風(fēng)景清明后,云山睥睨前。
百花如舊日,萬(wàn)井出新煙。
——《清明后登城眺望》唐 · 劉長(zhǎng)卿
清明,是春季的第五個(gè)節(jié)氣。該節(jié)氣常與農(nóng)事相關(guān),寓意著天朗氣清、萬(wàn)物皆顯;而清明節(jié)日,也以?huà)吣辜雷鏋槿怂?,因此清明這個(gè)節(jié)氣兼具了反映自然和人文內(nèi)涵。
本次的節(jié)氣科普,我們來(lái)了解各式各樣的顯微鏡。
探索微觀的載體:顯微鏡
從宏觀到微觀,我們要如何探索微觀世界?依靠科技的發(fā)展,人們已經(jīng)掌握了“判斷一枚看似干凈的大頭針針頭上是否有細(xì)菌”的方法,那就是——顯微鏡。
17世紀(jì)70年代,列文虎克用其制作的高倍顯微鏡首次對(duì)微生物進(jìn)行了觀察,他也是公認(rèn)的顯微鏡之父。
圖源:Brock Biology of Microorganisms
顯微鏡可以用來(lái)觀察肉眼無(wú)法看清的微小物體結(jié)構(gòu),已廣泛應(yīng)用于物理、生物和材料等科學(xué)領(lǐng)域的研究中。
顯微鏡主要分為光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡。直徑0.2um的物體是大多數(shù)光學(xué)顯微鏡的觀察極限,而電子顯微鏡為小于0.2um的物體以及細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)的觀察創(chuàng)造了可能。
顯微鏡的分辨率比較
圖源:Microbiology- Principles and Explorations
光學(xué)顯微鏡
光學(xué)顯微鏡技術(shù)是指利用借助可見(jiàn)光成像的顯微鏡來(lái)觀察標(biāo)本。普通光學(xué)顯微鏡的構(gòu)造主要包含三部分:機(jī)械部分、照明部分和光學(xué)部分。
圖源:Brock Biology of Microorganisms
隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)顯微鏡要求的提高,光學(xué)顯微鏡的技術(shù)也得到不斷的創(chuàng)新。
目前的光學(xué)顯微鏡有多種分類(lèi)方法:
1
按觀察對(duì)象:可分為生物和金相顯微鏡等;
2
按光學(xué)原理:可分為偏光、相襯和微分干涉對(duì)比顯微鏡等;
3
按光源類(lèi)型:可分為普通光、熒光、紅外光和激光顯微鏡等;
4
按接收器類(lèi)型:可分為目視、攝影和電視顯微鏡等。
這也就是我們?cè)谑袌?chǎng)上看到的五花八門(mén)的顯微鏡的緣由,其中最常見(jiàn)的有生物顯微鏡、熒光顯微鏡、倒置顯微鏡、體視顯微鏡等。
Electron Microscope
電子顯微鏡
電子顯微鏡以電子束作為光源。由于電子的波長(zhǎng)大大小于可見(jiàn)光,電子顯微鏡的分辨率相對(duì)于光學(xué)顯微鏡顯著提高,目前已經(jīng)可以超過(guò)50皮米(1皮米等于千分之一納米)。
圖源:Brock Biology of Microorganisms
透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡是兩類(lèi)最常見(jiàn)的電子顯微鏡。
更為先進(jìn)的掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡則能讓我們看到實(shí)際分子,甚至單個(gè)原子的真實(shí)圖像。
漢寧“二十四節(jié)氣”科普是漢寧化學(xué)推出的關(guān)于微生物的科普欄目。我們將以中國(guó)傳統(tǒng)的二十四節(jié)氣為時(shí)間線(xiàn),定期推出微生物相關(guān)主題的科普短文。“四季有序,萬(wàn)物有時(shí)”,讓我們“寄知識(shí)于時(shí)節(jié)”,一起探索微生物世界:漢寧與您應(yīng)時(shí)相約、不見(jiàn)不散!