-Mikroskopie
• PSTM, Foton, tunneling Mikroskopie scannend
• PTMS, photothermische Mikrospektroskopie/Mikroskopie
• SAP, Atom-Untersuchung scannend
• SCM, Kapazitätsmikroskopie scannend
• SECM, elektrochemische Mikroskopie scannend
• SEM, Elektronmikroskopie scannend
• SGM, Tor-Mikroskopie scannend
• SICM, Mikroskopie der Ion-Leitfähigkeit scannend
• SPSM Drehung hat Abtastung tunneling Mikroskopie polarisiert
• STAMM, Übertragungselektronmikroskop scannend
• SThM, thermischen microscopy/annurev.matsci.29.1.505] scannend
• STM, tunneling Mikroskopie scannend
• SVM, Stromspannungsmikroskopie scannend
• SHPM, Saal scannend, untersuchen Mikroskopie
• SSM, TINTENFISCH-Mikroskop Scannend

Dieser Techniken sind SEM, STAMM, AFM und STM meistens verwendet.

Andere Typen

Die Abtastung akustischer Mikroskope verwendet Schallwellen, um Schwankungen im akustischen Scheinwiderstand zu messen. Ähnlich dem Echolot im Prinzip werden sie für solche Jobs wie das Ermitteln von Defekten in den Untergründen von Materialien einschließlich derjenigen verwendet, die in einheitlichen Stromkreisen gefunden sind.

Siehe auch

• Helle Feldmikroskopie
• Mikroskopie von Confocal
• Dunkle Feldmikroskopie
• Digitalmikroskop
• Fluoreszenz-Einmischung stellt Mikroskopie gegenüber
• Fluoreszenz-Mikroskop
• Laserfestnahme-Mikrosezieren
• Mikroskop-Image, das in einer Prozession geht
• Mikroskop-Gleiten
• Mikroskopie
• in: Ein Studienhandbuch zur Wissenschaft der Botanik an Wikibooks
• Phase-Kontrastmikroskopie
• Zeitachse der Mikroskop-Technologie
• Röntgenstrahlmikroskop

Links

• Meilensteine in der leichten Mikroskopie, Natur, die veröffentlicht
• Häufig gestellte Fragen auf optischen Mikroskopen
• Nikon MicroscopyU, Tutorenkurse von Nikon
• Molekulare Ausdrücke: Die Welt der Optik und Mikroskopie, staatlichen Universität von Florida erforschend.
• Mikroskope, die vom Bambus an Nature.com gemacht sind
• Audiomikroskop-Wörterverzeichnis
• Billings Mikroskop-Sammlungskatalog, nationales Museum der Gesundheit und Medizin.