Transcript Ιστορία Μικροσκοπίου

Ιστορία του
μικροσκοπίου
Καθηγήτρια Μ. Γεωργάτου
Ιστορία του μικροσκοπίου
 Η ιστορία του μικροσκοπίου
συνδέεται άμεσα με την
 ιστορία της οπτικής και
 της κατασκευής και
χρήσης φακών
Αρχαιότητα
 Δεν είναι γνωστό πότε
χρησιμοποιήθηκαν στην ιστορία της
ανθρωπότητας για πρώτη φορά οι
φακοί.
 Η επεξεργασία του γυαλιού ήταν
γνωστή στην αρχαιότητα….
 …η τεχνολογία όμως του γυαλιού
δεν ήταν αναπτυγμένη σε τέτοιο
βαθμό που να μπορούν να
παράγουν απόλυτα διαφανές
γυαλί.
Αρχαιότητα
 Πολλοί υποστηρίζουν ότι , οι αρχαίοι
έλληνες γνώριζαν το μεγεθυντικό
φακό..
 ….καθώς μπορούσαν να χαράξουν
νομίσματα των οποίων οι
λεπτομέρειες ξεπερνούν τη διακριτική
ικανότητα του ανθρώπινου ματιού.
 Το πιθανότερο όμως είναι ότι
χρησιμοποιούσαν ως μεγεθυντικό
φακό γυάλινες σφαίρες γεμάτες
νερό.
Στην αρχαιότητα
 ….ήταν γνωστό ότι
τα αντικείμενα
φαίνονται
μεγαλύτερα μέσα
στο νερό….
 Ο Ρωμαίος τραγωδός
Σενέκας, (1μΧ -65 μΧ),
 λέγεται ότι είχε διαβάσει όλα
τα βιβλία της Ρώμης
κοιτάζοντας μέσα από μια…
 …….γυάλινη σφαίρα γεμάτη
με νερό που μεγέθυνε τα
γράμματα.
Μεσαίωνας
 Μέχρι τα τέλη του 10ου αιώνα δεν
γνωρίζουμε αν είχε αξιοποιηθεί το
γυαλί για τη μεγέθυνση
γραμμάτων.
 Γύρω στο 1000 μχ γνωρίζουμε ότι
χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά
μια γυάλινη σφαίρα για τη
μεγέθυνση των γραμμάτων
 . Η σφαίρα αυτή ήταν γνωστή ως
«Η πέτρα του διαβάσματος»
•Στα τέλη του 13ου αιώνα ο
Salvino D'Armate
κατασκευάζει
•για πρώτη φορά φακούς
για οπτική χρήση .
Τα γυαλιά οράσεως
εξελίσσονται…..
Οι τρόποι προσαρμογής….
Και οι ………………θήκες
16ος αιώνας: Οι ανακαλύψεις
 Πέρασαν δύο αιώνες
μέχρι να συνδυαστούν
κατάλληλα οι φακοί κατά
τρόπον ώστε να
φαίνονται……..
 ………κοντά τα μακρινά
αντικείμενα
(τηλεσκόπιο)
 ………….μεγάλα τα μικρά
αντικείμενα
(μικροσκόπιο)
Το τηλεσκόπιο
 Το τηλεσκόπιο
 εφευρέθηκε κατά τον
16ο αιώνα
 από έναν Ολλανδό
κατασκευαστή φακών
 τον Hans Lippershey.
Το τηλεσκόπιο
 Αξιοποιήθηκε από τον
Γαλιλαίο για τη
συστηματική
παρατήρηση ουράνιων
σωμάτων όπως
 η επιφάνεια της
σελήνης, τα άστρα του
γαλαξία οι δορυφόροι
του Δία.
Το μικροσκόπιο
 Το πρώτο μικροσκόπιο
κατασκευάστηκε στην Αγγλία
το τέλος του 16 ου αιώνα.
 Αρχικά αποτελείτο από έναν
σωλήνα που είχε ένα φακό
στο ένα άκρο και στο άλλο
ένα δίσκο για το αντικείμενο
 Η μεγέθυνση ήταν μικρότερη
του δέκα .
 Το προσφιλές αντικείμενο
παρατήρησης ήταν……
 ……… οι ψύλλοι
 Γι αυτό τα αποκαλούσαν
«τα γυαλιά των ψύλλων»
Ο Zaccharias Janssen…….
 ………και ο γιός του Han το 1597
ανακάλυψαν έναν ιδιαίτερο
συνδυασμό δύο φακών.
 Ο ένας ήταν στο ένα άκρο του
σωλήνα – προσοφθάλμιος – και
ο άλλος κοντά στο αντικείμενο –
αντικειμενικός.
 Αυτή η διάταξη μεγέθυνε κατά
πολύ το αντικείμενο.
Το σύνθετο μικροσκόπιο
θεωρείται ότι κατασκευάστηκε
από μια τυχαία αλλαγή των
φακών στο τηλεσκόπιο
Ο Γαλιλαίος
 Το 1609
 ο Γαλιλαίος
κατασκευάζει
 σύνθετο
μικροσκόπιο
 με έναν κυρτό
και έναν κοίλο
φακό.
!7ος αιώνας: Οι πρώτες μικροσκοπικές
παρατηρήσεις
 1630: Τα πρώτα
σχέδια από
μικροσκοπικές
παρατηρήσεις:
 Οι μέλισσες του
Francesco Stelluti
Γεωργάτου Μ.
Ο Anthony van Leeuwenhoek
1632-1723
 …….Χρησιμοποιεί μικροσκόπιο με
έναν φακό τον οποίο όμως βελτιώνει
και επιτυγχάνει μεγαλύτερες
μεγεθύνσεις
Η «ηρωική» εποχή του
μικροσκοπίου....
....Εκτελούνται χιλιάδες επιτυχείς
μικροσκοπήσεις.
Γεωργάτου Μ.
Αντίγραφο του
μικροσκοπίου του
Leeuwenhoek
Αποκαλύπτεται ότι υπάρχουν
μικροσκοπικά επίπεδα ζωής
Ο Leeuwenhoek παρατηρεί για πρώτη
φορά στο μικροσκόπιο
 σπερματοζωάρια
 αιμοσφαίρια
 μικροοργανισμούς όπως
τροχόζωα
φύκη
βακτήρια
Γεωργάτου Μ.
1665: Robert Hooke
Robert Hooke
Ο Robert Hooke
Στο βιβλίο του Μικρογραφία (
χρησιμοποιεί τη λέξη “cell”- κύτταρο
για να περιγράψει
βιολογικές δομές που
παρατηρούσε στο κομμάτι ενός
φελλού.
Η έννοια όμως «κύτταρο» έχει για
τον Hooke διαφορετική σημασία.
 Θεωρούνται ως μικροί αγωγοί
μεταφοράς των υγρών των φυτών
και όχι ως η θεμελιώδης μονάδα της
ζωής.
Η αντίληψη αυτή διατηρήθηκε
Γεωργάτου Μ.
μέχρι τον 19ο αιώνα.
ΜΑΡΤΣΕΛΛΟ
ΜΑΛΠΙΓΓΙ
 Η χρήση του μικροσκοπίου σε
ιστολογικές παρατηρήσεις…
 …..αποκάλυπτε όλο και πιο λεπτές
κατασκευές στο επίπεδο των οποίων
εκτυλίσσονταν διάφορες λειτουργίες
 Πχ Μαλπιγγιανά σωμάτια
 στα νεφρά του ανθρώπου
Η εξέλιξη του μικροσκοπίου
 Μέχρι τα μέσα του 19ου αιώνα το
μικροσκόπιο κατασκευάζεται
χειροτεχνικά.
 Η ανάπτυξη ειδικών τεχνικών και
 η επίλυση προβλημάτων των
φακών επέτρεψε τη κατασκευή
 ισχυρών οπτικών μικροσκοπίων σε
ευρεία κλίμακα
http://bibliodyssey.blogspot.gr/2008/03/recreationalmicroscopy.html
 http://bibliodyssey.blogspot.gr/2008/08/early-microscopes.html
ος
19
αιώνας
 Το 1833 ο Robert Brown
δημοσίευσε τις μικροσκοπικές
του παρατηρήσεις
 στις ορχιδέες και
 περίγραψε τον πυρήνα των
κυττάρων.
Κυτταρική θεωρία
 Το 1838 οι Schleiden
Schwann πρότειναν την
κυτταρική θεωρία
παρατηρώντας ότι
 το εμπύρηνο κύτταρο
είναι η δομική και η
λειτουργική μονάδα στα
φυτά και τα ζώα
Παρατηρήσεις οργανιδίων
 Το 1857 ο Kolliker
περίγραψε
μιτοχόνδρια σε μυϊκά
κύτταρα.
Βελτίωση μικροσκοπίων
 Το 1876 ο Ernst Karl Abbe –
θεμελιωτής της σύγχρονης
οπτικής – ανέλυσε θεωρητικά
 την επίδραση της περίθλασης
στο σχηματισμό εικόνας στο
μικροσκόπιο και
 έδειξε πώς μπορεί να
βελτιωθεί ο σχεδιασμός των
μικροσκοπίων.
Χρωστικές
Το 1881 ο Retzius
έδωσε λεπτομερείς
περιγραφές πολλών
ζωικών ιστών.
Τις επόμενες δυο δεκαετίες
μαζί με τον Cajal και άλλους
ιστολόγους δημιούργησε
μεθόδους χρώσης
 και έτσι έβαλε τα θεμέλια της
μικροσκοπικής ανατομίας
χρωστικές
 Το 1882 ο Koch
χρησιμοποίησε
χρωστικές ανιλίνης
για να χρωματίσει
μικροοργανισμούς
και αναγνώρισε τα
βακτήρια της
φυματίωσης και της
χολέρας.
Luis Pasteur
Τις επόμενες δυο δεκαετίες,
 βακτηριολόγοι
όπως οι Klebs και Pasteur ,
αναγνώρισαν μικρόβια
υπεύθυνα για πολλές άλλες
ασθένειες,
εξετάζοντας χρωματισμένα
παρασκευάσματα με το
μικροσκόπιο.
Οργανίδιο / σωμάτιο Golgi
Το 1898
ο Golgi παρατήρησε και
περίγραψε
το σωμάτιο Golgi
χρησιμοποιώντας
νιτρικό άργυρο
ως χρωστική.
20ος αιώνας :
Νέοι τύποι μικροσκοπίων
 Το 1930 ο Lebedeff
σχεδίασε και κατασκεύασε
το πρώτο μικροσκόπιο
συμβολής,
 ενώ το 1932, ο Zernicke
επινόησε το μικροσκόπιο
αντιθέτων φάσεων.
 Αυτές οι δυο ανακαλύψεις
επέτρεψαν τη παρατήρηση
ζωντανών αχρωμάτιστων
κυττάρων
ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ
 Φωτεινού Πεδίου
 Σκοτεινού Πεδίου
 Πολώσεως
 Αντίθεσης Φάσεως
 Αντίθεσης διαφορικής
συμβολής
 Φθορισμού
 Τα βιολογικά δείγματα
(κύτταρα βακτήρια ζύμες
ιστοί) και τα συστατικά
τους είναι σχεδόν
διαφανή.
 Για την παρατήρησή τους
πρέπει να δημιουργήσουμε
κατάλληλες συνθήκες
αντίθεσης.
ηλεκτρονικό
μικροσκόπιο
 Πιο σωστά θα έπρεπε να
ονομάζεται ….
 …..Ηλεκτρονιακό
Μικροσκόπιο επειδή η
ακτινοβολία που
χρησιμοποιεί είναι ….
 ……επιταχυνμένα
ηλεκτρόνια.
ηλεκτρονικό μικροσκόπιο
διέλευσης
 Τα ηλεκτρόνια διαπερνούν το
παρασκεύασμα.
 Τα σημεία του παρασκευάσματος
που δεν είναι διαπερατά από τα
ηλεκτρόνια, μας δίνουν σκοτεινές
περιοχές
 ενώ αντίθετα τα διαπερατά σημεία
μας δίνουν φωτεινές περιοχές.
 Αυτή η διαφοροποίηση
επιτυγχάνεται με την εκλεκτική
«χρώση» του παρασκευάσματος
ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης ΗΜΣ
 εξετάζουμε την επιφάνεια
αντικειμένων με την χρήση
ηλεκτρονικής δέσμης.
 χρησιμοποιούνται ηλεκτρόνια και
ηλεκτρομαγνητικοί φακοί για την
δημιουργία ειδώλου της
 επιφανείας ενός αντικειμένου
 στην οθόνη ηλεκτρονικού
υπολογιστή ή μιας τηλεόρασης
 Πώς μπορούμε να "δούμε" τα
μικρά πράγματα;
 •Πόσο μικρά είναι τα «πράγματα»;
 •Γιατί οπτική μικροσκοπική
απεικόνιση;
 •Δυνατότητα πολύ ψηλής
ευκρίνειας (σημερινό όριο: ~ 60 nm)
 •Δυνατότητα καθόλου ή ελάχιστης
επίδρασης στο δείγμα
Ένα σοβαρό πρόβλημα
 Η χρωματική απόκλιση
είναι ένα είδος
παραμόρφωσης που
οφείλεται στην αδυναμία
του φακού να εστιάσει όλα
τα χρώματα στο ίδιο
σημείο.
 Η διόρθωση αυτής της
παραμόρφωσης έγινε
δυνατή με τη βοήθεια των
αχρωματικών φακών.
΄
αχρωματικοί φακοί
 Οι πρώτοι αχρωματικοί
φακοί κατασκευάστηκαν
στις αρχές του 18ου αιώνα
 Όμως μικροί αχρωματικοί
φακοί κατάλληλοι για το
μικροσκόπιο
κατασκευάστηκαν στις
αρχές του 19ου αιώνα και
επέτρεψαν την ανάπτυξη
της μικροσκοπίας