Для исследования биологических объектов первым использовал микроскоп кто: Кто первым использовал микроскоп – Статьи на сайте Четыре глаза

ОГЭ 2017. Биология. Вариант 1 – iq2u – Тесты. Тест. Тесты онлайн. Онлайн тесты. Онлайн тест. Тест онлайн. Тестирование. Тесты с ответами. Пройти тест

Пройдите тест, узнайте свой уровень и посмотрите правильные ответы!

Категория:

Биология

 

Уровень:

ОГЭ

---

Первым использовал микроскоп для исследования биологических объектов и ввел в науку термин клетка:

Матиас Шлейден

Роберт Гук

Теодор Шванн

Антони ван Левенгук

Основным свойством плазматической мембраны является:

сократимость

непроницаемость

абсолютная возбудимость

избирательная проницаемость

Неклеточной формой жизни является:

бактерия

циста амебы

сине-зеленая водоросль

Плоские черви являются более прогрессивными животными по сравнению с кишечнополостными, так как:

имеют уплощенную форму тела

имеют третий слой клеток

дышат всей поверхностью тела

являются хищниками

Земноводные дышат при помощи:

кожи и легких

легочных мешков

трахей и жабр

Синантроп является представителем:

людей современного типа

древних людей

древнейших людей

обезьяноподобных предков человека

Путь, по которому проходят нервные импульсы от рецептора к исполнительному органу, называется:

рефлексом

рефлекторной дугой

торможением

раздражимостью

Одной из причин малокровия может быть:

уменьшение числа тромбоцитов

уменьшение числа лейкоцитов

снижение уровня гемоглобина

увеличение числа эритроцитов

Артерии – это сосуды, по которым:

движется только артериальная кровь

кровь движется от сердца

движется только венозная кровь

кровь движется к сердцу

Совокупность протекающих в живых организмах химических реакций, обеспечивающих рост, развитие, жизнедеятельность и размножение, называется:

пластический обмен

обмен веществ

энергетический обмен

минеральный обмен

Зрачок глаза находится в центре:

сетчатки глаза

белочной оболочки

радужной оболочки

хрусталика

Под высшей нервной деятельностью И.

П. Павлов понимал:

деятельность, обеспечивающую нормальные сложные отношения целого организма с внешним миром

приспособленность организмов к условиям внешней среды

совокупность безусловных рефлексов

совокупность инстинктов

При растяжении и вывихах для оказания первой помощи нужно:

приложить к поврежденному месту холод и туго забинтовать сустав

наложить жгут

сделать искусственное дыхание

положить к поврежденному месту согревающий компресс

Экологическими факторами являются:

антропогенные факторы

все факторы, воздействующие на организм

биотические факторы

абиотические факторы

Экосистема – это совокупность:

живых организмов и компонентов неживой природы, связанных превращением энергии и обменом веществ

живых организмов разных видов

живых организмов одного вида, живущих на одной территории и свободно скрещивающихся друг с другом

компонентов неживой природы

Верны ли следующие суждения о строении спинного мозга человека?

А. Серое вещество располагается вокруг спинномозгового канала и состоит из двигательных и вставочных нейронов.
Б. Белое вещество не содержит тел нейронов и состоит из пучков нервных волокон.

верно только А

верно только Б

верны оба суждения

оба суждения неверны

Какие из перечисленных признаков характерны для костных рыб?

1) один круг кровообращения
2) сухая, ороговевающая кожа
3) трехкамерное сердце
4) наличие боковой линии
5) органы дыхания – жабры
6) наличие пятипалых конечностей

Известно, что обыкновенный (речной) бобр – полуводное млекопитающее из отряда грызунов, питающееся растительной пищей.

Используя эти сведения, выберите из приведенного ниже списка три утверждения, относящиеся к описанию данных признаков этого организма.
1) Длина тела бобра 100–130 см, а масса до 30 кг.
2) Бобры могут жить поодиночке, семьями и колониями.
3) Бобр валит деревья, подгрызая их стволы острыми крупными резцами.
4) На дне запруды бобр запасает корм на зиму: молодые ветки.
5) Строит «хатки» и плотины из веток, стволов и земли на мелких речках и ручьях.
6) К началу ХХ века бобры были почти истреблены, но сейчас их численность восстанавливается.

Установите соответствие между особенностью строения и царством живых организмов, для которого эта особенность характерна. К каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго столбца.

ОСОБЕННОСТЬ СТРОЕНИЯ
А) не имеют рибосом
Б) имеют цитоплазму
В) имеют клеточное строение
Г) в экосистемах часто являются редуцентами
Д) не имеют клеточного строения
Е) проявляют признаки живого только в чужой клетке

ЦАРСТВО
1) Вирусы
2) Бактерии

А–1; Б–2; В–2; Г–2; Д–1; Е–1

А–1; Б–1; В–2; Г–2; Д–1; Е–1

А–1; Б–2; В–2; Г–1; Д–1; Е–1

А–1; Б–2; В–2; Г–2; Д–1; Е–2

Определите последовательность этапов в цикле развития человеческой аскариды, начиная с яйца.

1) выход личинок из яйца
2) попадание яиц в организм человека с пищей
3) продвижение личинок по дыхательным путям к глотке
4) внедрение личинок в стенку кишечника и попадание в кровь
5) попадание оплодотворенных яиц из кишечника человека в почву
6) развитие половозрелой аскариды в тонком кишечнике

124365

214365

213465

214635

Мы занимаемся обработкой ваших ответов

Проверь себя, пройди другие тесты онлайн

• ОГЭ 2019. Обществознание. Вариант 18 Нормы права, регулирующие лишь определенных круг общественных отношений, называются Верны ли следующие суждения о социал…
• ЕГЭ 2017. Биология. Вариант 87 Какой уровень организации живой материи представляет собой совокупность разных популяций живых организмов смешанного лес…
• ОГЭ 2019. История. Вариант 14 К IX в. относится Отраженные на схеме события произошли в Пресечение правящей династии Рюриковичей стало одной из причин…
• ОГЭ 2019. История. Вариант 15 Укажите имя князя, к деятельности которого относится создание первого русского сборника законов «Русская Правда&quo…
• ОГЭ 2017. Биология. Вариант 58 Наука экология изучает Цепями питания называют Все виды, образующие пищевую сеть, существуют за счет органического вещес…
• Животные. Надкласс Рыбы. Тест 2. 7 класс У представителей хрящевых рыб акул жаберные крышки… Среди плавников акул парными являются… Представителями хрящекост…
• Тест 67. Биология. 9 класс. Закономерности изменчивости: мутационная изменчивость Мутагенное действие алкоголя способствует появлению потомства с: Основная причина возникновения геномных мутаций:
• Тест 2. Биология. 9 класс Ароморфозом, обеспечившим выход растений на сушу, стало появление: О том, что австралопитеки не владели речью, свидетель…
• ОГЭ 2020. Химия. Вариант 13 Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, при диссоциации которых анионов образуется больше, чем катионов….
• ОГЭ 2018. История. Вариант 10 Какие из названных событий могут быть отнесены ко времени правления Ивана III? Найдите в приведённом ниже списке два так.. .
• ОГЭ 2017. Биология. Вариант 50 Наружный слой кожи человека называется Специальный центр терморегуляции расположен в мозге Потеря человеком способности …
• Тест 75. Биология. 9 класс. Основы учения об эволюции В результате взаимодействия движущих сил эволюции происходит: Причина борьбы за существование: Среди движущих сил эволюц…

Микроскопы для исследования клеток: биохимический, микробиологический, гистологический, цитологический

В настоящее время медицина уже не представляет своего существования без высокотехнологичного оборудования, которое применяется для постановки диагноза и проведения разнообразных, как консервативных, так и оперативных манипуляций. Одним видом оборудования, без которого просто невозможна современная диагностика в сфере охраны здравоохранения является микроскоп для медицинских исследований.

Все сферы и направления медицинской деятельности так либо иначе связаны с микроскопированием и медицина стала буквально зависима от этого оборудования как в диагностике, так и в лечении.

Первым использовал микроскоп для исследования

История микроскопа берет свое начало с 156 года, когда Захарий и Ханс Янсен, специалисты, занимающиеся производством очков, впервые собрали первый вариант микроскопа. Первым использовал микроскоп для исследования биологических объектов Роберт Гук, ученый, который издал труд под названием «Микрография», где микроскоп стал применяться в качестве инструмента для исследования клеток, где и был впервые упомянут этот термин. А в 1674 году Левенгук создает микроскоп, который дал возможность исследовать живых одноклеточных организмов.

Какой микроскоп выбрать для исследования клеток?

Выбор микроскопа напрямую зависит от области, где это оборудование будет эксплуатироваться, например, лабораторная диагностика биологических жидкостей, цитологическое, гистологическое исследование требует применения различных видов микроскопов.

Микроскоп для биохимических исследований

Какими микроскопами пользуются лаборанты, для которых рутинным является ежедневное выполнения анализов крови, в частности биохимических анализов? зачастую в медицинских лабораториях, а также медицинских учебных заведениях используются бинокулярные микроскопы, увеличение которых составляет от 40 до 2000 крат. Это весьма простые и комфортные микроскопы, на окулярную головку которых с легкостью можно поместить как монокулярную, так и тринокулярную насадку, при помощи последней можно соединять медицинский микроскоп с камерой, которая способна выводить полученное изображение на экран монитора. Окуляры, как правило, имеют широкое поле зрения. Головка у такого оборудования построена по револьверному принципу, что обеспечивает легкое и четкое вращение и смешу объективов.

В современных микроскопах установлена светодиодная осветительная система, которая не только подает более качественный и интенсивный световой потом, но и не повреждает нативные образцы.

Микроскоп исследование мазка

Микроскопия мазков также происходит с применением микроскопов с различными характеристиками и техникой проведения.

Микроскопирование мазков из урогенитального тракта зачастую проводят при помощи светового микроскопа. Может проводиться исследование как живых, так и убитых микроорганизмов, также мазки могут изучаться как без окрашивания, так и могут окрашиваться различными видами красителей, например, окрашивание метиленовым-синим, по методу Грама.

Микроскоп для микробиологических исследований: достоинства и недостатки

Достоинствами такого вида исследования являются:

• Простой принцип выполнения анализа;
• Быстрое получение ответа;
• Низкая стоимость исследования.

Есть и некоторые недостатки:

• Исследование требует строгого соблюдения правил забора, окрашивания материала;
• Необходимость наличия навыков и опыта работы с таким оборудованием.

При помощи микроскопии мазков из урогенитального тракта проводиться диагностика таких патологий, как кандидоз, гонорея, хламидиоз, трихомониаз и другие.

Для исследований такого рода может применяться темнопольная микроскопия, фазово-контрастная микроскопия. Кроме определения микроорганизмов в мазке определяется наличие и количественный состав лейкоцитов, эритроцитов.

Может применяться такой микроскоп для исследования клеток в мазке крови.

Микроскоп для гистологических исследований

Микроскоп для гистологических исследований предназначен для изучения микроструктуры биологических тканей. Применение оптического оборудования в соответствующей сфере строго регламентируется приказами. Во всех законодательных актах звучат такие формулировки, как «микроскоп лабораторный стандартный», «световой микроскоп», «фотомикроскоп».

Какие требования предъявляются для такого оборудования, как микроскоп для морфологических исследований?

Выбор микроскопа для гистологических исследований должен пасть на оборудование, обладающее следующими характеристиками:

• Установленная на микроскопе осветительная система по Келеру;
• Объективы планахромат, которые устраняют хроматические аберрации;
• Широкое поле зрение микроскопического оборудования, при этом, чтобы четкость изображения сохранялась на всем поле;
• Наличие би- либо тринокулярного тубуса;
• Возможность подключения к оборудованию цифровой камеры;
• Возможность применения методик поляризации, люминесценции.

Наиболее часто используемыми объективами в гистологических исследованиях является оптика с четыре-, десяти-, двадцати-, сорокакратным увеличением. Реже может использовать стократное увеличение.

Современные микроскопы обладают такой возможностью, как быстрая смена объективов, что позволяет выбрать наиболее комфортные условия для работы и получения качественного результата.

Часто ведется исследовательская работа с использованием микроскопа поляризационного. В чем отличия от светового микроскопа?

Можно сказать, что это модифицированный световой микроскоп, в котором установлены дополнительные поляризационные фильтры:

• Поляризатор, фильтр, расположенный между световым пучком и препаратом;
• Анализатор, фильтр, расположенный между задней линзой оптической системы и окуляром.

В гистологических исследованиях с применением микроскопии набирает обороты такое исследование, как иммуногистохимия, идентифицирующая онкоморфологические изменения тканей.

Макроскопическое исследование

Макроскопический метод исследования – это способ определения строения предмета или материала с помощью визуальной оценки или при небольших увеличениях (с применением лупы).

С помощью макроскопического изучения можно выявить следующие характеристики предмета:

• изучение внешнего вида;
• определение размеров объекта или его частей;
• выявление органолептических свойств, таких как цвет, запах, вкусовые показатели.

Макроскопическое исследование – это важная часть микроскопического метода анализа. Оценив большой объект, и определив наиболее важные его участки, можно приступать к детальному их микроскопированию.

Чтобы провести макроанализ, необходимо взять часть образца, положить его на ровную поверхность, и осмотреть визуально внешние признаки. В результате такого анализа описываются диагностические признаки объекта.

Ознакомится с разнообразием моделей и купить микроскоп для исследований можно с помощью нашего каталога.

History of Microscopes

Timeline of the Microscope

14 век: очков, впервые сделанных в Италии

1590: Два голландских производителя очков и команда Янса Захариаса и сына , 90 04 , создать первый микроскоп.

1667: Публикуется знаменитая «Микрография» Роберта Гука , в которой описываются различные исследования Гука с использованием микроскопа.

1675: Введите Антон ван Левенгук , который использовал микроскоп с одной линзой для наблюдения за насекомыми и другими образцами. Левенгук был первым, кто наблюдал за бактериями. 18 век: по мере совершенствования технологий микроскопия становилась все более популярной среди ученых. Частично это было связано с открытием, что сочетание двух типов стекла уменьшает хроматический эффект.

18:30: Джозеф Джексон Листер обнаруживает, что совместное использование слабых линз на разных расстояниях обеспечивает четкое увеличение.

1878: Математическая теория, связывающая разрешение с длиной волны света, была изобретена Эрнстом Аббе .

1903: Ричард Зигмонди изобретает ультрамикроскоп, который позволяет наблюдать образцы с длиной волны ниже длины волны света.

1932: Впервые исследуются прозрачные биологические материалы с использованием фазово-контрастного микроскопа, изобретенного Фрицем Ксернике .

1938: Всего через шесть лет после изобретения фазово-контрастного микроскопа появляется электронный микроскоп, разработанный Ernst Ruska , который понял, что использование электронов в микроскопии увеличивает разрешение.

1981: Трехмерные изображения образцов возможны с изобретением сканирующего туннельного микроскопа Гердом Биннигом и Генрихом Рорером .

Происхождение : Происхождение слова микроскоп согласно Онлайн-словарю этимологии следующее: 1656, от Mod.L. микроскопиум, лит. «прибор для наблюдения за малым», от греч. микро- (см.) + -скопион. «средство просмотра», от skopein «смотреть». Микроскопический «мельчайших размеров» засвидетельствован с 1760-х гг.

История составного микроскопа

Точно так же, как у греков была полностью функционирующая система лучистого нагрева, действовавшая за две тысячи лет до тех, которые только сейчас внедряются в США, так и происхождение сложного светового микроскопа, по-видимому, прослеживается, а не в Голландию, Англию или Францию ​​- но в Китай, что, возможно, уместно, учитывая нынешнее преобладание Китая в поставках составных световых микроскопов!

Водяной микроскоп

Согласно древнему китайскому тексту, китайцы рассматривали увеличенные образцы через линзу на конце трубки, которая была наполнена водой разного уровня в зависимости от желаемой степени увеличения. Гениально, эффективно и воспроизводимо в домашних условиях уже сегодня. То, что это произошло около 4000 лет назад при династии Чоу-Фу и более чем за 3500 лет до рождения «отца современной микроскопии», весьма примечательно.

То, что эти древние китайцы достигли уровня увеличения в 150 раз по сравнению с сегодняшним стандартом, или 100 моу, захватывает дух. Это как если бы они разработали городской автомобиль, который достиг Mach II. Если они и построили такую ​​машину, то никаких упоминаний о ней не было найдено. Точно так же нет других известных упоминаний о таком сложном устройстве микроскопа, пока мы снова не вернемся к грекам.

Не кто иной, как Аристотель довольно подробно описывает работу микроскопа. Греки, безусловно, хорошо использовали изогнутые линзы, которые являются важным компонентом любого стереомикроскопа или составного микроскопа. Древнегреческие мальчики, вероятно, разделяли чувство триумфа каждого американского мальчика, использующего изогнутую линзу или увеличительное стекло, чтобы разжечь огонь. Греки, однако, также использовали его для хирургических операций, но не на муравьях, как это делают маленькие мальчики, а на людях — для прижигания ран и поражений, вызванных проказой, и так далее.

Древние египтяне и римляне также использовали различные изогнутые линзы, хотя никаких упоминаний о составных микроскопах обнаружено не было. Однако греки дали нам слово «микроскоп». Оно происходит от двух греческих слов: «уикпос» — «маленький» и «окоттеу» — вид. Однако, хотя древние китайцы, греки и римляне применяли к этому вопросу свою безграничную мудрость, нет никаких известных упоминаний ни об использовании искусственного света, ни о множественных линзах. Другими словами, мы можем отдать должное древним за их дальновидность и достижения, но мы должны искать в другом месте, чтобы обнаружить как первый световой, так и составной микроскоп.

Невероятно, но следующие исторические упоминания, имеющие какое-либо отношение к микроскопам или, точнее, к оптике, относятся к 1200 годам после разграбления Рима, и даже тогда упоминаются только ссылки на использование линз при изобретении очков. Иными словами, некоторые из самых умных людей, которых когда-либо рождала планета, играли и работали с одиночными линзами в течение нескольких тысяч лет, не продвинувшись дальше.

Очки

Затем, всего за несколько коротких лет в Тоскане, Италия, двое мужчин заявили, что независимо друг от друга изобрели очки. Доказательство? Их надгробия! Один, Сальвано д’Араменто дельи Амати умер в 1284 году во Флоренции и утверждал, что держал процесс в тайне. Другой, Алессандро делла Спина , умер в 1317 году и утверждал, что раскрыл свой процесс. Пиза и Флоренция находятся всего в нескольких минутах ходьбы. Совпадение? Вам решать.

В любом случае, местный монах, Girodina da Rivalta , произнес проповедь в 1306 году, в которой он с энтузиазмом одобрил очки как потрясающее изобретение и мимоходом указал, что они используются уже около 20 лет. Наконец, в 1289 г., другой местный житель из семьи Попозо жаловался, что «я настолько истощен возрастом, что без очков, известных как очки, я больше не мог бы ни читать, ни писать».

Телескопы

Похоже, что примерно в то же время линзы использовались в первых телескопах. В 13 веке англичанин Роджер Бэкон подробно обсуждает их. И очки, и микроскопы имеют отношение к микроскопам, поскольку они отражают все более изощренное использование линз — основного оптического компонента любого микроскопа.

Затем, всего лишь 200-300 лет спустя, мы находим множество упоминаний и неопровержимых доказательств как телескопов, так и микроскопов. Наступил Ренессанс, а вместе с ним и обильный расцвет искусств и наук. Самое главное, с изобретением книгопечатания идеи и разработки могли распространяться легко и быстро. В результате работы Томаса Диггеса над телескопом в Англии в середине 16 века и работы Ганса Липперши , которые включали заявку на патент телескопа, были переданы другим, в том числе не менее гениальным, чем Галилео .

Galileo сразу начал работать с линзами. В короткие сроки он разработал усовершенствованный телескоп с фокусирующим устройством и отправился покорять звезды. Тем не менее, мы также должны воздать должное сэру Исааку Ньютону , который примерно в то же время в Великобритании изобрел телескоп-рефлектор.

Составные микроскопы

А как насчет микроскопов? Ну, тот же Ханс Липперши и его сын Захариас Ханссен экспериментировали с различными объективами. В конце 1590?s, они использовали несколько линз в трубке и были поражены, увидев, что объект на конце трубки был увеличен значительно больше, чем возможности увеличительного стекла. Они только что изобрели составной микроскоп. Другими словами, они обнаружили, что изображение, увеличенное одной линзой, может быть дополнительно увеличено второй или несколькими линзами.

     

Затем, в середине XVII века, англичанин Роберт Гук и голландец Энтони Ван Левенгук вывел микроскоп на новый уровень. Гук был болезненным гением, любившим экспериментировать. Он сделал это в огромном диапазоне научных областей исследования и с большим успехом. Он изобрел универсальный шарнир, ирисовую диафрагму (еще один ключевой компонент многих современных световых микроскопов), респиратор, анкерный спуск и пружину баланса для часов.

Он также разработал правильную теорию горения; разработал уравнение, описывающее эластичность, которое используется до сих пор (« Закон Гука «) и изобрел или усовершенствовал метеорологические приборы, такие как барометр, анемометр и гигрометр; и т. д. Но более всего он известен благодаря Micrographia , своим исследованиям с микроскопом, опубликованным в 1665 году. Внезапная сенсация не только из-за того, что он описал, но и из-за его превосходных рисунков. » из пробки. Именно Гук ввел термин «клетки» для описания живой ткани. Интересно, что, хотя Гук действительно использовал составной микроскоп, он обнаружил, что он сильно напрягает и ослабляет его зрение. Для своей «Микрографии» он предпочитал использовать простой однолинзовый микроскоп из золота и кожи с подсветкой от свечи. Возможно, первый световой микроскоп?

Антони ван Левенгук — отец микроскопа

Однако именно Левенгук жил в то же время, что и Гук, и опирался на работы Гука, чтобы поднять конструкцию микроскопа на новый уровень сложности. Как драпировщик, он использовал простой микроскоп для изучения ткани. Как ученый, он начал экспериментировать с новыми способами шлифовки линз с целью улучшения оптического качества. В общей сложности он отшлифовал около 550 линз, некоторые из которых имели линейное увеличение в 500 раз и разрешающую способность в одну миллионную долю дюйма — поразительное достижение.

Левенгук подробно описал эти достижения в почти 200 письмах в Королевское общество в Лондоне, где их подтвердил не кто иной, как Роберт Гук. Результатом всей этой работы стал простой ручной микроскоп с одной линзой. Образец крепился на вершине указки, над которой располагалась выпуклая линза, закрепленная на металлическом держателе. Затем образец просматривали через отверстие на другой стороне микроскопа и фокусировали с помощью винта.

Возможно, его самый известный эксперимент был проведен в 1674 году, когда он посмотрел на воду в озере:

«Теперь я очень ясно увидел, что это были маленькие угри, или черви, лежащие все сбившись в кучу и извивающиеся так, как если бы вы видели невооруженным глазом целую ванну маленьких угрей и воды, с угрями

Это было для меня из всех чудес, которые я открыл в природе, самым удивительным из всех, и я должен сказать, что для меня моя часть состоит в том, что до сих пор не было более приятного зрелища перед моими глазами, чем эти многие тысячи живых существ, увиденных всеми живыми в маленькой капле воды, движущимися друг среди друга, причем каждое отдельное существо имеет свое собственное движение».

Он открыл бактерии. Он заслужил титул Отца Микроскопа. Интересно, что только в 1839 году, почти двести лет спустя, клетки были окончательно признаны основными единицами жизни.

18/19 век

Следующий важный шаг в истории микроскопа произошел еще 100 лет спустя с изобретением ахроматической линзы Чарльзом Холлом в 1730-х годах. Он обнаружил, что, используя вторую линзу другой формы и преломляющих свойств, он может перестраивать цвета с минимальным влиянием на увеличение первой линзы.

Затем, в 1830 году, Джозеф Листер решил проблему сферической аберрации (свет преломляется под разными углами в зависимости от того, где он попадает на линзу), разместив линзы на точном расстоянии друг от друга. В совокупности эти два открытия способствовали заметному улучшению качества изображения. Раньше из-за плохого качества стекла и несовершенных линз микроскописты не видели ничего, кроме искаженных изображений — примерно так же, как первые радиоприемники давали сильный треск.

Стоит помнить, что до сих пор каждый новый шаг был связан с качеством или применением линз. Затем, в 1863 году, один из нескольких новых производителей микроскопов, Компания Ernst Leitz решила механическую проблему, представив первую револьверную башню с не менее чем пятью целями.

За этим усовершенствованием быстро последовали в 1866 году, когда Carl Zeiss нанял Эрнста Аббе в качестве директора по исследованиям в Zeiss Optical Works. Эббе изложил основу того, что станет современным подходом к разработке вычислительной оптики. Он разъяснил разницу между увеличением и разрешением и раскритиковал практику использования окуляров со слишком большим увеличением как «пустое увеличение». К 1869 г., его работа произвела новое запатентованное осветительное устройство — конденсатор Аббе.

Конденсор Аббе : Работа Аббе над волновой теорией микроскопического изображения (условие синуса Аббе) сделала возможной разработку нового ряда из семнадцати объективов микроскопа — три из них были первыми иммерсионными объективами, и все они были разработаны на основе математических моделирование. Как отмечал Эббе, его творения были «основаны на тщательном изучении используемых материалов, а соответствующие конструкции были определены путем расчетов до мельчайших деталей — каждой кривизны, каждой толщины, каждой апертуры линзы — так что любой метод проб и ошибок был оправдан». Исключенный.»

С этого момента микроскопы разрабатывались на основе надежных законов физики, а не методом проб и ошибок, характерным для первопроходцев. В то же время ряд компаний создали специализированные производства, ориентированные на производство прецизионных микроскопов. Исследования и разработки продолжали приносить плоды.

В 1880 году начали использовать первые микротомы, которые позволяли готовить значительно более тонкие образцы для улучшения качества образца. В 1893 году другой сотрудник Zeiss, Август Колер, разработал беспрецедентную систему освещения, которая до сих пор известна как подсветка Колера. Используя двойные диафрагмы, система обеспечивает тройное преимущество: равномерно освещенный образец, яркое изображение и минимальные блики. Другими словами, Колер добился почти идеального изображения.

Массовый рынок микроскопов появился в то же время, что и точное машиностроение, и неудивительно, что было получено множество ошеломляющих результатов: В 1879 году Уолтер Флемминг открыл клеточный митоз и хромосомы, достижение, признанное одним из 100 самых важные научные достижения всех времен.

20 век

На рубеже 19-20 веков Луи Пастер изобрел пастеризацию, а Роберт Кох открыл свои знаменитые или печально известные постулаты: бацилла сибирской язвы, бацилла туберкулеза и холерный вибрион.

УФ и фаза: К 1900 году был достигнут теоретический предел разрешения для микроскопов видимого света (2000 ангстрем). В 1904 году компания Zeiss преодолела это ограничение, представив первый коммерческий УФ-микроскоп с разрешением, в два раза превышающим разрешение микроскопа видимого света. В 1930 году Фриц Зернике обнаружил, что может видеть неокрашенные клетки, используя фазовый угол лучей. Отвергнутый Цейссом, его изобретение фазового контраста не было представлено до 1941 года, хотя в 1919 году он получил Нобелевскую премию за свою работу.53.

Электронные микроскопы: В 1931 году Max Knoll и Ernst Ruska изобрели первый электронный микроскоп, преодолевший оптические ограничения света. Физика диктует, что световые микроскопы ограничены физикой света до 500-кратного или 1000-кратного увеличения и разрешения 0,2 микрометра.

Нолл и Руска построили просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), который пропускает пучок электронов (в отличие от света) через образец. Последующее взаимодействие пучка электронов с образцом регистрируется и преобразуется в изображение. Затем, в 1942, Руска усовершенствовал ПЭМ, построив первый сканирующий электронный микроскоп (СЭМ), который пропускает пучок электронов через образец.

Принципы Руски до сих пор лежат в основе современных электронных микроскопов — микроскопов, которые могут достигать уровней увеличения до 2 миллионов раз! Вторым важным событием для микроскопов в 20-м веке стала эволюция массового рынка. Эта тенденция, начавшаяся в 19 веке, когда Лейтц заявил, что экспортировала в США 50 000 микроскопов, в 20 веке ускорилась. В результате появилось большое количество производителей, предлагающих более конкурентоспособные по цене альтернативы известным европейским компаниям, таким как Zeiss и Leitz.

Китай: Китай стал крупным поставщиком микроскопов для повседневного использования и, благодаря развитию своих оптических производственных мощностей, теперь поставляет оптические компоненты для некоторых основных брендов микроскопов. Эта рыночная тенденция благотворно повлияла на цену микроскопов, позволив микроскопам распространиться за пределы области ученого-исследователя для повседневного коммерческого и индивидуального использования.

Новые источники света — галогенные, люминесцентные и светодиодные — улучшили или добавили большую универсальность световому микроскопу, в то время как появление штативов со штангой привело к расширению возможностей коммерческого контроля, которые невозможно выполнить со стандартным основанием микроскопа. Однако самой последней инновацией стало появление цифрового микроскопа.

Цифровые микроскопы:  Цифровые микроскопы позволяют передавать живое изображение на экран телевизора или компьютера и помогли произвести революцию в микрофотографии. Цифровые микроскопы просто интегрируют камеру цифрового микроскопа в тринокулярный порт стандартного микроскопа. Альтернативным и более гибким решением является простое размещение камеры цифрового микроскопа на тринокулярном микроскопе!

Dino-Lite : Одной из наиболее оригинальных инноваций 21 века стали цифровые микроскопы Dino-Lite. Dino-Lite — это портативные цифровые микроскопы размером не больше толстой ручки. Они предлагают возможность масштабирования с низким энергопотреблением с увеличением до 500x. Они оказали заметное влияние на приложения промышленного контроля.

А теперь давайте восславим изобретение микроскопа | Наука

На изображении показан 12,5-дневный эмбрион мыши длиной 6 мм, полученный с помощью Mesolens. На вставке показано увеличенное изображение области глаза, на котором видны отдельные ядра клеток. С помощью Mesolens можно идентифицировать тонкие структуры всего эмбриона, такие как развивающиеся волокна сердечной мышцы, и мелкие детали глаза, такие как эндотелий роговицы. Джоанна Трегорд, Университет Стратклайда

Брэд Амос провел большую часть своей жизни, размышляя и исследуя крошечные миры. Сейчас ему 71 год, он работает приглашенным профессором в Университете Стратклайда в Шотландии, где возглавляет группу исследователей, разрабатывающих чрезвычайно большую новую линзу для микроскопа — длиной и шириной с человеческую руку. Названный одним из десяти лучших прорывов в мире физики в 2016 году, так называемый Mesolens настолько мощен, что может отображать целые опухоли или эмбрионы мыши в одном поле зрения, одновременно отображая внутренности клеток.

«У него большой охват объектива фотокамеры и высокое разрешение объектива микроскопа, поэтому он обладает преимуществами двух подходов», — говорит Амос. «Изображения чрезвычайно полезны».

Сегодня такие микроскописты, как Амос, работают по всему миру над созданием новых технологий, которые широко применяются в медицине и здравоохранении. Но все эти передовые достижения восходят к самым первым микроскопам, построенным в 16-м и 17-м веках. Несмотря на то, что они были передовыми для того времени, они не произвели бы на вас особого впечатления; которые были не намного сильнее, чем ручное увеличительное стекло.

Амос был одержим даже этими простейшими микроскопами с тех пор, как в детстве получил один на день рождения. Его интрига в микроскопических мирах стала ненасытной, когда он исследовал все, что мог найти, от силы внутри крошечных лопающихся пузырьков до того, как кусочки меди отливаются под уколом иглы. «Это как тесто для лепки, оно может быть очень мягким», — говорит Амос о меди. Он описывает свой трепет перед явлениями, которые он обнаружил в телескоп, которые он не мог увидеть невооруженным глазом: «Вы изучаете мир, который даже не подчиняется тем же правилам восприятия».

Такое любопытство к происходящему в крошечных мирах способствовало развитию микроскопии с самого ее зарождения. Голландский отец и сын по имени Ханс и Захариас Янссен изобрели первый так называемый составной микроскоп в конце 16-го века, когда они обнаружили, что, если они поместят линзу вверху и внизу трубки и будут смотреть через нее, объекты на другой конец стал увеличенным. Устройство заложило важнейшую основу для будущих прорывов, но увеличило его только в 3-9 раз.

Качество изображения было в лучшем случае посредственным, говорит Стивен Рузин, микроскопист и куратор коллекции микроскопов Голуба в Калифорнийском университете в Беркли. «Я просматривал их, и они действительно ужасны», — говорит Рузин. «Ручные линзы были намного лучше».

Несмотря на то, что они обеспечивали увеличение, эти первые составные микроскопы не могли увеличить разрешение, поэтому увеличенные изображения казались размытыми и затемненными. В результате никаких значительных научных прорывов от них не произошло около 100 лет, говорит Рузин.

Но к концу 1600-х годов усовершенствования линз повысили качество изображения и силу увеличения до 270 крат, что проложило путь к крупным открытиям. В 1667 году английский естествоиспытатель Роберт Гук опубликовал знаменитую книгу «Микрография» с замысловатыми рисунками сотен образцов, которые он наблюдал, включая отдельные участки ветки травянистого растения. Он назвал секции клетками, потому что они напомнили ему кельи в монастыре, и таким образом стал отцом клеточной биологии.

Рисунки из «Микрографии» Роберта Гука, где он нарисовал первую растительную клетку, когда-либо обнаруженную на этой сосновой ветке. Роберт Гук, Micrographia / Wikimedia Commons

В 1676 году голландский торговец тканями, ставший ученым, Антони ван Левенгук усовершенствовал микроскоп, намереваясь изучить ткань, которую он продавал, но непреднамеренно сделал новаторское открытие существования бактерий. Его случайное открытие открыло область микробиологии и основу современной медицины; почти 200 лет спустя французский ученый Луи Пастер определил, что причиной многих болезней являются бактерии (до этого многие ученые верили в теорию миазмов, согласно которой мы заболеваем от гнилого воздуха и неприятных запахов).

«Это было грандиозно», — говорит Кевин Элисейри, микроскопист из Висконсинского университета в Мэдисоне, о первоначальном открытии бактерий. «Было много путаницы по поводу того, что сделало тебя больным. Идея о том, что в воде есть бактерии и прочее, была одним из величайших открытий всех времен».

В следующем году, в 1677 году, Левенгук сделал еще одно важное открытие, впервые идентифицировав человеческую сперму. Студент-медик принес ему эякулят больного гонореей для изучения под микроскопом. Левенгук согласился, обнаружил крошечных хвостатых животных, а затем обнаружил таких же извивающихся «анималкулов» в собственном образце спермы. Он опубликовал эти новаторские открытия, но, как и в случае с бактериями, прошло 200 лет, прежде чем ученые поняли истинное значение открытия.

К концу 1800-х годов немецкий ученый по имени Вальтер Флемминг открыл деление клеток, которое спустя десятилетия помогло понять, как растет рак, — открытие, которое было бы невозможно без микроскопов.

«Если вы хотите нацелиться на часть клеточной мембраны или опухоль, вы должны наблюдать за этим», — говорит Элисейри.

В то время как оригинальные микроскопы, которые использовали Гук и Левенгук, возможно, имели свои ограничения, их основная структура, состоящая из двух линз, соединенных трубкой, оставалась актуальной на протяжении веков, говорит Элисейри. За последние 15 лет достижения в области визуализации перешли в новые области. В 2014 году группа немецких и американских исследователей получила Нобелевскую премию по химии за метод, называемый флуоресцентной микроскопией сверхвысокого разрешения, настолько мощный, что теперь мы можем отслеживать отдельные белки по мере их развития внутри клеток. Этот развивающийся метод, ставший возможным благодаря инновационной технике, которая заставляет гены светиться или «флуоресцировать», имеет потенциальное применение в борьбе с такими заболеваниями, как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.

Итальянский микроскоп из слоновой кости середины 1600-х годов, часть коллекции Голуба в Калифорнийском университете в Беркли. Коллекция Голуба в Калифорнийском университете в Беркли.

Рузин возглавляет Центр биологической визуализации в Калифорнийском университете в Беркли, где исследователи используют эту технологию для изучения всего, от микроструктур внутри паразита Giardia до расположения белков в бактериях. Чтобы помочь представить современные исследования в области микроскопии в контексте, он делится со своим студентом некоторыми из самых старых предметов из коллекции Голуба — одной из крупнейших публично выставленных коллекций в мире, содержащей 164 старинных микроскопа, датируемых 17 веком. студенты. Он даже позволяет им обращаться с некоторыми из самых старых в коллекции, в том числе с итальянской, сделанной из слоновой кости около 1660 года.0005

«Я говорю: «Не фокусируйся, потому что он сломается», но я позволяю ученикам просмотреть его, и это как бы возвращает его домой», — говорит Рузин.

Тем не менее, несмотря на мощь микроскопии сверхвысокого разрешения, она ставит новые задачи. Например, каждый раз, когда образец движется в высоком разрешении, изображение размывается, говорит Рузин. «Если клетка вибрирует только за счет теплового движения, подпрыгивая от ударов молекул воды, потому что они теплые, это убьет сверхразрешение, потому что на это требуется время», — говорит Рузин. (По этой причине исследователи обычно не используют микроскопию сверхвысокого разрешения для изучения живых образцов.)

Но такие технологии, как Mesolens Амоса — с гораздо меньшим увеличением, всего в 4 раза, но с гораздо более широким полем зрения, способным захватывать до 5 мм или шириной с ноготь на мизинце, — могут отображать живые образцы. Это означает, что они могут наблюдать за развитием эмбриона мыши в режиме реального времени, следя за генами, связанными с сосудистыми заболеваниями у новорожденных, по мере их внедрения в эмбрион. До этого ученые использовали рентгеновские лучи для изучения сосудистых заболеваний у эмбрионов, но не доводили детали до клеточного уровня, как в случае с Mesolens, говорит Амос.

«Почти неслыханно, чтобы кто-либо разработал новый объектив для световой микроскопии, и мы сделали это, чтобы попытаться приспособить новые типы образцов, которые хотят изучать биологи», — говорит коллега Амоса Гейл МакКоннелл из Университета Стратклайда в Глазго. , объясняя, что ученые заинтересованы в изучении целых организмов, но не хотят жертвовать количеством деталей, которые они могут видеть.

До сих пор индустрия хранения данных проявляла интерес к использованию Mesolens для изучения полупроводниковых материалов, а представители нефтяной промышленности были заинтересованы в использовании его для получения изображений материалов с перспективных буровых площадок. Конструкция линзы особенно хорошо улавливает свет, позволяя исследователям наблюдать за сложными деталями, такими как клетки в метастазирующей опухоли, мигрирующие наружу. Но истинный потенциал этих новых методов еще предстоит увидеть.

«Если вы разработаете цель, отличную от всего, что было сделано за последние 100 лет, это откроет множество неизвестных возможностей», — говорит Амос. «Мы только начинаем понимать, что это за возможности».

Примечание редактора, 31 марта 2017 г.: этот пост был отредактирован, чтобы отразить, что Левенгук не улучшал составной микроскоп и что коллекция Рузина восходит к 17 веку.

Луна описана в Микрография Викисклад Подберезовики и листья мимозы Викисклад Стивен Рузин из Калифорнийского университета в Беркли говорит, что «Микрографию » Гука , опубликованную в 1665 году, можно сравнить с Библией Гутенберга для биологов, содержащей первые в истории подробные рисунки микроскопических образцов, начиная от пыльцевых зерен и заканчивая тканью. Осталось менее 1000 копий, но изображения продолжают вдохновлять микроскопистов и сегодня. Викисклад схема XXXV — О вши. Схема воши Викисклад схема XXIX — «Большой комар или самка комара». Иллюстрация комара, предположительно нарисованная сэром Кристофером Реном. Викисклад схема XXIV — О строении и движении крыльев мух. Иллюстрация голубой мухи, предположительно нарисованная сэром Кристофером Реном. Викисклад Микроскоп Роберта Гука, набросок из его оригинальной публикации. Викисклад Знаменитая блоха, описанная в книге Микрография Викисклад Некоторые кристаллы, описанные в Micrographia Викисклад Пробка, описанная Робертом Гуком в Micrographia .